高压旋喷桩桩周土摩阻力的分析与探讨

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第39卷第2期地质与勘探Vo1．39No．22003年3月GEOLOGYANDPROSPECnNGMarch，2003高压旋喷桩桩周土摩阻力的分析与探讨胡焕校，刘静(1．中南大学地学与环境学院，长沙410083；2．中南大学土木工程学院，长沙410083)[摘要]通过对旋喷桩的单桩静栽试验，探讨了桩周土摩阻力作用的情况，通过计算和分析，得出了两个结论，为旋喷桩基础的设计提供参考。[关键词]高压旋喷桩基摩阻力[中图分类号]TU431；U448．14[文献标识码]A[文章编号]0495—5331(2003)02-0088-03

2、O前言高压旋喷技术国外首创于2O世纪7O年代，多用于软弱地基的补强。我国于8O年代开始应用，并列入《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—91)。近几年来，我国在水工建筑和工业民用建筑中，已广泛采用这一技术，但用高压旋喷桩基作桥梁基础尚未有任何报道。为了拓宽新的研究领域，湘耒高速公路图1设计桩位、钻探点及试桩平面布置图K10+960跨主线的斜腿钢构桥其两桥台采用高压(其中ZK2和ZK4为试桩位置，ZK1一ZK5为钻探位置)旋喷桩作基础，为了探索高压旋喷桩的极限承载力，在两桥台的路基上各做了一根试验桩，以对高压旋间夹有砾砂，含量为10％～30％。喷桩基周边土摩阻力进行分析与

3、探讨，为桥台设计3试桩的设计与加载方法提供参考依据。根据地质资料和设计的桩基参数，定于ZK2和1高压旋喷桩基的设计参数ZK4的位置各做一根试桩，试桩直径为60cm，桩长根据桥台设计的要求，具体施工旋喷桩8根约10m，由于加载需要，桩头做成80cm×80cm×(其中2根做试验桩)，桩身长度为8m；斜桩12根，8Ocm的立方体，旋喷头嵌入50cm。同时在旋喷成桩身长度为10m。其主要技术指标为：桩后，在桩中心钻孔取样，以检测桩身强度和弹性模1)旋喷桩桩身强度达到8MPa；量。桩身应力用钢筋计测量，测量桩身应力的钢筋2)单桩承载力达到65t；计绑扎在一根粗钢筋上，置放在取样的

4、桩中心孔中，3)旋喷桩桩径不小于6OOmm。孔内压入水泥浆。试验桩的基本资料见表1。表1旋喷试验桩基本情况2试桩的地质状况为了解试桩的地质情况，共选择了5点进行工程地质勘察，同时也为桥台的设计提供依据，设计桩位和钻探点及试桩的平面布置示于图1。根据钻探揭露，该桥台位置的地质情况为粉质粘土，黄褐色一紫红色，稍湿，硬塑一坚硬。地层中[收稿日期]2002—03—24_【修订日期]2002一lO一02．【责任编辑]李石梦。[第一作者简介]胡焕校(1968年一)，男，1998年毕业于中南工业大学，获博士学位，副教授，现主要从事岩土工程、金剐石制品的研究与应用开发工作。维普资讯ht

5、tp://www.cqvip.com第2期胡焕校等：高压旋喷桩桩周土摩阻力的分析与探讨试验时沉降量用百分表测量，桩身应变、桩身摩备能力等原因未再加载。每根试桩内嵌入4只钢筋阻力及桩底反力用钢筋计测量，测量的传感元件布计。用YJ一18电阻应变仪测量应变，并依此推算桩置如图2所示。周土对桩身变形和沉降的阻力。对于桩周土阻力的计算，我们以埋人钢筋计截面为界，将全桩分为4段，建立每段隔离体的平衡方程，求得每段桩周土阻力和单位面积上的阻力，为了计算方便，假定桩壁是铅直的，实际的岩土阻力折算为桩壁与土的摩阻力。现以第三段为隔离体，导出作用力的平衡方程，隔离体如图4所示。表2试桩沉降

6、量结果表图2传感器元件布置图桩顶加载采用逐级加、卸载方法。用千斤顶实现，加载方案如图3所示。鳓厂。．—，括号内数据属2桩图3加载方案图4桩周摩阻力的试验结果分析试桩加载过程中。对于每级荷载，为判断沉降是否稳妥。按照4次15min间隔，2次30min间隔读仪表。若不稳定，则以1小时为间隔读数，至沉降稳定图4隔离体示意图为止。每级荷载下沉降量读数的平均值如表2。从表2数据可知，两桩均未达到破坏阶段，所加如图4所示，N，N为载面内力，由钢筋计实测荷载的最大值距试桩的极限荷载尚远。由于加载设应变量计算，L3为本段桩长，F，为本段桩壁受到的89维普资讯http://www.cqv

7、ip.com地质与勘探2003年桩周土阻力，隔离体处于平衡状态则有：到某一数值后，则摩阻力不再随荷载增大，而趋于一N2一N一F3=0个常数，似乎这段桩身在孔壁中滑动一样；其二：沿故F3=N2一Ⅳ3着桩长，桩壁与桩周土之间的摩阻力，由上到下逐级桩周单位面积上的土阻力，称为“摩阻力”C为：发挥出来。当第一段桩周的摩阻力趋于一个常数C=(Ⅳ2一N3)／~rDL3后，第二段的摩阻力便急剧增加。彼此循环，桩周土式中D为试桩的设计桩径。逐步参与工作，最后才将外力传到桩底，摩阻力的作根据上式计算得试桩的周边摩阻力见表3。用呈阶梯状发挥。而常规其他方法成