孙冶默;卢萍珍;孙宏伟
【摘 要】This paper is based on the results of a field static load test on compression and uplift single piles in thick sand layers at Tongzhou district,Beijing.In this paper,each of three uplift and compression post-grouting of full length bored concrete piles from two test sites were selected.First,in order to obtain the shaft resistance curve of the each test pile,the field test data were processed.Second,compared the performance of shaft resistances between two types of piles under the ultimate load and then briefly analyzed the mechanical properties of uplift and compression piles in varies soil layers under increasing load.Third,the uplift coefficient of the soil layers was calculated by the ratio of the ultimate shaft resistance of the uplift and compression test piles.The range of the uplift coefficient of different soil layers and variation tendency varies in depth were discussed and analyzed in detail.It shows that the uplift coefficient ranges of the uplift piles in the two experimental sites are 0.34 ～0.67 and 0.31～0.63.The uplift coefficient range of soil layers above the mi
ddle of the test pile are 0.51～0.67 and 0.51～ 0.63.The uplift coefficient of soil layers near the lower-middle part of test piles are less than 0.5 in both test sites,due to insufficient performance of shaft resistance from surrounding soil layers.The results from this paper can provide the reference for design and theoretical research of uplift pile in thick sand layers of this area.%北京市通州地区某工程场地情况为深厚砂层,从该工程的单桩竖向抗压及抗拔静载现场试验,选取两个试验区各3根桩身全长桩侧后注浆灌注抗拔桩和桩身全长桩侧及桩端后注浆灌注抗压桩为研究对象,首先对试验桩的现场试验数据进行处理,得到各试验桩的侧阻力曲线;其次对抗拔桩与抗压桩在极限荷载下侧摩阻力的发挥情况进行比较,简要分析了砂土地基中抗压桩与抗拔桩的桩周各土层侧阻力随荷载增加而变化的受力特性;再以抗拔与抗压试验桩各土层的极限侧摩阻力之比,计算抗拔桩各土层的抗拔系数,并对各土层抗拔系数的取值范围与随深度变化规律进行了详细分析.厚砂层试验计算结果表明,两试验区抗拔桩的抗拔系数范围分别是0.34～0.67和0.31～0.63,其中试验桩桩周中上部土层的抗拔系数范围分别是0.51～0.67和0.51～0.63,桩身下部土层侧阻力发挥不充分,抗拔系数均小于0.5.该试验成果可为此地区深厚砂层抗拔桩的设计和理论研究提供参考. 【期刊名称】《岩土工程技术》
【年(卷),期】2018(032)001
【总页数】7页(P28-33,49)
【关键词】抗拔桩;砂土;抗拔系数;现场试验;侧摩阻力
【作 者】孙冶默;卢萍珍;孙宏伟
【作者单位】北京建筑大学,北京100044;北京市建筑设计研究院有限公司,北京100045;北京建筑大学,北京100044;北京市建筑设计研究院有限公司,北京100045
【正文语种】中 文
【中图分类】TU473.16
0 引 言
smdv-17抗拔桩基础是建(构)筑物基础的一种重要型式，被广泛应用于输电线路基础、高耸构筑物基础、水闸基础及各种下沉式地下室基础等。目前国内对抗拔桩的受力性状与抗压桩相比
