钻孔灌注桩静载试验.docx
- 文档编号:30364772
- 上传时间:2023-08-13
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:19.13KB
钻孔灌注桩静载试验.docx
《钻孔灌注桩静载试验.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钻孔灌注桩静载试验.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
钻孔灌注桩静载试验
1 概述
1.1 江阴高架桥简介
锡澄高速公路江阴高架桥位于江阴市区东侧,北接长江大桥,向南跨越澄江路,滨江路、人民东路、澄张公路等4条主干线,全长3982.23m,是我省目前最长公路高架桥,桥宽2×16.25m,双向6车道,设计时速100km/h,设计荷载:
汽-超20、挂-120,155跨,1860根钻孔灌注桩〔半幅桥单个桥墩承台下6根钻孔桩〕。
1.2桩桩位、工程地质情况
根据江阴高架桥桥位处工程地质复杂多变特点,选取141#墩、29#墩两处作试桩。
这两处桩位工程地质士层包括了全线他质土层,有很好代表性。
1.3 试验桩设计及施工情况〔见表1〕
×2000KN,拉力全部由钢筋承当,砼不承受拉力,验算最大裂缝开裂宽度不超过0.25mm。
试桩施工情况表
序号
工程
1号试桩
2号试桩
3号试桩
4号试桩
1
施工工艺
潜水钻进
潜水钻进
正循环
反循环
2
砼设计方法M3
32
32
29
29
3
砼浇注方量M3
33.2
32.8
32
32
4
成孔直径
〔CM〕
102
101
104
104
5
沉淀层厚度CM
30
30
10
0
6
清孔工艺
二次清孔
二次清孔
二次清孔
二次
清孔
7
试压块强度Mpa
27.8
28.2
37
38
2 单桩竖向抗压静载荷试验
2.1 试脸方法
试验采用“六锚一〞锚桩反力梁法。
2.2 加、卸载等级、稳定标准及卸载条件
2.2.1 加载分级
根据试桩桩位工程地质勘探资料,桩根底设计资料以及有关标准,分析估算承裁力后按9~11级加载。
2.2.2 测读桩顶沉降量间隔时间
每级加载后,隔5、10、15、15、15min测读一次,累计1h后,每隔30min测读一次。
2.2.3 沉降相对稳定标准
每级荷载作用下,桩顶沉降量在每h内小于0.1mm,并连续出现两次,且每级荷载维持对间不少于2h,即视为稳定,可加下一级荷载。
2.2.4 终止加载条件
根据JGJ94-94标准之规定,只要满足下述条件之一即可终止加载:
〔1〕某级荷载沉降增量大于前级等量荷载沉降增量5倍;
〔2〕某级荷载沉降增量大于前级等复荷载沉降增量2倍,且24h沉降仍不稳定;
〔3〕己到达锚桩最大抗拔力。
2.2.5 卸载对测规定
—次,即可卸下一级纸荷载,全部卸载后,隔3—4h再读—次。
2.2.6 锚桩上拔量标准
试验锚桩将作为工程桩使用,其桩—土体系承载力特征等因素不得破坏,本次试验锚桩最大上拨量控制在5mm以内。
2.3 测试结果与分析
2.3.1 测试结果
根据试验所测荷载P与沉降值S及试验记录时间T与对应沉降位移S,用计算机绘制成P—S曲线,S—LG〔P〕〔kN〕曲线与S—LG〔t〕曲线。
因4根试桩曲线均力陡降型,现摘录4号试桩成果曲线。
2.3.2 成果分析
〔1〕4号试桩极限承载力确定:
最大加载值:
13000k
卸载后剩余沉降量:
71.81mm,占总沉降量89.7%。
剩余沉降量较大,其桩—土体系已达破坏状态,
卸载后桩顶回弹值:
8.23mm,占总沉降量10.3%。
观测历时:
92.5h。
根据“94-94〞规程终止加载条件,第11级荷载12000kN,沉降增量ΔS11/ΔS10>2,且经24h沉降仍不稳定,根据终止加载条件之〔2〕条规定、应该完毕加载,但是加该级荷载对总沉降量尚小,又加一级荷载以便进一步观察桩内各截面应力与桩底反力变化情况。
①根据P—S曲线或S—lg〔P〕曲线显著陡降来确定极限承载力
当4号试桩在加载至11000kN后,P—S曲线上出现明显下弯、及S—lg〔P〕曲线出现明显拐点、曲线陡降,确定极限承举载力为11000kN。
