王田龙;黄质宏;张飞;刘豪;杨成
【摘 要】自平衡法作为一种新兴的的桩基载荷试验方法,其具有节约时间、节约资金、操作自动化和不受场地限制等突出优点,目前在国内已经广泛应用于桩基工程中,它适用于多种类型的桩基础.嵌岩桩,由于其单桩承载力高,抗震性能好,沉降小等特点,目前在基础工程中被广泛使用.在贵阳地区,很多嵌岩桩嵌入中等风化、较破碎的岩石中.由于国内目前对于较破碎岩石地基嵌岩桩的研究较少,且《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)对于如何在此类岩体上进行嵌岩桩的设计未作详尽的说明,给桩基设计带来了一些问题.本文主要以对相关规范的学习及国内学者的研究成果为基础,并结合现场自平衡桩基载荷试验,分析研究在较破碎岩石地基上的嵌岩桩的承载性状. 【期刊名称】飞利浦190ew9《贵州大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2015(032)005
【总页数】土楼公社4页(P126-129)
【关键词】自平衡;嵌岩桩;较破碎;承载性状
【作 者】王田龙;黄质宏;张飞;刘豪;杨成
【作者单位】贵州大学土木工程学院,贵州贵阳550025;贵州大学土木工程学院,贵州贵阳550025;贵州大学土木工程学院,贵州贵阳550025;贵州大学土木工程学院,贵州贵阳550025;贵州大学土木工程学院,贵州贵阳550025
本钢女老板张晓芳
【正文语种】中 文
【中图分类】TU473.1
自平衡试桩法，由于其比传统的堆载法和锚桩法有着节约时间、节约资金、操作自动化和不受场地限制等突出优点被广泛使用，且可以应用于多种类型的桩基础。很多专家学者针对此问题进行了大量的工程实践与理论研究，取得了丰硕的成果。侯希承，李洪涛，赵永军［14］采用自平衡试桩法成功地进行了120000 kN 大直径钻孔灌注桩静载荷试验。该试验表明了自平衡试桩法试桩能突破常规法试桩吨位的限制。他们还对简化法和精确转换法进行了比较研究，得到在同一荷载水平下，简化法对应的沉降量稍大于精确转换法对应的 值。他们建议在工程实践中宜采用简化转换法。朱瑶宏，程晔，龚维明［15］在杭州湾大桥试桩工程中，采用自平衡试桩法对钻孔灌注桩承载力进行测试。结果表明，在海洋的条件下，自平衡试桩法具有无法比拟的优越性。而且他们还指出，该方法不仅可以节约大量地时间，而且可以大大节省工程的资金投入，与普通工程相比，至少可节约费用约30%左右。龚维明，戴国亮［19］收集了大量的自平衡试验数据，并分析研究了该方法在人工挖孔桩、钻孔灌注桩、桥梁工程以及特殊类土中的应用。
对于嵌岩桩的研究，国内的学者进行了长时间的工程实践与理论研究，得到了丰富的研究成果。董平，秦然［11］基于剪胀理论建立了适用于弱质岩石地基嵌岩桩嵌岩段的荷载传递函数，并得到了相应的解析解。他们通过研究分析还指出桩端阻力分担比随嵌岩比的增加而减小。王勇刚，李镜培［12］引入Hoek-Brown 强度准则，求解出了嵌岩段桩侧阻力的表达式。宋强辉，刘东升，赵燕明［16］通过ANSYS 建立嵌岩桩单桩模型，采用随机有限元法对软岩中的嵌岩桩变形和等效应力进行了可靠度分析。该方法是有限元理论与可靠度理论的有机结合，可以为特别复杂结构的可靠度分析与设计提供了新的发展及研究方向。刘利民，张洪文，张建新［17］通过对不同场地五根嵌岩桩载荷试验结果的灰关联分析，为嵌岩桩的设计和承载力的计算提供了新的思路。