超长灌注桩承载性状试验研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 超长灌注桩承载性状试验研究 摘要：本文结合静载荷试验和 桩身内力检测，对超长灌注桩的桩侧与 桩端的极限阻力发挥机理、桩身内力与 桩顶位移变化等加以分析研究，提出超 长灌注桩承载性的主要特征，为该类桩 设计提供借鉴。 中国论文网 /2/view-12895859.htm 关键词：桩端后压浆超长灌注桩; 竖向静载荷试验；单桩承载力；桩身内 力 Abstract: combining with the static load tests and pile body internal force detection, the piles of super-long piles and piles limit resistance mechanism, the play of pile body internal force and -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 displacement change pile top to analyze study, puts forward the super-long piles of bearing the main features of the pile design for this for reference. Keywords: the grouting pile after pile long; Vertical static load test; Single pile bearing capacity; Pile body internal force 中图分类号：C33 文献标识码： A 文章编号： 结合有关文献理论，桩长 L50m 且长径比 L/D50 的桩为超长桩 1，不同长径比，在荷载作用下桩侧极 限阻力与桩端极限阻力的发挥性状不同， 充分分析和认识超长桩的承载性状，对 超长桩的设计研究有充分的现实意义。 1 工程概况 本次试验结合山东凯宝皇都国 际商会中心桩基工程进行。拟建建筑物 结构形式为框剪结构，结构层数为 37 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 层，基础形式为桩筏基础。桩基为混凝 土灌注桩（桩端后压浆） ，总桩数 756 棵，设计桩径为 1000mm，设计桩长为 71m，设计单桩竖向抗压极限承载力值 20000kN。桩施工工艺为钻机反循环成 孔，灌注砼桩端后压浆成桩。试验桩 3 棵，为设计提供依据，静载试验同时检 测桩端附近桩身内力，并据此计算桩底 端承力。 2 工程地质 本试验场区勘察深度范围内， 表层为素填土，其下为第四纪晚更新世 （Q3、Q2）土层，地基土自上而下分 为如下几层：（1）素填土（2）粉质粘 土（2）-1 粉土（3）粉质粘土（4）粉 土（4）-1 粉砂（4）-2 粉质粘土（5） 粉质粘土（5）-1 粗砂（5）-2 胶结砂 （6）粗砂（7）粉质粘土（7）-1 姜石 （7）-2 粗砂（8）粉土（9）粉质粘土 （9）-1 粗砂（9）-2 姜石（10）粉质粘 土（10）-1 胶结砂（11）粉质粘土 （12）粉质粘土（13）粉质粘土。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 3 桩身内力测试 3.1 钢筋应力计的安装 在试桩 SZ1 在桩顶和桩端 1 倍 桩径处沿周长分别均匀布置了三只钢筋 应力计，检测该试桩桩端内力。对试桩 SZ2、 SZ3 除在桩顶、桩端、桩长 50m 断面处各布置了一组（三只）钢筋应力 计，检测桩端内力同时，也检测 50m 处 断面的桩身内力。 3.2 桩身内力测试原理 试验加载试桩检测断面轴向受 力时，钢筋应力计中钢弦的振动频率就 会发生变化，用频率仪测读钢筋应力计 的频率变化、按钢筋应力计的率定系数 计算钢筋应力。通过下述公式，计算出 每级荷载下桩身轴向力 2。 （1） 式中 N(i,j)-第 i 级荷载下第 j 截 面桩身轴力(kN) ； -分别为桩身砼和钢筋的弹性模 量（MPa） ，本次试验中，试桩混凝土 强度等级为 C40，取 3.25104 MPa，钢 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 筋采用25，HRB335，取 2.0105 MPa； -分别为桩身截面积和单根主筋 的截面积(m2) ； -加载前第 j 截面钢筋应力计的频 率（Hz） ； -第 i 级荷载下第 j 截面钢筋应力 计的频率（Hz） ； K-钢筋应力计的率定系数 （kN/Hz） 。 3.3 检测断面处桩身内力检测结 果分析 根据式（1）算出各级荷载下桩 身各截面处轴向力： （1）桩顶设计标高以下 50m 检 测断面加载至 6000 kN 试验过程中，钢 筋计频率没变化，检测断面轴向力为 0 kN。由 8000kN 加载至 23000kN 试验过 程中，检测断面钢筋计频率逐级降低， 轴向力逐级增大，变化范围为 75- 1825kN。如图 1 所示3（仅以 SZ3 为 例） -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 （2）桩顶设计标高以下 69m 检 测断面加载至 10000 kN 试验过程中， 钢筋计频率值没明显变化，检测断面轴 向力为 0kN。 由 12000kN 加载至 22000kN 试验过程中，检测断面钢筋计 频率值略有减小，轴向力检测值范围为 5-70kN。 图 1 SZ3 试桩桩身轴力图 3.4 桩身内力检测结果分析 （1）桩身轴向力为检测施加的 竖向荷载与该检测断面以上土层与桩侧 摩阻力之差值。加载过程中轴向力逐渐 变大，说明该检测断面以上土层的摩阻 力逐渐发挥的过程。以上曲线 50m 断面 处土层的侧摩阻力先于下部（桩端） 69m 断面处摩阻力发挥作用，荷载达到 一定水平后，下部土层的侧摩阻力才逐 渐发挥出来。 （2）以上曲线 69m 处检测断面 在加载过程中轴向力的最大值仅为 70kN，其端阻力在整个承载力中所占的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 比例远小于侧摩阻力，据此可以得到桩 端阻力引起的桩端位移在桩顶观测位移 中所占的比例也很小，桩顶观测到的位 移量主要为桩身弹塑性压缩变形引起的 基本结论。 4 静载试验 4.1 试验情况综述 （1）SZ1 试桩最大加载至 23000kN，沉降稳定，未到极限荷载， 最终桩顶累计沉降量 30.25mm。 （2）SZ2 试桩最大加载至 22000kN，桩顶沉降急剧增大，桩顶累 计沉降量超过 60mm。此时反映到频率 仪上，在 50m 处同一端面预埋钢筋应力 计出现两侧频率值向相反方向变化的情 况。 （3）SZ3 试桩最大加载至 23000kN，沉降稳定，未到极限荷载， 最终桩顶累计沉降量 32.1mm。 本次试验试验荷载-沉降曲线见 图 23 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 图 2 试桩荷载-沉降曲线 4.2 荷载-沉降曲线特征分析 （1）SZ1 试桩、SZ3 试桩的 Q- S 曲线， 在试验荷载作用下均呈缓变型， 无明显拐点，试桩 Q-S 曲线呈缓变形特 征，桩顶观测到位移量主要为桩身弹塑 性压缩变形。按建筑基桩检测技术规 范 （JGJ106-2003）4.4.2，其极限承载 力由控制桩顶变形值来确定。 （2）SZ2 试桩在达到桩身强度 以前，试桩 Q-S 曲线呈缓变形特征，说 明桩侧阻力端阻力未到极限。该试桩加 载至 22000kN 时出现陡降段，且在 50m 处同一端面预埋钢筋应力计出现两侧频 率值向相反方向变化的情况，说明了桩 身出现弯折引起，桩身强度达到极限状 态，并不代表桩侧阻力和端阻力的极限 状态。按建筑基桩检测技术规范 （JGJ106-2003）4.4.2，该桩极限承载 力由控制桩身强度来确定。 5 结语 -精选财经经济类资料- -最