岩溶地区桥梁工程大吨位桩基承载力试验研究

1、岩溶地区桥梁工程大吨位桩基承载力试验研究第4期(总第76期)20061225市政设施管理ShizhengSheshiGuanli口武志军戴国亮郑纯池摘要】岩溶属于不良地质条件,在这种地质条件下修建桩基和确定桩基承载力的难度较大.主要介绍了桩基承载力自平衡试验法在岩溶地区大吨位基桩承载力试桩中的应用,结果表明自平衡测试法在确定岩溶地区的大吨位的桩基承栽力方面,在限制较大的试验场地条件下具有明显的优越性.【关键词】岩溶承载力自平衡位移1前言中国是世界上岩溶面积最大的国家.由于条件的限制,不得不在岩溶地区修建桥梁工程,而桩基因其独特的优点而在岩溶地区被广泛应用.随着高墩大跨径复杂桥梁工程的日益增多,

2、大吨位的桩基也随之增多.特别是在岩溶发育区布设桩基,面临许多设计,施工安全和质量控制问题.因此,对于大吨位的桩基的承载力试验就显得尤为重要,由于吨位较大和受场地条件的限制,采用传统的静载试验方法特别困难且代价较高,而自平衡静载试验方法则显示出了很大的优势,能够在狭窄的场地上可靠地确定桩基承载力.本文结合徐州市和平路跨铁路站场立交桥工程,介绍了桩基自平衡静载试验在岩溶地区大吨位桩基中的应用.2试验简介2.1工程概况徐州市和平路立交桥是一座城市道路上跨铁路站场的公路立交桥,跨桥路主桥为预应力混凝土独塔斜拉桥.索塔采用H型塔,桩基设计为摩擦桩.由于两根试桩紧邻津浦线,场地施工和测试都受到很大的限制,

3、而且其试验荷载高达6000t,采用常规试验方法无法进行,经研究决定采用桩基承载力自平衡试验方法.工程桩的具体场地条件如图l所示.所处的环境及试桩的位置如图2所示.工程桩的参数见表l.表1工程桩参数表图1场地环境图图2工程桩位置图2.2工程地质r2号试桩和l6号试桩的地质剖面示意图见图3.-42第4期(总第76期)2006.12.25市政设施管理ShizhengSheshiGuanli标矗(n)桂叠竺:ZQ己89O己390已040l8J0l5J0l己606603l60幢点二!三91己号工程桩0亚粘土(善t帖±t:拈土耢科(亚拈土9tt,4三二)岩露匕石友岩j强风化坭岩岩溶化石灰岩惦矗(

4、r#i业已4O己440.目cj1-1Il,-I:,一6e0380娃底l二!上.三9图3地质剖面示意图2-3桩基施工情况在桩的施工过程中,出现漏浆情况,经研究认为遇到溶洞或较大裂隙.为保证桩的承载力,在桩位处打孔,进行压浆处理后再施工,解决了施工过程中漏浆及塌孔现象.施工证明这是一项有效的施工措施,保证了施工安全及工程顺利进行.l2号试桩,l6号试桩压浆数量分别为fD亚帖土r享-亚帖i:j,砧_王抒-一.占_仕jf三增后fL苦强凡ft氓岩芝)岩溶化石袁岩5.1t和7.2t.2.4试验情况各桩加载情况见表2,测试结果曲线见图4.从表2和图4中可以看出两根试桩加至荷载(2X3000t)时,向上,向下

5、位移较小,故继续加载至(2X3200t),稳定后卸载.表2加载情况表一一一一?一一?一/一一3试验结果分析荷载/kN(aJ12号试桩l050簿一5-10一l5图4试桩Q-S曲线图根据现场实测数据绘制Q.s(荷载.位移)曲线,该工程2根试桩的测试曲线均属缓变形,各试桩分析如下.3.1承载力确定单桩竖向抗压极限承载力为:Qu=:(Q一一w)/r+QF荷载/kN(b)16号试桩式中r在本工程中取1.0l2号试桩承载力为:+32o()050995kNl6号试桩承载力为:+320(,6l2233.2位移确定-43一(32000-x1.0n66x14.5)Q-=(32000-x1.0x61x14.5)一I

6、it_j_T_-r_lJ一.;.L6420暑/簿第4期(总第76期)2006一l225市政设施管理ShizhengSheshiGuanli自平衡试桩法得到两条(荷载一位移)曲线,需采用等效转换方法求得对应桩顶荷载的位移.自平衡法测试结果向传统静载试验的桩顶荷载一位移曲线转换方法是:根010E2O稔誉30篁I4050桩顶荷魏/kN(a)12号试桩据向上向下位移同步的原则拟合.具体见参考文献【l】【3】.转换结果见图5.0lOE20稔誉30掣4050图5等效转换曲线0桩顶荷魏/IN200004000060ooo8oooo(b)16号试桩根据上面计算及等效转换结果可知:l2号试桩承载力移轴上得到对应

7、的桩顶位移为34.67Inln.为6(1995kN,从图5(a)位移轴上得到对应的桩顶位移3.3桩均侧摩阻力比较为36.83Inln.16号桩承载力为61223kN,从图5(b)位表3土层侧摩阻力表根据表3和图3上土层及桩的参数计算得到l2号桩的均侧摩阻力为71.2kPa,16号桩的均侧摩阻力为133.2kPa.根据试验确定的桩承载力计算得到l2号试桩实际的均侧摩阻力为127.8kPa,16号试桩实际的均侧摩阻力为128.3kPa.比较可知桩的实际均侧摩阻力小于计算均侧摩阻力,桩的承载力尚没有全部发挥出来.4结论(1)徐州市和平路立交桥是一座城市道路上跨铁路站场的公路立交桥,其桩基础建于岩溶地

8、质条件下,且从图l和图2中可以看出,不仅施工不易且对桩基承载力的试验带来了极大的不便.由于自平衡测试的优越性,很好地解决了这些问题,成功完成了工程桩承载力的试验;(2)桩承载力自平衡试桩方法为跨铁路桥梁大吨位桩基承载力检测提供了一种很好的解决方法;(3)岩溶地区裂隙通过压浆处理后,解决了桩基施工过程中的漏浆问题,承载力基本没有损失,和地勘报告提供值相近,满足设计要求.(4)埋设荷载箱的静载试桩法与常规堆载及锚桩静载试验加载方法不尽相同,有其本身特点,从理论分析及实际试验结果较宜适用在工程桩的检测试验,可以满足工程需要,而且所得结果偏于安全.参考文献【l】DB32/T291-99,桩承载力自平衡测试技术规程【S】.【2】龚维明,戴国亮,蒋永生,薛国亚.桩承载力自平衡测试理论与实践【J】.建筑结构学报,2002,23(1):8288.【3】JGJ106-2003建筑基桩检测技术规范【s】.【4】H.Elhatip,Theinfluenceofkarstfeaturesonenviro