对自平衡试验报告的补充

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1、对自平衡试验报告的补充一、关于试验桩的极限承载力在自平衡试验过程中，不存在桩侧土的负摩阻力问题，桩侧土均表现为正摩阻力，提供荷载抗力。也就是说，该实验未能区分桩基在实际工作状态下可能产生的正负摩阻力问题。这就使得自平衡实验得出的桩基承载力会高于实际工作状况下的承载能力。1、①20#承台的三根试验桩，加载到最后一级，即第10级6242KN，达到稳定以后，上下段桩的位移Q~S曲线均呈缓变型，均没有出现陡变现象，故这三根桩应该都还没有达到极限状态，否则至少应该有某个桩的上段或下段的位移出现陡变。所以20#承台的三根试验桩，其抗压极限承载力应高于12000KN，至少还应有1~2级加载量的富余。②

2、11#承台的三根试验桩为嵌岩桩，由于其桩端承载力远大于桩侧摩阻力，故实验中，三个桩的上段均被顶出，特别是11-2#，11-5#均未能实现最大加载量。已有数据不足以支撑过多分析。但下文算出的11#三根试验桩的负摩阻力近似值都很小，对嵌岩桩的影响不大。2、国内外大量现场试验资料表明，自平衡试验结束后对试验桩进行压浆处理，桩侧极限摩阻力和桩基极限承载力均能得到不同程度地提高。二、关于桩侧摩阻力（一）桩侧摩阻力强度对比分析由上面的桩侧摩阻力强度分布图，可发现以下规律：1、对比20号承台的3根试验桩的桩侧摩阻力强度分布图，可知：3根桩的桩侧摩阻力强度分布图非常相似。由桩顶到钢护筒底部这一段，桩侧摩

3、阻力强度自上而下缓慢增长，而且数值大小明显低于下部。但过了钢护筒的位置以后，摩阻力强度随着深度的增加几乎是呈线性快速增长。2、对比11号承台的3根试验桩的桩侧摩阻力强度分布图，可知：3根桩的桩侧摩阻力强度分布图非常相似。由桩顶到钢护筒底部，然后再往下，包括护筒底部以下的几米范围内这一段，桩侧摩阻力强度自上而下呈增长趋势，但增长量极小。再往下，摩阻力强度才随着深度的增加快速增长。3、对比20号承台与11号承台试验桩的桩侧摩阻力强度分布图，可知：所有6根试验桩，在钢护筒所对应的高度内，桩侧摩阻力强度值都比较小，最主要的原因应该是：①素填土自身的土力学性质，②涂有沥青的钢护筒的存在，使得桩土界

4、面的摩擦系数显著减低。这也初步验证了消除负摩阻力的工艺措施的效果。同时也可发现，20号承台下的3根试验桩在钢护筒高度内的桩侧摩阻力强度值明显大于11号承台下的3根试验桩在钢护筒高度内的桩侧摩阻力强度值，最主要的原因可能是素填土层均匀性比较差，在不同的地点密实度变化较大，其工程性质变化也较大。（二）桩侧负摩阻力的近似计算要确定桩侧负摩阻力的大小，首先要确定中性点的位置，也即正负摩阻力的分界位置。欠固结土体要完成固结需要很长的时间，在固结完成之前，桩身中性点是变动的，相应的桩身摩阻力（正摩阻力和负摩阻力）的分布也是变化的。只有土体固结完成之后，桩的中性点才能稳定，桩身摩阻力的分布才能稳定。在

5、自平衡实验的过程中，中性点是不存在的。而且在该实验中，计算分析中的中性点以上土层不仅不会出现负摩阻力，还会表现为正摩阻力提供荷载抗力。但如果近似地假设：①自平衡实验得出的桩侧摩阻力强度即为桩基实际工作状态下的桩侧摩阻力强度。②整个素填土层（对应于钢护筒高度）为软弱土层，对桩均产生负摩阻力，即认为20#桩基桩侧产生负摩阻力的土层高度取20米，11#桩基取18米（此假设有一定的保守性，因为大量的现场试验表明：在一般情况下，产生负摩阻力的土层深度约为软弱土层厚度的0.7~0.8倍）。在上述两个条件下，在桩侧产生负摩阻力的高度内，用自平衡试验得出的桩侧摩阻力强度乘以所对应的桩侧面积，再进行分段累

6、加，即可得到6根试验桩的桩周负摩阻力的近似值，如下：20-4#桩：693KN20-2#桩：600KN20-4#桩：762KN11-2#桩：74.3KN11-5#桩：189.2KN11-3#桩：211.6KN上面的计算值都不大。但在桩的自平衡实验中，试压荷载施加是在很短的时间内完成的，而桩周软弱土层的变形需要很长的时间才能完成。在试压荷载施加的过程中，软土的固结沉降变形完全可以忽略不计。也就是说，自平衡实验过程中负摩阻力不可能充分发挥出来，实验得出的桩侧摩阻力强度并不能准确反映桩基后期实际工作状态下的桩侧摩阻力强度。在桩基的实际工作状态下，桩侧负摩阻力的强度与桩基沉降及桩侧土质压缩沉降、沉

7、降速率、稳定历时等因素有关，且具有时间效应。桩侧土与桩的粘着力和桩表面负摩阻力的大小取决于土的抗剪强度，地基土的沉降速率越大，负摩阻力值亦越大。这是由于负摩阻力实质上是土的抗剪强度，且其随着剪切速率的提高、固结度的增长而增大。同时，负摩阻力的发生和发展经历着一个缓慢的时间过程，这是由素填土的固结沉降特性决定的。也就是说，随着素填土层后期的固结沉降，负摩阻力还会有所增长，直至达到最终稳定。但理论分析认为其不会产生大幅变化，故上述计算得