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1、津滨轻轨桥梁基桩设计试桩试验论文.freel的钻孔灌注桩,桩长35～45m,全线基桩约1.5万根。在桥梁设计中准确地选取各项地基参数,对确保设计质量和降低工程投资具有重要意义。介绍试桩的设计,试桩的原理、方法及试验成果,该成果为津滨轻轨桥梁桩基础设计提供了科学依据。关键词:轻轨桥梁;基桩;设计试桩;试验1概述天津市区至滨海新区快速轨道交通工程一期工程2工程地质及设计概况(1)桥梁基础一般采用直径0.8m的钻孔灌注桩,部分大跨度和特殊工点桥采用了直径1.0m和1.5m的钻孔灌注桩。全线基桩根数约1.5万根,桩长
2、一般在35～45m。津滨轻轨高架桥梁上采用无碴轨道和超长无缝线路,且桥梁结构大部分采用3跨一联的连续梁结构,因此对桥梁的工后沉降要求非常严格,桥梁设计中基础不均匀沉降按5～10mm控制,工后总沉降量按20mm控制。该项目地质勘察依据《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB503071999),而设计则主要依据相关的铁路桥涵设计规范,.freel。试桩及锚桩的施工由滨海快速交通发展有限公司委托天津地质新技术开发应用中心完成,静力及动力检测委托中国石油天然气总公司工程技术研究院完成。下面结合CK21+320工
3、点的设计试桩对桩基设计及试桩的原理、方法及试验成果进行分析介绍。(2)试桩设计该工点处桥梁孔跨为325m预应力混凝土连续梁,桩基采用8根80cm的群桩,初步估算桩长为36m。考虑承台厚度为2m,从地面向下算起取值为38m。为了施工方便,利于试验和检测,桩头露出地面0.3m,共计桩长38.3m。该桩单桩允许承载力〔P〕的确定采用铁路桥规公式〔P〕=(UΣfili)/2+m0A〔σ〕式中,桩周土极限摩阻力fi的取值根据地质报告中土性的描述和土工实验报告中提供的土体物理、力学指标进行选取:对于粘性土主要根据其液性指
4、数在规范规定值的范围内内插确定;而砂类土则根据其密实度等性质在规范规定值的范围内取中值,各土层fi取值详见表1。对于公式中桩底支承力折减系数m0,根据土体性质在规范规定值范围内取中下限值。按上述公式计算得到单桩允许承载力〔P〕=2068.95kPa,桩极限承载力为容许承载力的2倍,为4137.9kPa。本次试验设计采用锚桩法,每组试桩为3根,每根试桩需4根锚桩。为减少锚桩数量,降低投资,试桩及锚桩呈梅花形布置,其平面布置如图1所示。图1试桩平面布置(单位:cm)图1中S1～S3为3根试桩,M1～M8为8根锚桩
5、。S1～S3试桩的配筋及对混凝土要求与工程桩相同,主筋采用14根16mm、长24.8m的Ⅱ级钢筋,混凝土采用C20;M1～M8锚桩的桩长采用38m,桩内设置通长纵向主筋,采用14根25mm的Ⅱ级钢筋,并延伸至桩头以上1.2m长,以便与反力梁进行连接。3基桩检测3.1基桩动力检测试验桩与锚桩施工完成后,为验证试验桩桩身的完整性,并为将工程桩动测信号进行对比作准备,在试验桩静载试验之前进行了低应变动测检验。低应变动力检测方法采用反射波法,检测仪器采用美国PDI公司生产的PITV型桩基检测系统(该系统由主机、加速度
6、传感器和力棒组成),依据中华人民共和国行业标准《基桩低应变动力检测规程》(JGJ/T9395)执行。采用该方法可检测桩身混凝土的完整性,推定缺陷类型及其在桩身中的位置,也可对桩长进行核对,对桩身混凝土的强度等级作出估计。本次试验对3根试验桩逐一进行了动测,实测信号表明3根试验桩桩身完整,有较明显桩底反射,无其他不良反射信号。经评定,3根桩均为Ⅰ类桩。3.2基桩静力检测静载试验采用锚桩法,采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法确定单桩竖向抗压极限承载力。本次试桩为破坏性试桩,设计单桩极限承载力为4137.
7、9kN。(1)试验加载装置本次试验加载装置采用锚桩横梁反力装置,锚桩、反力梁装置能提供的反力不小于6000kN,每根试桩配置锚桩4根,试验时在每根锚桩桩顶设置百分表以对锚桩的上拔量进行监测。试验加载是通过油压千斤顶顶反力梁实现的,荷载通过放置于千斤顶上的应变式测力传感器直接测定。锚桩反力法静载试验装置如图2所示。图2试验加载装置(2)试验方法试验方法采用慢速维持荷载法。由于轻轨工程桩基和以往的铁路桥梁、市政、公路桥梁、工业与民用建筑均不完全相同,因此,本次试验的加载分级、沉降观测、终止加载条件、卸载及卸载沉降
8、观测,综合了《建筑桩基技术规范》(JTJ9494)和《铁路桥涵施工规范》(TB102032002)所规定内容进行试验。(3)资料整理及结果根据试桩的原始试验记录,编录静载试验结果汇总表,绘制QS、SlgQ、Slgt曲线,并分别依据以上2个规范确定单桩竖向抗压极限承载力。检测结果如表2所示。表2试桩检测结果注:Qu为单桩极限承载力;Quk为单桩极限承载力标准值《建筑桩基技术规范》(JTJ9494);P
