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1、PHC管桩水平静载试验及成果参数推算探究关键词：PHC管桩、水平静载试验、m值中图分类号：TU473.1文献标识码：A文章编号：PHC管桩（高强预应力混凝土管桩）在高层建筑基础设计被大量采用，除满足竖向抗压承载力的同时也要满足水平承载力的要求。本文以水平载荷试验为确定水平承载力的基本方法，依据水平力一时间一位移（H—t—Y0）及水平力一位移梯度（H—AYO/AH）曲线，综合确定水平临界荷载Ho、水平极限荷载Hu,并对地基土水平抗力系数的比例系数m的合理推算进行了初步分析。1工程概况该工程为山东石化丙烯酸项目，构筑物均拟采用PHC管桩基
2、础，试验场地土层情况自上而下为：1、耕土：黄~黄褐色，稍湿，松散，层厚0.30〜060m；2、粉质粘土：黄〜黄褐色，软塑~可塑，层厚0.3（f3.20m；3、粉土：黄〜黄褐色，松散~稍密，层厚1.10〜8.10m；4、粉质粘土：黄褐〜灰褐色,可塑~软塑，层厚0.40〜8.60m；5、粉土：黄褐~灰褐色，稍密~密实，层厚1.00^12.90m；6、细砂：灰褐色，中密~密实,该层最大厚度29.70m；7、粉质粘土：褐灰色，可塑~硬塑，该层最大揭露厚度16.0mo试桩规格为PHC400AB95-15a,桩保护层厚度40mm,桩端全截面进入持
3、力层不小于2d,桩基采用静力压桩法施工，试桩桩顶标高土0.OOOmo2试验方法试验采用一台loot油压千斤顶加载，荷载由JCQ-503型全自动载荷测试分析系统自动控制，水平位移观测采用2只量程50mm,精度0.01mm的电子数显位移传感器。试验装置如图1所示。图1单桩水平静载荷试验示意图采用单向多循环加卸载法，按《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)的规定进行加卸载及位移观测：依据设计单位的计算荷载，取5kN为每级荷载的加荷增量。每级荷载施加后，恒载4min后可测读水平位移，然后卸载至零，停2min测读残余水平位移，至此完
4、成一个加卸载循环。如此循环5次，完成一级荷载的位移观测，且试验不得中间停顿。当桩身折断或水平位移超过30〜40mm(软土取40mm)时，可终止加载，结束试验。3试验数据的整理与分析3.1临界荷载Her及极限荷载Hu的分析与判定%1、绘制水平力-时间-作用点位移(H—t—Y0)、水平力-位移梯度(H—AY0/AH)曲线；%1、取H—t—Y0曲线出现拐点的前一级水平荷载值，或H—AY0/AH曲线第一拐点对应的水平荷载值为临界荷载Her。%1、取H-t-YO曲线产生明显陡降的前一级水平荷载值，或H—AYO/AH曲线第二拐点对应的水平荷载值为
5、极限荷载Hu。按试验数据绘制出H—t—Y0曲线和H—AYO/AH曲线(见图2),依据上述规定，通过图28#、9#、10#桩水平静载试验H—t—Y0曲线和H—AY0/AH曲线图2可确定8#、9#、10#试桩的临界荷载Her及极限荷载Hu,如表1所示。表1临界荷载和极限荷载成果表3.2m值的推算本试验桩顶自由且水平力作用位置位于地面，故按《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)的规定，m值可按下列公式推算：(1)(2)为桩的水平变形系数(m-1)；vy为桩顶水平位移系数,由公式(2)试算，当h$4.0时(h为桩的入土深度)，vy
6、=2.441；H为作用于地面的水平力(kN)；Y0为水平力作用点的水平位移(m)；b0为桩身计算宽度(m),对于圆形桩且桩径dWlm时，b0=0.9(1.5d+0.5)=0.99m；EI为桩身抗弯刚度(kN・m2),对于钢筋轻桩，EI=O.85EcI0,圆形截面I0=W0d0/2o其中(3)d—桩直径，0.40m；d0—扣除保护层厚度的桩直径，0.32m；dl—空心桩内径，0.19m；—钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值，预应力钢筋弹性模量Es=2.0X105N/mm2,混凝土弹性模量Ec=3.8X104N/mm2,=Es/Ec=5.
7、26；—桩身配筋率，=0.703%(查规范)。故计算得W0=0.0059m3,10=9.5X10-4m4,EI=0.85EcI0=3.068X10-4kN・m2。通过公式(1)可得到各级荷载下in值随荷载H及水平位移Y0的变化曲线，验算h24.0的假设成立，故vy=2.441,如图3、4所示。图3Y0—m曲线图4H—m曲线由图分析知：Y0—m曲线和H—m曲线都近似双曲线变化规律。在最初的小位移阶段，m值对上部土层的变化非常敏感，m值随水平位移的增大迅速变小；而随着土体变型进入弹塑变形阶段，m值随水平位移的增大而变小的趋势放缓。由试验数
8、据显示：如m值取低值，对应水平荷载H为高值，同时对应桩顶水平位移为高值，设计时，按桩的水平承载力控制则偏于不安全；若按桩的水平位移控制则又偏于安全。故存在m值如何合理取值的问题。《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2
