靜載試驗荷載箱廠家–不同持力層的鉆孔灌注樁自平衡法原位試驗
2020.10.15
大直徑沖孔灌注樁是大中型公路橋梁基本的關鍵樁型，杭州灣大橋主塔基本為 26 根直徑 2。8m，約長 125m 的大直徑較長沖孔灌注樁[1]，南海長江大橋主橋墩選用直徑 2。5m 的鉆孔灌注樁,樁長也做到了 110m[2]。沖孔灌注樁的承載力與持力層有密切相關：若樁端持力層為較密實度的砂礫石土壤層、巖層層等工程項目特性不錯的土壤層，樁端通常能出示很大的承載力，樁基礎承重特點主要表現為端承樁或端承摩擦樁；若樁端坐落于軟黏土中，樁端阻力遠低于側摩阻力，為摩擦樁。除此之外，若打孔成樁時泥漿護壁不完全，孔底會沉積較多沙漿殘渣，使樁端持力層工程項目特性越差，會嚴重危害端阻的充分發揮。本實驗中的三根試樁樁徑均為 1。5m，二根 40m 長的試樁持力層為卵砂礫層，一根 64m 長的試樁持力層為中風化層泥巖石層。擬根據自均衡載荷試驗，認證樁基礎承載力可否做到設計方案規定，并由此探索不一樣持力層鉆孔灌注樁的承重特點，及其工程施工對同一持力層樁基礎承載力的危害。
一、工程項目及試樁概述
1．項目概況及地質學標準
南京長江五橋坐落于南京長江三橋中下游約 5km 處，約長10。3km。在其中，跨江大橋約長 4。4km，夾江隧道施工約長1。8km，其他道路約長 4。1km。檢測地區地質構造上端均為第四系疏松沖積物，下伏灰巖系巖層，地質構造共區劃為 6 大層，層號為
?、佟?/p>
?、?，試樁地區地質學狀況見表 1。
2．試樁概述
試樁為工程項目原點樁，選用打孔注漿成樁加工工藝工程施工，樁身混凝土的強度（strength)級別為 C35，試樁主要參數見表 2。試樁載荷試驗選用自均衡測試方法[3]，檢測載荷由焊合在樁身灌注樁上的汽壓荷載箱出示，檢測基本原理詳細《基樁載荷試驗-自均衡法》（JT/T 738-2009）[4]。表 1 試樁地區地質學狀況表面號 巖土名字 情況 路基承載力允許值 fa0 側摩阻力指標值 qik
?、?雜填土 疏松-稍密 -- --
?、? 質地粘土 軟質 100kPa 30kPa
?、? 污泥質粉質粘土 流塑 65kPa 20kPa
?、? 粉砂 稍密-中密 100kPa 30kPa
?、? 粉細砂 中密-密實度 160kPa 50kPa
?、? 粉細砂 密實度 220kPa 60kPa
?、? 質地粘土 滲透性 100kPa 30kPa
?、? 中粗沙 密實度 350kPa 70kPa
?、? 礫砂 中密-密實度 450kPa 90kPa
?、? 圓礫土 密實度 550kPa 130kPa
?、? 河卵石土 密實度 700kPa 150kPa
?、? 強風化泥巖 極軟巖 400kPa 90kPa
?、?1 強風化泥巖 極軟巖 350kPa 75kPa
?、? 中風化層泥巖 極軟巖 500kPa 120kPa
?、?1 中風化層泥巖 極軟巖 450kPa 100kPa
表 2 試樁主要參數
樁號 樁徑/m 合理樁長/m 終孔地質構造 荷載箱部位
1# 1。5 40。0
?、? 圓礫土 距樁端 6。0m
2# 1。5 41。0
?、? 河卵石土 距樁端 12。0m
3# 1。5 64。0
?、? 中風化層泥巖 距樁端 12。0m
在樁身每一土壤層分頁面處勻稱布局 4 個建筑鋼筋測力計（光纖線應變力控制器），載入時樁身軸力由樁身預埋件的振弦式建筑鋼筋測力計測出（試樁 2 選用光纖線應變力控制器）。選用 4 只電子器件位移計測量試樁位移量的轉變，電子器件位移計根據磁性表座固定不動在標準主梁，2 只用于測量荷載箱現澆板的位移，2 只用于測量荷載箱底版的位移。
二、檢測全過程
試樁成樁 15 天之后開展自均衡靜載試驗檢測（TestMeasure)，依據《基樁載荷試驗-自均衡法》（JT/T 738-2009）[4]，選用慢速度保持載荷法載入。載入前根據工作經驗（experience)計算公式試樁的承載力，并依據測算值不一樣持力層的沖孔灌注樁自均衡法原點實驗 247 明確每個級別載荷的尺寸，每個級別載入量為估計承載力的 1/15，級按二倍等級分類載荷載入。以試樁 1#為例，評測載荷-位移曲線圖如圖所示 1 圖示。
三、數據處理方法與結果剖析
1．試樁的極限承載力
應用載荷傳送分析方式，能夠 將樁側摩阻力與變位量的關聯、荷載箱載荷與往下變位量的關聯，計算成樁頂載荷相匹配的載荷—地基沉降關聯[5]。等效電路變換后的樁頂載荷-地基沉降曲線圖如
圖 2 圖示。
試樁 1#的檢驗于 2018 年 2 月 28 日進行，樁基礎的承載力安全性能為 2。依據檢測結果試樁 1#的評測極限承載力基礎考慮設計方案規定，經權威專家評審會審查，覺得試樁 1#的承載力充裕偏少，極限承載力相匹配的樁頂地基沉降值稍大，試樁 2#為試樁 1#的認證樁。依據圖 2，試樁 2#和試樁 3#的極限承載力各自約為28,000kN 和 32500kN，均考慮設計方案規定且有很大充裕。
