桩基承载力自平衡试验法在济宁运河桥中的应用

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1、2010年2月第2期城市道桥与防洪桥梁结构37桩基承载力自平衡试验法在济宁运河桥中的应用，朱洪凯，冯泮(1．济宁市公路勘测设计研究院，山东济宁272000；2．山东省公路检测中心，山东济宁272000)摘要：该文介绍了桩基自平衡试验法在济宁市太白楼西路运河大桥工程中的应用。概述了自平衡法的基本原理、测试方法及过程，并对测试数据进行了整理和分析。应用结果表明，试验可靠，测试取得较好的工程效果。关键词：自平衡法；单桩极限承载力；位移；摩阻力；济宁运河桥中图分类号：U443．15文献标识码：B文章编号：1009

2、—7716(2010)02-0037—04群桩基础。基桩按摩擦桩设计，设计单桩最大承载0前言力为11700kN。由于传统试验方法难以测试巨大吨位(几百根据该工程的特点要求及施工场地的现状，吨乃至千吨以上)的桩基承载力，国外在20世纪确定对大桥关键部位——主塔桩基进行试桩验80年代中期开展了桩承载力自平衡方法的研究证。在16号墩桩基区外东侧施工一根独立工程试与应用，1984年美国西北大学教授Osterberg研制桩，该试桩桩长取为83．3m，桩顶标高37．3m(即成功桩底加载实验方法(即自平衡测试法)，是通

3、地面标高)，桩底标高一46．0m(同工程桩桩底标过预埋在桩底的测压盒进行钻孔桩静载实验的方高)。自平衡试桩法的主要装置是特别设计的液压法，该法对于划分桩侧摩阻力与桩端阻力以及确千斤顶式的荷载箱，根据试桩桩位附近的地质钻定抗拔桩的承载力具有实际意义，故该方法又称孔资料，经详细计算确定荷载箱的埋设位置，位于为Osterberg法。近年来，国内多家大学、科研单位标高一24．93m处，荷载箱距桩底21m，沿桩身每也相继开展了该方法的理论研究和实践应用。随个截面(桩侧土层分界处)对称布置3个GJ—l6型着大型桥梁的

4、快速蓬勃发展，大孔径超长桩在桥振弦式钢筋测力计．，共9个截面27个钢筋计及3梁中的应用越来越广泛，其承载力的确定显得越根声测管，并在桩底埋设4个振弦式混凝土应变来越重要。桥梁规范中规定特大桥必须进行桩基计，位移量测试采用位移传感器测量，两只测下荷承载力试验以确定其承载力，确保其结构安全性载箱向下位移，两只测上荷载箱向上位移，两只测及经济性。传统钻孔灌注桩承载力测定主要是静桩顶位移。确定试桩桩径为1．5m，由试桩结果进压试验法，反力装置采用压重平台和锚桩承载梁行推算工程桩桩基(桩径1．8m)承载性状。等，需

5、要投入大量的人力、物力和时间，并且随着2测试原理、桩径、桩长的增大，其需要的反力亦随之增大，传，统方法已很难满足需要。桩基自平衡试验法通过自平衡试桩法是接近于竖向抗压桩实际工作桩自身阻力作反力，避免了庞大的反力装置，其装条件的试验方法，利用试桩自身反力平衡的原则，置简单，准备工作省时省力，并且可以节省大量试在桩端附近或桩身某截面处预先埋设单层(或多验费用。层)液压千斤顶式的荷载箱，根据试验桩径和试验荷载的大小，荷载箱内设置多个并联千斤顶，为保1工程背景证垂直受力，荷载箱平放于试桩中心，荷载箱的轴济宁市太白

6、楼西路运河大桥全长1371m，主线应尽量与桩身轴线保持·致，荷载箱位移方向桥为独柱斜塔空间扭面背索斜拉桥，跨径组成为与桩身轴线夹角小于等于5。，荷载箱极限加载能96m4220m，主跨220rn为钢箱梁，边跨96m为力应不小于预估最大试验荷载的1．1～1．5倍(或预应力混凝土箱梁，桥塔高度133m，塔身水平倾按试验要求设计)，荷载箱与钢筋笼连接后安装在角82。，桥面宽度40m，共设斜拉索56根，主塔及桩身，并将高压油管和位移棒一起引到地面，固定过渡墩基础均为群桩基础。其中，主塔(16号墩)和支承位移传感器的

7、基准梁采用一端固定一端竖基础是由48棵桩长77m，直径1．8m单桩组成的向约束的方式，且与试桩保持一定的距离，以保证不受气温、振动及其他外界因素影响其竖向变位，收稿日期：2009—10—29作者简介：朱洪凯(1982一)，男，山东济宁人，助理工程师，从基准梁必须具有相当的刚度(刚度应不低于I40a)，事路桥设计和项目管理工作。并应避免日照和雨淋。加载时荷载箱以下将产生38桥梁结梅城市道桥与防洪2010年2月第2期端阻和向上的侧阻以抵抗向下的位移，同时荷载工作篷、架设基准梁、安装调试仪表设备并保障箱以上将产

8、生向下的侧阻以抵抗向上的位移，上测试期间不问断供电等准备工作，开始进入测试下桩段的反力大小相等、方向相反，从而达到试桩过程。自身反力平衡加载的目的(如图1)。试验时，在地加载采用慢速维持荷载法。测试按中华人面上通过油泵加压，随着压力的增加，荷载箱伸民共和国交通部标准《公路桥涵施工技术规范》长，产生向上与向下的推力，上下桩段产生弹(JTJ041—2000)、《公路桥涵地基基础设计规范》(塑)性变形，从而促使桩侧和桩端阻力逐步发(