卵石地基樁基極限承載力試驗研究

高遵明+孫文

【摘 要】對拉林鐵路扎繞特大橋進行樁基承載力試驗。運用自平衡法測試樁基極限承載力，測出樁基極限側摩阻力以及極限端阻力。根據試驗結果，結合地勘資料與設計資料，對樁長與樁徑進行優化設計。通過現場試驗，獲得該卵石地區極限側摩阻力和極限端阻力，以供該地區其他工程借鑒使用。

【Abstract】The pile bearing capacity experiments were conducted on Zharao Bridge of the Lalin Railway. The ultimate bearing capacity of the pile is measured by the self- balance method， and the ultimate lateral friction resistance and the ultimate resistance of the pile are measured.Based on the results of the test and combined with the geological prospecting data and design informations，tthe optimum design of pile length and pile diameter is made.Based on the field test， the ultimate side friction resistance and the ultimate end resistance of the gravel area are obtained， the experience could be used for other projects in this area，which is for reference for other projects in this area.

【關鍵詞】樁基承載力；自平衡法；極限側摩阻力；極限端阻力

【Keywords】 beraing capacity of pile； self-balancing method； ultimate side friction resistance； ultimate end resistance

【中圖分類號】TU47 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0131-02

1 試驗介紹

1.1 工程概況和試驗目的

扎繞特大橋位于林芝市米林縣扎繞鄉，全長1205.71m，共有352根樁。橋梁基礎群樁基礎。根據地勘報告，23號墩周圍主要地層自上而下為卵石土，粗圓礫土，卵石土。其中，中密卵石土為主要地層，埋深8 m，可見厚度大于20 m。

根據地勘報告和上部結構荷載，23號墩樁基礎采用摩擦樁，持力層為卵石土層，設計樁長為20 m。通過試驗以確定單樁的豎向極限承載力，測出樁側阻力和樁端阻力。確定樁基的力學特征值，以供設計單位參考和優化設計。

1.2 試驗方案及原理

自平衡法是基樁靜載試驗的一種較新方法。

該法是將特制的液壓荷載箱焊接于鋼筋籠的指定位置。待成孔后，將鋼筋籠連同荷載箱一起澆筑成樁，將荷載箱的高壓油管引到地面。待一定時間后，由高壓油泵在地面向荷載箱充油加載，荷載箱將力傳遞到樁身，其上部樁身的摩擦力與下部樁的摩擦力及端阻力相平衡-自平衡來維持加載。根據向上向下Q-s曲線、s-lgQ曲線以及試樁摩深圖確定基樁承載力。

2 試驗設備的選取以及試驗步驟

2.1 試驗設備的選擇

根據設計要求，試驗選取3個規格為2×1000噸的荷載箱，高壓油泵，百分表，振弦鋼筋應變計以及應變計采集儀等。振弦鋼筋應變計選擇型號為JMZX-416A鋼筋計，應變采集儀選擇JMZX-3001綜合測試儀。

2.2 試驗步驟

①成樁7天后進行樁基完整性檢查，采用超聲波檢測儀檢測。

②成樁15天后進行荷載試驗，加載采用慢速維持荷載法，測試按規范進行。每級加載為預估加載值的1/15，第一級按兩倍荷載加載。每次荷載維持過程中變化幅度在允許范圍之內。

2.3 觀測方案

①位移測量。 百分表架設在基準梁之上，基準梁長度大于3倍樁徑。通過對焊接于荷載箱上的位移桿測量荷載箱上部樁身的上位移與下部樁身的下位移，通過測量聲測管位移，作為樁頂位移。通過樁身上位移與樁頂位移對比，觀測上部樁身的壓縮量。

②樁身軸力與摩阻力測量。 根據試驗目的，測得樁身側摩阻力以及樁端阻力，需在樁身鋼筋籠主筋安裝鋼筋計，根據鋼筋計測得樁身軸力，推算樁身側摩阻力及樁端阻力。鋼筋計布置斷面位置見表2。

3 試驗結果與討論

3.1 試驗情況

3根試樁在成樁15天后進行加壓測試，試驗加至部分樁身破壞荷載，停止加載。試樁Q-s曲線均為緩變型。

3根試樁在測試過程中由于上部樁身持續位移過大，考慮到荷載箱行程，即停止加載，并一次卸載。

3.2 試驗結果

加載結束值及相應的位移如表3所示。

3.3 試驗結果分析

由試樁s-lgt曲線可以看出，23#1樁在加載至8000kN時，荷載箱下部樁身未出現較大位移，未被破壞，上部樁身發生持續位移，說明荷載箱上部樁身已經被破壞，下部樁身極限承載力取8000kN，上部樁身極限加載值取上級加載荷載，即7333kN。同理，23#2樁下部樁身極限承載力為7333kN，上部樁身極限加載值為6667kN；23#3樁下部樁身極限承載力為8667kN，上部樁身極限加載值為8000kN。試驗單樁的極限承載力值計算公式：

從測試結果可知，3根試樁有相同的土層分布，測試結果基本一致，樁身上部的側摩阻力較小，越靠近樁身底部，側摩阻力越大。

但試樁23#2與試樁23#3極限承載力有約20%的差異。在相同的地層情況下，考慮施工因素，23#2試樁在清孔時，泥漿比重大，造成孔底沉渣未清完全，測試過程中下位移較大。23#3試樁清孔時，泥漿比重小一些，清孔較好，在清孔過程中，造成樁基下部部分塌孔，樁基側阻力變大。綜合以上因素，造成樁基承載力有少許偏差，在許可范圍之內。

【參考文獻】

【1】冷曦晨，佴磊，劉永平.自平衡法樁基承載力測試中一些問題的探討[J].地震工程與工程振動， 2005（09）：171.

【2】吳鵬，龔維明，梁書亭.樁基自平衡測試的可靠性分析[J].巖土工程學報，2005（05）：89.