三根試樁的 Q-s 曲線圖在載入早期較為貼近，當載荷提升至17,000kN 上下時，試樁 1#的 Q-s 曲線圖出現了比較顯著的轉折點，試樁 2#和試樁 3#則持續保持緩變，試樁 1#的極限承載力顯著低于其他二根試樁。融合表 2 所知試樁 1#的荷載箱坐落于距樁端 6m 處，試樁2#和試樁 3#的荷載箱均坐落于距樁端 12m 處。荷載箱部位偏下造成在載入全過程中荷載箱上端樁段的側摩阻力不可以充分運用，端阻卻會比較早充分發揮，而樁端能出示的承載力比較有限，因此出現承載力較小、地基沉降量很大的結果。除此之外，假如試樁 1#在工程施工時泥漿護壁不完全，孔底沉積的沙漿殘渣也是將會危害下面樁端阻和側摩阻力的充分發揮，可能會導致所述狀況的產生。
2．試樁的側摩阻力
樁身應自變量可由樁身預埋件的鋼筋應力計或光纖線應變力控制器測到，帶到樁身橫截面的混泥土(Concrete)和建筑鋼筋彈性模具就可以算出相對部位的軸力 PZ 。樁身量測橫截面中間的徑向力之誤差 ?PZ 與樁身量測橫截面中間樁段的側面積 ?F 比例即是樁側各土壤層的摩阻力 sq ，即 / q P F s Z。各試樁的側摩阻力遍布如圖所示 3~圖 5 圖示。
依據圖 3，試樁 1#荷載箱下邊樁段的側摩阻力隨載荷的提高迅速：當載入值做到 13,344kN 時，側摩阻力已達200kPa，載荷升至 20,016kN 時，側摩阻力升至 300kPa248左 右 ， 已 經 遠 大 于 地 勘 資 料 給 出 的 側 摩 阻 力 標 準 值（150kPa），可是荷載箱上端樁段的側摩阻力沒有被不斷加強。在此相對性應的，試樁 2#在相匹配載荷下，荷載箱下邊樁段的側摩阻力低于試樁 1#，可是荷載箱上端樁段的側摩阻力獲得了比較充足的充分發揮。所述狀況也間接性證實試樁 1#荷載箱部位偏下，造成上端樁段的側摩阻力不可以充分運用。試樁 3#持力層為中風化層泥巖，參考圖 3 和圖 5，所知中風化層泥巖石層與卵砂礫層中的樁側摩阻力充分發揮特點比較類似。在考慮樁身地基沉降規定的前提條件下，中風化層泥巖石層和卵砂礫層能出示的較大 側摩阻力都約為 200kPa。
3．樁端阻力
將布局在樁身下邊的應變計測出應變力值變換為軸力作為樁端阻力，三根試樁的樁端阻力-位移曲線圖（Curve）如圖所示 6 圖示。
試樁 1#和試樁 2#持力層均為卵砂礫層，二根試樁的樁端位移都超過 20mm，試樁 1#的樁端位移乃至做到了45mm。能夠 覺得二者的端阻都獲得比較充足的充分發揮，規定值也比較貼近，約為 3,500kN?？墒?，端阻同樣的狀況下，試樁 1#的樁端位移更大：相匹配端阻為 3,000kN 時，試樁 1#相匹配的樁端位移約為 35mm，而試樁 2#相匹配的樁端位移僅為 15mm 上下。荷載箱的部位不容易使試樁 1#的端阻充分發揮落后于試樁2#，這表明試樁1#樁端土的工程項目特性比試樁2#差，由于試樁 1#和試樁 2#有同樣的持力層，清除土壤層的可變性，能夠 推知試樁 1#在工程施工全過程中樁底沉積了較多的殘渣，對端阻的充分發揮造成了比較不好的危害。試樁 3#的持力層為中風化層泥巖，樁端位移不大，載入至終一級載荷時樁端位移不夠 10mm。該試樁的端阻一直在持續增長，載入完畢時，端阻達 6,000kN，而且端阻-位移曲線圖顯示信息試樁 3#的端阻仍有挺大的充分發揮室內空間?？墒窃撛嚇稑堕L較長，載入全過程中樁身縮小形變很大，因為樁頂位移=樁端位移 樁身縮小量，因而在限定樁頂地基沉降量的標準下，其端阻無法得到充分運用。
四、依據
根據對三根工程項目(Engineering)原點樁開展承載力自均衡檢測（TestMeasure)，獲得以下依據：
1、試樁在卵砂礫層與立風化層泥巖石層中的極限側摩阻力比較貼近，約為 200kPa；可是中風化層泥巖石層能出示超出6,000kN 的樁端阻力，卵砂礫層能出示的樁端阻力僅為3,500kN 上下；
2、64m 長樁的中風化層泥巖持力層能出示 6,000kN 左右的端阻力，可是在載入全過程(guò chéng)中樁身縮小量很大，當樁頂地基沉降做到設計方案控制值的情況下樁端位移較小，端阻無法得到充分運用；
3、若工程施工全過程中樁底有較多的殘渣，會毀壞樁端土壤層的工程項目特性，嚴重危害樁端阻力的充分發揮(主要表現出本質的工作能力)；
4、開展單荷載箱自均衡靜載試驗檢測時，要留意有效挑選荷載箱部位，荷載箱部位偏下會造成荷載箱上端樁段側摩阻力無法得到充分運用，測到的試樁承載力偏小、樁端位移稍大。
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