通过以上论述可知，自平衡法在 超大吨位荷载试验、特殊类岩土以及特殊工程环境中有着独特的优势，在工程中得到广泛应用，而且可以节约时间与资金。对于嵌岩桩的研究，专家学者们对嵌岩桩的承载性状、传力机理、影响因素进行了理论分析及数值模拟，得到了丰硕的研究成果。但是对于较破碎岩石地基上嵌岩桩的研究尚不够完善，该领域的研究成果不足。本文在已有的理论研究基础上，通过对相关国家规范的理解学习，并结合现场自平衡桩基载荷试验，对较破碎岩石地基上的嵌岩桩的承载性状性进行分析研究，并探讨影响嵌岩桩承载性状的相关因素。
1 自平衡法原理
自平衡试桩法是利用埋设在桩身适当部位(该部位通常称为平衡点)的荷载箱向桩身上下同时加载，使得上段桩的侧摩阻力与桩体自重之和等于下段桩端阻加上侧摩阻力之和，从而得到桩的极限承载力。试验时，通过油泵给荷载箱加压实现竖向加载(向上向下同时加载)，此时荷载箱顶板与底板会分别发生相应的位移，桩端阻力和桩侧摩阻力也相应的发挥。通过预先在荷载箱顶、底盖上安装的位移计、桩顶的位移计以及桩身内埋设的钢筋应力计，从而可以得到上、下段桩达到极限荷载时各自的位移、桩顶位移及桩身轴力。根据试验可以得到的上、下段桩的Q-s 曲线、s ～lgt 曲线、s ～lgQ曲线以及桩身轴力图。通过
对上、下段桩极限承载力的叠加处理，就可得到竖向单桩极限承载力。图1、图2 分别为自平衡试验原理及示意图。
图1 自平衡试桩法原理图
2 自平衡桩基载荷试验
以贵阳市一组自平衡桩基载荷试验为例，该试验的桩端岩体为较破碎岩石，具体的试桩参数所下所示:
中风化白云岩:浅灰、灰白，薄至中厚层状，岩体较破碎，节理裂隙较发育，分布于整个拟建场地。岩块饱和单轴抗压强度标准值frk =36.399 MPa，为较硬岩，岩体纵波速值Vp =3660 ～4443 m/s，平均Vp=3910 m/s，完整性指数kv =0.42，为较破碎岩体。岩石基本质量指标BQ =305.97，岩体基本质量级别为Ⅳ级。岩石地基承载力建议值为4500 kPa。
图2 自平衡试验示意图
试验的三根桩桩长分别为16.3，16.1，15.9，平均长度取16 m 计算。试桩直径为1.0 m，桩端嵌入中风化较破碎白云岩约4 m。
桩基试验的结果如表1 所示。
表1 试桩实验结果表桩端岩性 岩石破碎程度中风化白云岩基桩极限端阻力建议值qpr(kPa)中风化白云岩基桩极限侧阻力建议值qsr(kPa)单桩承载力特征值(kN)中风化白云岩 较破碎14000 1200 10300
由所得到的极限桩端承载力及极限桩侧承载力，对嵌岩桩的承载力进行计算。通常在进行设计时，桩侧土体的侧阻力不计，作为安全储备。
a、由《建筑桩基技术规范》(JGJ94 -2008)计算:休谟问题
式中:frk 为岩石饱和单轴抗压强度标准值;
Qsk、Qrk —分别为土总极限侧阻力标准值、嵌岩段总极限侧阻力标准值;
qsik —为桩周第i 层土的极限侧阻力;
ξr —为嵌岩段侧阻与端阻综合系数;
u—为桩身周长;
六自由度运动平台
Ap 、li—分别为桩身截面面积、第i 层土的厚度。
将所得已知数据带入，计算得到:Ra = 14858 kN。
b、由《建筑地基基础设计规范》(GB50007 -2011)计算得到:
式中:qpa 、qsia 分别为桩端岩石承载力特征值与桩侧阻力特征值，由当地静载荷试验结果分析得到;li为第i 层岩(土)体的厚度。益智玩具七巧板
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议