预应力高强度混凝土管桩静载试验探究

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1、预应力高强度混凝土管桩静载试验探究　　摘要:预应力高强度混凝土管桩作为新时期的一种基桩，具有诸多的优点，目前在城市建筑工程施工中得到广泛的应用。本文结合工程实例，介绍了静载试验在预应力高强度混凝土管桩试验过程中的技术要领，对试验结果进行了充分分析，对类似静载试验提供参考。关键词:预应力高强度混凝土管桩；静载试验；单向多循环加载法中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：随着我国城市化进程的不断加快，大量的新建楼房从多层向小高层、高层发展，而且层数越来越高，而预应力高强度混凝土管桩则是这些工程建筑中的桩基材料。这种管桩适用范围广，混凝土强度高，具有较高的单桩竖向抗压承载力，逐渐受到业

2、内的关注。但由于预应力高强度混凝土管桩的应用时间不长，人们对预应力高强度混凝土管桩在水平荷载作用下的研究性状甚少，使得预应力高强度混凝土管桩的承载能力特别是水平承载力未能得到充分利用，造成资源的浪费。目前，静载荷试验是检验工程桩承载力最直观、最可靠的方法。下面，就结合实例，介绍预应力高强度混凝土管桩静载试验。1工程概况7某建筑工程，包括1栋22层和1栋20层的高层住宅建筑、3栋多层建筑及地下车库等，地上建筑均为框架剪力墙结构，建筑地理位置及建筑具体尺寸详见建筑物及勘探点平面位置图，总建筑面积约59193m2，拟采用预应力高强度混凝土管桩桩基础。2试验方法2.1试验设备试验采用1台10

3、00kN千斤顶加载，用BZ型超高压油泵供油。荷载大小由安装在油泵油路上的压力传感器通过“RS—JYC”型桩基静载荷测试分析系统自动控制。水平位移观测采用2支量程为50mm，精度为0.01mm的位移传感器，通过“RS—JYC”系统对施加水平力的加荷点平面处的水平位移自动测量。2.2荷载施加试桩为PHC500AB型桩，桩径500mm，桩长9m。考虑到桩的实际工作状态，在桩顶施加600kN的坚向荷载(SP—1、SP—2号桩施加，SP—3号桩未施加)，在桩顶与施加竖向荷载的千斤顶之间设置一滚轴装置，使桩在水平荷载作用下桩顶可以自由水平移动。施加水平力时，用3根桩提供反力(详见图1)，水平力加

4、荷点位于第②层细砂粉质黏土层中，距开挖后的地面1.92m。7试验采用单向多循环加载法进行试验，并应符合下列规定：单向多循环加载法的分级荷载应小于预估水平极限承载力或最大试验荷载的1/10。每级荷载施加后，恒载4min后可测读水平位移，然后卸载至零，停2mn测读残余水平位移，至此完成一个加卸载循环。如此循环5次，完成一级荷载的位移观测。试验不得中间停顿。图1水平载荷试验平面示意图试验按预估极限承载力分10级加载。当出现下列情况之一时，可终止加载：(1)桩身折断；(2)水平位移超过30〜40mm;(3)水平位移达到设计要求的水平位移允许值。3试验成果与分析水平载荷试验主要依

5、据水平力一时间一位移(H-t-Y0)及水平力一位移梯度(H—△Y0/△H)曲线来综合确定水平临界荷载Hσ、水平极限荷载Hu及地基水平抗力系数的比例系数m值，从而达到对桩水平受力的工作性状分析与研究，实现对工程桩水平承载力的检验和评价。3.1水平承载力的分析与确定试桩SP-1、SP-2、SP-3的H-t-Y0、H—△Y0/△H曲线如图2、图3所示。图2SP-1水平载荷试验H-t-Y0曲线图3SP-1水平载荷试验H—△Y0/△H曲线7(1)SP－1号桩加载至240kN时，水平位移10.62mm；H—△Y0/△H曲线出现第一个拐点，即Hcr＝240kN，当加载至450kN时，测得最大水平位

6、移58.97mm，当加载至550kN时，因桩被推断而停止试验，则Hu＝450kN。(2)SP－2号桩未施加竖向荷载，当加载至160kN时，水平位移6.01mm；H—△Y0/△H曲线出现第一个拐点，即Hcr＝160kN，当加载至360kN时，测得最大水平位移52.38mm，当加荷至400kN时，因桩被推断而停止试验，则Hu＝400kN。(3)SP－3号桩加载至250kN时，水平位移8.75mm；H—△Y0/△H曲线出现第一个拐点，即Hcr＝250kN，当加载至450kN时，测得最大水平位移48.21mm，当加荷至500kN时，因桩被推断而停止试验，则Hu＝450kN。依据规范，结合图2

7、～图3，可以得出单桩的水平承载力特征值Rh，如表1所示。表1单桩的水平承载力特征值Rh3.2m值的计算当桩顶自由且水平力作用位置位于地面处时，值可按下列公式确定：式中：m—地基土水平抗力系数的比例系数(MN／m4)；7vy—桩顶水平位移系数，由式(2)试算，当h≥4.0时(H为桩的入土深度)，vy＝2.441；计算时，先假设试桩为弹性长桩，则vy＝2.441，最后验算h≥4.0的假设是否成立；H—作用于地面的水平力(kN)；Y0—水平力作用点的水平位移(m