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1、40铁道勘察2010年第5期文章编号:1672-7479(2010)05-0040-03自平衡试桩法和锚桩试桩法的对比分析12边建林赵升峰(1铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津300142;2南京地质工程勘察院,江苏南京210009)ComparisonandAnalysisonSelfbalancedPileMethodandAnchoredPileMethodBianJianlinZhaoShengfeng摘要在钻孔灌注桩桩基工程中,为确保工程安全,需要进行静载试验。传统的静载荷试桩法费力、费时、费钱。通过某黄河铁路特大桥施工的两根同直径的试桩,分别采用锚桩法
2、和自平衡试桩法进行静载荷测试。测试结果表明:自平衡试桩法与常用的锚桩试桩法相比,具有节约工期、节省测试费用、对施工影响小等优点。关键词自平衡试桩法静载荷试验锚桩法承载力中图分类号:U44315文献标识码:B传统的静载荷试桩法费力、费时、费钱,美国西北工艺的可行性。试桩有关参数见表1。大学教授Osterberg研究成功了一种新的静荷载试桩表1试桩参数法,近年来已在美国各州广泛应用。东南大学土木工试桩编号桩径/m桩长/m成桩形式桩端持力层试验方式程学院以龚维明教授为主的研究团体结合中国工程实S115320钻孔灌注桩卵石锚桩法际,对此方法进行了优化,并总结出了自平衡试桩S
3、215500钻孔灌注桩卵石自平衡试桩法法!。由于其加压装置较为简单,无需占用试验场地,试验操作又较为方便,费用较低,且能直接测定桩的侧2试桩方法及原理阻与端阻,获得了工程界的好评。自平衡试桩法已成21锚桩法功应用于润扬长江大桥、杭州湾跨海大桥、苏通大桥、S1试桩加载试验采用二锚一!锚桩-混凝土反南京长江第三大桥等重大工程的钻孔灌注桩承载力测力梁法进行,见图1。每根锚桩设计直径为20m,长试中,是一种可靠、经济、适用性强的桩基承载力测试技术。1工程概况某黄河铁路特大桥设计全长401186m,主桥下部为实体花瓶形墙式墩身,引桥桥墩为双柱式墩身,均采用钻孔灌注桩基础形式。
4、全桥共设计混凝土钻孔灌注桩328根。在两处代表性区域,各施工了一根试桩,并分别采用锚桩法和自平衡试桩法进行静载荷测试。通过试桩为桩基础设计提供依据,并验证灌注桩施工收稿日期:2010-07-23第一作者简介:边建林(1973),男,2007年毕业于西南交通大学岩土工程专业,工程师。图1锚桩法加载示意(单位:cm)自平衡试桩法和锚桩试桩法的对比分析:边建林赵升峰41度为60m。用5瘍800t油压千斤顶在桩顶对试桩分级施加荷载,通过预埋在桩身内的钢筋应力计测出每级荷载作用下相应截面的应力。在桩身同一截面对称布置4个钢筋计,按土层分布共设6个断面,如图2所示。图2S试桩钢
5、筋计布置示意(单位:m)1图4S试桩钢筋计布置示意(单位:cm)222自平衡试桩法36000kN,每级加载值为最大荷载的1/15。试验得到S2桩采用自平衡测试法,是利用预埋在桩身的荷的Q-S曲线见图5。根据各级荷载作用下测得的桩载箱进行钻孔桩静载试验的方法。试验时,在地面通端应力,可计算出桩端阻力占桩顶荷载的比例,见过液压泵对荷载箱内腔施加压力,将箱盖与箱底推开,图6。从而调动桩周土的摩阻力与端阻力,直至破坏。其测试原理见图3。荷载箱距桩端距离1627m,沿桩身设5层钢筋计,每截面对称布置4个,见图4。图5桩S的Q-S曲线1图6桩端阻力占桩顶荷载比例图3自平衡法测试
6、原理32自平衡法试验结果自平衡法静载试验得到的荷载箱上部和荷载箱下3测试结果部的荷载-位移关系曲线见图7。根据各级荷载作用31锚桩法试验结果下测得的桩端应力,可计算出桩端阻力占桩顶荷载的该试桩采用慢速维持加载法最大加载值比例,见图8。42铁道勘察2010年第5期象。随着位移增大,整个桩段的摩阻力逐渐发挥出来,平均正摩阻力自然大于平均负摩阻力。取趋于稳定的位移12mm进行比较,在中密卵石层中平均负摩阻力约为平均正摩阻力的084倍。42桩承载性能分析在桩承载力自平衡测试中,测定了荷载箱的荷载、图7自平衡法测试曲线垂直方向向上和向下的变位量以及桩体在不同深度的应变值。通过
7、桩的应变和混凝土的应力-应变关系,可以计算出桩身轴力分布,进而求出不同深度的桩侧摩阻力。利用荷载传递解析方法,将桩侧摩阻力与变位量的关系、荷载箱荷载与向下变位量的关系,换算成桩顶荷载沉降关系曲线,经转换的桩S2的Q-S曲线及其与桩S1的对比见图10。为便于比较,采用双曲线模型对桩S1的Q-S曲线进行拟合(见图10),桩图8桩端阻力占桩顶荷载比例S1、S2的Q-S曲线均呈缓变形,在起前半段两条曲线非常接近,且S1在S2之上。但随着荷载增加,S1的下4两种测试方法的比较及桩承载性能分析降速率明显快于S2,在S=12mm时,S1落在S2之下,且随着荷载增大,差距越来越
