某桥梁工程基桩在竖向荷载作用下桩身应力分析.pdf

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1、第加卷第3期湖南交通科技Vo1．40No．32014年9月HUNANCOMMUNICATIONSCIENCEANDICHNOL0GYSep．2014文章编号：1008—844X(2014)03-0095-03某桥梁工程基桩在竖向荷载作用下桩身应力分析唐冬梅(湖南省交通科学研究院，湖南长沙410015)摘要：以某工程试验桩为例，对基桩施加竖向荷载，通过在桩身埋设振弦式钢筋应力计，对试验桩桩身进行应力应变测试，可得到桩侧各土层的分层抗压摩阻力和桩端支撑力，反映出桩身各岩土层阻力的发挥程度。关键词：桥梁工程；基桩；竖向荷载；应力分析中图分类号：U441．5文献标识码：A密实，

2、层厚为lO．3m；⑤粗砂，中密，层厚为1．0m；0引言下部基岩为侏罗系泥质粉砂岩；⑥强风化粉砂岩，桩基础是现代建筑工程广泛使用且安全可靠的泥质胶结，层厚为1．6m；⑦中风化粉砂岩，该层厚一种基础形式，它能将上部结构荷载深层稳定土层度未被揭穿。其地层土力学性能不能满足上部结构中，从而大幅减少基础沉降和建筑物不均匀沉降，提对强度、变形的要求，根据国内相关工程的经验，本高结构稳定性。在桩基础施工设计中，一般所依据工程基础需要采用桩基。的重要的资料是工程地质勘察报告及工程地质剖面试桩采用“一”字形布置。试桩桩型为钻孔灌图和进行设计所需要的物理力学性能指标，但实际注桩，直径为90

3、0mm，桩基持力层为基岩强风化带，工作中，由于地质勘察资料的准确度以及具体工程桩长19．1—19．6m，桩身混凝土强度等级为C30。场地的限制等因素，过多关注如何根据勘察地质资设计要求单桩竖向抗压静载最大加载荷载为4000料、相关工程经验以及现行基础设计规范进行桩基kN，实际每根单桩竖向抗压静载最大加载荷载为施工图设计，有时是明显过于保守⋯。基静载试验4400kN，桩身均未被破坏。作为目前最直观和最可靠的试验方法，能较准确测1．2桩身应力测试原理和方法定单桩承载力，为此提出在试桩工程中测试单桩竖试验桩桩身应力应变测试采用钢筋应力应变计向静载试验的同时，进行桩身竖向应力应

4、变追踪测法。试验钢筋计安装布置见图1。在桩身钢筋主筋试。进行基础设计的人都知道，桩身的承载力主要上，在桩顶下1．0m布置一个标定截面，在每一代表靠桩身穿越岩土地层对基桩承载力的发挥程度，本文结合工程实例，在桩顶受竖向荷载作用下，分析不同土层对桩身阻力的发挥比例，进一步诠释桩侧、桩钢筋计．标定面)端阻力在不同土层的应力分布。钢筋计)1资料概述钢筋计)1．1工程概况钢筋计)某桩基工程位于湘江冲积平原区，为河漫滩、平原，地形平缓开阔，局部略有起伏。本工程的基础所承受的垂直下压荷载较大，浅部地层主要为湘江冲(钢筋计)积物：上部覆盖层为第四系河流相冲积层①粉质粘(钢筋计)土，可塑

5、，层厚为3．5m；②粉质粘土，硬塑，层厚为(钢筋计)1．9m；③粉质粘土，可塑，层厚为0．7m；④卵石，图1钢筋应力计安装布置示意图收稿It期：2014—0606作者简介：唐冬梅(1980一)，女，工程师，研究方向：公路与桥梁。湖南交通科技40卷层位的某一深度布置一个截面，每个截面正交对称荷载／kN安装4个振弦式钢筋应力计，共计7个截面测量在0l00020003000400050000各级荷载作用下，桩身及桩端各部分的应力。测试原理：当钢筋受轴向力时，引起弹性钢弦的应力变化，从而改变钢弦的振动频率，通过频率仪测得钢弦频率变化，即可测出钢筋所受荷载大小，进而可换算成桩身结

6、构所受的作用力。因此推导出桩身各截面的应变和相应的轴力值，进而可换算成桩身的侧阻力和桩端的端阻力。2测试结果及分析钢筋测力计在焊接前，焊接后，混凝土浇灌后4d、5d、6d、7d、8d、9d、10d、13d、16d分别进行了稳定性测试，表1为试验桩SZ2桩身埋设的编号为25104、25136的钢筋测力计的测试数据。测试数据图2Sl桩身轴力分布曲线表明浇灌混凝土后钢筋计6—8d后数据变化幅度荷载／kN小，很稳定。0100020003000400050000表1钢筋测力计安装后稳定性测试数据表不同编号的频率值525lO425136l0l52O25图3S2桩身轴力分布曲线荷载／

7、kN010002000300040005000本次试验进行了3根试验桩的桩身应力应变测O试，编号为Sl—S3，根据3根试验桩桩身应变实测数据，计算出实测应变曲线的拟合曲线，竖向抗压静载试验轴力分布曲线见图2～图4。从图2～图4可以看出桩顶的轴向压力最大，桩底的轴向压力最小，同一桩同一深度(层位)的轴向压力随桩顶压力的增大而增大，增加的幅度随深度的增加而减小；同一桩在桩顶压力下，轴向压力随深度的增加而减小，衰减速度随桩顶压力和深度的增加而加快。20从桩身轴力分布图直观分析：在桩顶受力初期(桩顶作用荷载较小时)，桩周侧摩阻力起主要作用，根据桩