湿陷性黄土地区单桩负摩阻力监测

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1、湿陷性黄土地区单桩负摩阻力监测李光煜（中国科学院武汉岩土力学研究所武汉430071）摘要本文介绍了三个湿陷性黄土地区单桩负摩阻力监测实例，试验桩安置于浸水坑中，其直径或边长约等于桩长。观测期间不停地往坑内注水，直到桩端土体饱和时停止注水，并继续观测桩身应变及地表沉降，至二者均稳定为止。共测试了9条桩三种桩型，其中4条桩桩顶无荷载，其余桩在浸水过程中维持设计荷载。桩身应变测试采用瑞士产滑动测微计，它是一种便携式长标距高精度应变仪，可连续地监测相邻二点之间的相对变形，二点间距为1m，仪器分辨率为0.001mm，即应变分辨率可达1µε。监测结果表明

2、，湿陷值一般小于按室内试验数据计算值，但负摩阻力大于规范值。1概述饱和度达80%为止，停水后继续观测至水位降至桩端，1.1黄土特征及其分布且地表停止沉降为止。黄土是一种第四纪沉积物，具有以下全部特征，当缺少其中一项或几项特征的称为黄土状土，这些特1.2负摩阻力监测对仪器设备的要求征是：负摩阻力是由于土层沉降大于桩下沉量，导致下(1)颜色以黄色、褐黄色为主，有时呈灰黄色；曳力作用于桩侧面，增大了桩身荷载及下沉量，如考(2)颗粒组成以粉粒（0.05～0.005mm）为主，含虑不周，有时会导致灾害。土层沉降可以由于地面堆量一般在60%以上，几乎没有

3、粒径大于0.25mm的颗粒；载，地下水位降低，黄土湿陷，冻土融化以及欠固结(3)孔隙比较大，一般在1.0左右；软土或水力充填土的自重等多种原因引起。有许多估(4)富含碳酸钙盐类；算负摩阻力的公式，有的考虑土的抗压强度，有的考(5)垂直节理发育；虑有效应力及抗剪强度，有的考虑标准贯入击数，以(6)一般有肉眼可见的大孔隙。及桩的类型和表面粗糙度等。不同公式算出的值有较黄土及黄土状土分布范围很广，全世界约1300万大差异，因而实测具有重要意义。2[1]km，占陆地总面积的9.3%，主要分布于南北美洲及负摩阻力监测的主要目的是确定地层沉降期间桩2欧洲

4、中纬度干旱地区。我国黄土面积63.5万km，占身轴向应力分布规律，因而对测试原理及仪器的长期世界黄土总面积的4.9%，主要分布在北纬34～45°之稳定性均有特殊要求。应力不能直接测量，而是通过间，区域内气候干燥，降雨量介于250～500mm，小于测定应力作用下某种力学或物理参数的变化，如应变，250mm的沙漠地区及大于750mm的地区基本上无黄土声波传播速度等，然后根据材料的本构关系，进一步分布。推算应力，因此除准确测定相应的敏感量以外，还需我国黄土主要分布于黄河中下游，而黄土状土主了解材料的本构关系。要分布于新疆天山南北及松辽平原，海拔高程

5、最低为桩身摩阻力监测中，以往一般是沿轴向安装多个200m，最高2400m。钢筋计、混凝土应力计或压力盒。由于探头与介质无我国黄土面积占世界黄土面积的比例虽然不大，法作到理想匹配，以及固定埋设的电测元件或多或少[2]但最具典型性，堆积厚度也最大，黄河中游，特别存在零点飘移，实测结果在很大程度上只能是定性的。是洛河和泾河流域中下游，最大厚度达180～200m，而以钢筋计为例，它是以实测钢筋上某一点处的应变来欧洲地区的黄土厚度小于10m。代替该断面上桩身平均应变。然后乘以桩身平均弹模，并不是所有黄土都具有湿陷性，我国湿陷性黄土求出该断面轴向应力。这

6、样作存在一系列问题，首先，约占总黄土面积的60%，大部分分布于黄河中游地区，测点处的应变由于探头或电阻片（包括防潮层、导线）如陇东、陕北地区，陇西、关中、河南、山西地区，的介入，局部受力状态变化，实测应变不等于真实应其厚度一般小于15m，最大30m。变；其次，桩身平均弹模只是一个估算值，实际上它随着我国西部大开发的进展，必须在黄土地区兴沿轴向变化很大，特别是现场灌注桩，而且弹模值还建大型工程，如火电站及引水工程，这些工程的基础与加载量级和速率有关；再者，测点有限，间距一般处理，一般采用桩基础。因此，由于黄土湿陷导致的为3～5m，甚至更大，相邻

7、点之间的测值用直线连接，桩身负摩阻力必须在设计中予以充分考虑。我所近15依据不足；此外另点飘移，注水期间土体温度变化都年来，参加了四个工程单桩负摩阻力监测，试验桩位无法确定。即使提供了轴向力曲线及中性点位置，但于圆形或长方形浸水坑中，坑径或边长一般等于或大实际上它只是测值中最大值的位置，并不代表真正的于桩长，测试过程中不间断地向试坑注水至桩端土体中性点，因而也不可能确定负摩阻力分布曲线。11.3线法监测原理及滑动测微计避免，无法修正，新方法只在桩内埋设套管和测环，八十年代初，瑞士联邦苏黎世工学院K.Kovari教用一个探头测量，简单可靠，不易

8、损坏；而且探头可授等提出了线法监测（Linewiseobservation）及相随时在铟钢标定筒内进行标定，可有效地修正零点飘[3、4、5、6、应的测试技术，如滑动