支盘桩抗拔性能原位检测试验设计.doc

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1、支盘桩抗拔性能原位检测试验设计【摘要】挤扩支盘桩的抗拔承载性能和荷载传递机理的试验研究比较缺乏，且都局限于缩尺模型桩的抗拔试验分析，其试验结果的可靠性不具有普遍指导意义。北京奥运地铁某支线站施工现场进行的我国首次支盘桩原位竖向抗拔静载试验，对支盘桩的抗拔试验全过程进行阐述。通过对试验过程以及试验注意事项的分析，对同类基桩的原位试验检测具有借鉴意义。【关键词】支盘桩;抗拔;试验设计随着城市高层建筑的兴起和发展，桩基工程应用越来越广泛。一般桩基工程中，桩基承受上部压荷载的作用，相关的理论及试验研究已有不少文献述及。而对于一些特殊的建筑物，如高耸的电视塔、烟囱以及承受浮

2、托力作用的地下建筑等，基础常采用抗拔桩。目前对于挤扩支盘抗拔桩承载特性试验研究比较少[1]，且原位试验更是少之又少。本文将针对奥运地铁某支线站进行的支盘桩竖向抗拔原位静载试验，对该试验过程以及试验中的注意事项进行分析，为同类基桩的原位试验检测提供依据。1场地水文地质条件1.1工程概况本工程是北京地铁奥运支线第三座车站，车站基坑分地下两层，地下一层采用放坡开挖，地下二层基坑采用钻孔灌注桩围护，内支撑采用钢支撑系统。由于车站站址处地下水位较高，车站结构自重及顶板上覆土不能满足抗浮要求，在结构底板下设置抗拔桩，抗拔桩采用挤扩支盘灌注桩。桩顶位于结构底板以下，标高为27.

3、80m。本试验将模拟工程桩在基坑中标高为35.50m的地下一层打3根试验桩（位置见图1），对试验桩单桩竖向抗拔性能进行原位试验检测。1.2地质概述本工程场地位于永定河冲积扇的北部边缘。地层自上而下分布如下：人工堆积层：人工填土层总厚为0.70m～4.00m，层底标高为40.34m～43.59m。第四纪冲洪积层：本大层总厚度为7.40m～13.00m，层底标高为30.51m～33.93m。粉质黏土层：本大层总厚度为3.80m～11.90m，层底标高为22.56m～26.60m。卵石层。1.3水文条件据北京市勘察设计院提供的数据，地下水分三层，分别为潜水、层间水和承压

4、水、层间水和承压水以侧向径流和越流方式补给为主，以侧向径流和人工开采方式排泄。第一层地下水为潜水，水位标高为36.28m～39.39m（水位埋深为5.00m～8.20m）。第二层地下水为层间水，水位标高为25.46m～34.74m（水位埋深为9.30m～18.70m）。第三层地下水为承压水，水位标高11.06m～19.69m（水位埋深为425.00m～33.10m），水头高度为2m～5m。2桩基设计及施工方法2.1试验桩设计简述本试验设计3根试验桩，4根锚桩。设计桩长为24.50m，桩径850mm，桩身混凝土强度C30，设计要求单桩竖向抗拔承载力特征值4040kN

5、。桩径、桩身混凝土强度、主配筋规格与工程桩相同。试验桩在基坑开挖的地下一层打桩，地下一层标高比工程桩桩顶标高高出7.70m，故试验桩施工时混凝土只需灌注到桩长24.50m处，上部的7.70m的部分不必灌注。2.2挤扩支盘灌注桩的施工（参见中国工程建设标准送审稿《挤扩支盘灌注桩技术规程》）1）测量定位及护筒埋设；2）成孔设备就位及钻具检验；3）成孔、成盘及支盘检验；4）钢筋笼制作、吊放并吊放导浆管和清孔；5）灌注水下混凝土并做成桩质量检测。为了研究挤扩支盘抗拔桩的受荷特征和与桩身侧摩阻力传递规律，在支盘上下和两支盘间的桩身内预埋了钢弦式钢筋应力计，埋设位置见图2。3

6、测试方案3.1承载力测试3.1.1方法原理与设备根据现场实际情况，本试验采用锚桩法。锚桩法试验是利用锚桩给试验桩提供反力的试验方法。本试验在每根试验桩的两侧各打1根反力桩作为锚桩。试验桩上部的7.70m只配主筋不灌注混凝土，主筋露出地面1m。将试验桩主筋锚固在加载钢梁上，钢梁两端支撑于反力桩桩顶。确定试验桩与反力桩中心距离不小于3.4m[2]。试验桩与反力桩之间的相对位置如图3所示，中间两根反力桩重复使用一次。每根反力桩需要提供不低于5000kN的抗压承载力，根据勘察报告经计算表明，反力桩桩端需进入卵石层800mm，桩长约25.50m，桩顶位于标高35.50m，桩

7、径、桩身混凝土强度与试验桩相同。配筋在桩顶附近适当加强，以防试验压力过大，桩头破碎。试验设备包括：反力系统、自动化荷载加载装置及荷载、桩顶上拔、反力桩沉降观测系统。反力系统为1根反力主梁，长8m，两端为中点供力能力大于10000kN，观测系统由4支电子位移计、2支数显百分表、压力传感器和静载荷试验仪组成。布置示意图如图4所示。3.1.2试验加载、卸载方式试验桩设计单桩竖向抗拔承载力特征值为4040kN，试验最大加载值不小于单桩竖向抗拔承载力特征值的2倍，即不小于8080kN，加载采用慢速维荷法，分10级进行。本试验选用2台千斤顶分别置于反力桩上。通过安置在千斤顶上

8、的测力传感