研究相对不足，在实际工程中，通常是用抗压桩桩侧各土层的极限侧阻力乘以抗拔系数作为抗拔桩的侧阻力来估算抗拔极限承载力[1-2]。因此，抗拔系数的取值对抗拔极限承载力的确定起着关键作用。现行规范中，《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)[1](以下简称《桩基规范》)建议砂土抗拔系数λ=0.5～0.7，建议黏性土抗拔系数λ=0.7～0.8；《北京地区建筑地基基础勘察规范》(DBJ 11—501—2009)[2](以下简称《北京规范》)建议黏性土、粉土及砂土抗拔系数均为λ=0.7～0.8。
北京市通州地区某工程场地情况为深厚砂层，对于该地区的抗拔桩设计，相关工程资料较少，规范中抗拔系数经验值能否对该深厚砂层地区的抗拔桩设计起到参考作用有待证实。为确定此问题，本工程进行了桩的竖向抗压及抗拔现场静载试验，希望通过现场试验数据，以抗拔与抗压试验桩各土层的极限侧摩阻力之比，确定抗拔桩各土层的抗拔系数范围。
本文从该试验桩工程中，选取2组各3根桩身全长桩侧后注浆灌注抗拔和抗压桩为研究对象，对试验桩的现场试验数据进行处理，得到各试验桩周各土层的侧阻力曲线；再以抗拔与抗压试验桩各土层的极限侧摩阻力之比，计算抗拔桩各土层的抗拔系数，并对各土层抗
拔系数的取值范围与随深度变化规律进行了详细分析，以期为该地区深厚砂层抗拔桩的设计和理论研究提供参考。
1 试验概况
1.1 试验场地布置
本工程位于北京市通州区，试验场地分别为试验区1--1和试验区1--2。两个试验场地均为厚砂层场地，地基土的物理力学参数和土层分布信息见表1、图1。两个试验区均进行抗压桩和抗拔桩静载荷试验，试桩数量各6根，其中抗压桩各3根(TP10～TP12)，抗拔桩各3根(SP1～SP3)。各试桩设计桩径均为600 mm，桩身混凝土强度等级均为C40，有效桩长均为20 m，长径比为33.3，其中TP10～TP12纵筋为12φ25，SP1～SP3纵筋为12φ36。试验桩施工均选用旋挖成孔、后注浆工艺，其中抗压桩采用桩端及桩身全长桩侧注浆，抗拔桩采用桩身全长桩侧注浆。
根据设计资料，本试验桩工程有效桩顶标高为10.70 m。试验区1--1自然地面绝对标高19.70 m，抗压试验桩开挖至16.70 m标高处进行检测，并采用长为6.0 m的内外双套筒消
除有效桩顶标高以上的桩身侧阻力。试验区1--2自然地面绝对标高19.50 m，抗压试验桩开挖至18.0 m标高处进行检测，采用长为7.3 m的内外双套筒消除有效桩顶标高以上的桩身侧阻力。两试验区抗拔桩均开挖至10.70 m标高处进行抗拔桩检测。
表1 场地土层物理力学性质表土层编号 土层名称 密实度 标准贯入试验锤击数N 场地土类型 桩的极限侧阻力(地勘值)qsik/kPa后注浆桩侧阻力增强系数(地勘值)βs i③细砂 稍密—中密 19(15～24) 中软土 45 1.8④细砂—中砂 中密—密实 37(29～44) 中软土 65 1.9④1 重粉质黏土 中软土 55 1.4⑤细砂—中砂 密实 51(39～56) 中硬土 80 1.9⑤1 重粉质黏土 中软土60 1.4
图1 试验场地土层信息及试验桩应力计布置示意图
冷冲模
1.2 试验方法
抗压试验加载采用锚桩反力装置，由2根锚桩及反力架组成。抗拔试验加载采用支墩反力装置，由2根支墩桩及反力架组成。加载方法采用慢速维持荷载法，试验时均由千斤顶对试验桩施加荷载。
本工程设计提供的抗压桩TP10～TP12的预计单桩试验荷载为6000 k N，共分为11级加载。试验桩的前5级每级荷载600 k N，首级为1200 k N；后6级每级加荷500 k N。抗拔桩SP1～SP3预计单桩试验荷载为4000 k N，共分为14级加载。前10级每级荷载300 k N，首级为600 k N；后5级每级加荷200 k N。若达到预估荷载时，试验桩未发生极限破坏，可适量增加加载等级。
为了获得桩侧摩阻力的特性并得到抗拔与抗压试验桩侧各土层的极限侧摩阻力，以计算桩侧土的抗拔系数，在试验桩桩身设置应力计。根据场地土层的分布情况，抗压试验桩在桩身9个截面处设置了钢筋应力计，其中有效桩身设置6个，1、3断面对称设计4个钢筋应力计，其余断面对称设置2个钢筋应力计。抗拔试验桩在桩身7个截面处设置了钢筋应力计，每个断面对称设计2个钢筋应力计，在1、2断面对称安设4个钢筋应力计，具体安装位置示意图详见图1。
2 抗拔系数计算分析
2.1 试验结果
根据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106—2014)[3]单桩静载试验要求进行试验，试验结果如下:
延时电路1--1区抗压桩试验，TP10加载至9000 k N时停止加载，试验桩未出现极限破坏现象；TP11因施工原因，其Q-s曲线在加载为5500 k N时发生明显陡降；TP12加载至12 500 k N时，桩顶变形量过大，停止加载。1--2区抗压桩试验，TP10加载至9500 k N时，变形量增大，停止加载；TP11、TP12分别加载至7000 k N和7500 k N时停止加载，试验桩未出现极限破坏现象。
综合6根抗压桩的加载情况，取出现极限破坏现象的试验桩的试验结果进行抗拔系数分析，即1-1区取TP12，1--2区取TP10。
根据设计要求，两试验区抗拔试验桩SP1--SP3的最大加荷值为4000 k N。达到最大加荷值时，各试验桩桩顶完好，U--δ曲线为缓变形曲线，未出现明显陡降现象，各试验桩均未发生极限破坏现象。两试验区SP1--SP3的试验结果均可作为抗拔系数分析依据。
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