②根据桩顶下沉随时间开展规律
当4号试桩在加载至12000kN时,S—lg〔t〕曲线尾部出现明显转折,存在下弯段特征,取该级荷载前一级荷载11000kN为该桩单桩极限承载力。
〔2〕极限摩阻力、极限端承力椎算
利用S—lg〔P〕图,可以从极限承载力里将极限摩阻力与极限端承力分开,具体作法是将以极限荷载为起点直线段延长与横坐标相交,其交点与坐标原点间荷载值即为极限摩阻力、剩余局部为极限端承力。
用儿何方法得到推算方程:
fu=〔Pu/Pmax〕α×Pu
α=1/〔Smax/Su-1〕
式中:
fu为桩极限摩阻力;
Pu为桩极限承载力;
Pmax为桩破坏荷载;
Smax为桩总沉降量;
Su为桩极限承载力对应沉降量。
2.3.3 结论
根据两组比照试验结果绘制出P—S、S—lg〔P〕以及S—lg〔t〕曲线,两组试验桩极限承载力取值建议如表2。
极限承载力推荐表 表2
桩位
试桩号
单桩极限承载力
〔KN〕
推荐极限
承载力
141#墩
1号试桩
8800
141
#墩
8000
2号试桩
8000
29#墩
3号试桩
11000
29#墩
11000
4号试桩
11000
3 试桩应力测试
3.1 试验目
在试桩加、卸载过程当中,对桩身轴力进展连续动态测试,目在于分析桩一土系统桩侧阻力、桩尖瓜力发挥请况及开展过程,同时利用桩顶位移观测资料、试块抗压资料及应力测试结果对试桩各截面前位移开展进展分析。
3.2 数据处理
3.2.1 根本原理
钢筋计直接测读量为振弦频率值f,单位Hz,按下式即可转换成钢筋计应力σgi
σgi=〔f-f1〕*A
式中:
σgi——测读钢筋应力〔MPa〕
f—一测读钢筋计频率值〔Hz〕
f1——工作初频,单位Hz;
A——为钢筋计率定参数。
事实上由于局部钢筋计率走参数A,在不同荷载等级下有少许偏差,可采用分段内插 方法求取σgi,以保证测试精度。
当现场测试出钢筋计应力σgi后,钢筋测试应变εg可由下式计算:
×105MPa,
钢筋砼弹性模量Eght=Eh+〔Eg-Eh〕*μ
式中:
Eh混凝土抗压弹性模量〔MPa〕;
Eght第i个截面钢筋砼抗压模量〔MPa〕。
因此,桩柱体任一测试截面Ai轴力计算可用下式,即
Ni=σghi*A4t
当轴力时,可利用简单静力平衡原理推出侧壁摩阻力大小,
Ni+1-Ni-Fi=0
桩端反力计算可采用下式:
G=Ni-π*R*L0*τi
式中G为桩端反力,在这里i=1表示Ni为桩柱体第一测试断面处轴力。
桩柱体各测试断面沉降位移按下式计算:
其中:
n是试桩测试断面,在这里n=10;
Si为第i个测试断面沉降推算值〔mm〕;
St为桩顶沉降,由位移计测出〔mm〕。
3.2.2 数值处理
经过一系列复杂数据计算与数据处理后得到了试桩断面轴力图、摩阻力图
以及断面沉降图。
3.3 成累分析
〔1〕1号、2号、3号及4号试桩侧阻力及桩端土反力见表3。
单位:
KN表3
桩位
141#墩
29#墩
试桩
号
1号试桩
2号试桩
3号试桩
4号试桩
代表
符
fu
Ru
fu
Ru
fu
Ru
fu
Ru
承载
力
〔KN〕
8559
241
7697
303
10578
422
10143
857
比例%
97
3
96
4
96
4
92
8
从表中实测数据可以看出,摩擦桩前桩端反力所占比例极小,远未到达依据?
桥规?
设计桩尖承载力。
〔2〕实测数据显示,桩侧库摩力大小与勘察报告提供参数值及根据标准与土层分类、物理性质有出测阻力不尽一样,主要表现力:
①桩柱体上部〔约15m以内〕,各土层极限摩阻力试验测试值与地勘报告值及标准值根本吻合;
②桩柱体中下部,各上层极限摩阻力试验测试值较地勘报告值及标准值偏大,约大15~20%;
③桩柱体底部,侧阻力测试值与地勘报告值及标准值根本吻合;
④个别测区〔分布在中下部〕,侧阻力测试信明显高于地勘报告值及标准值。
⑤下同位置土层侧阻力发挥与桩顶沉降之间关系是上部土层侧限力发挥仅需较小桩顶沉降,一般桩顶沉降在5~7mm时,侧阻力已充分发挥;而中下部侧阻力那么随桩顶沉降是不断增加趋势;桩端侧阻力似乎在极限状态下,仍未充分发挥。
〔3〕桩端反力测试值明显偏低,钻孔灌注桩在使用阶段工作状态下桩顶沉降很小,一般在2~3mm左右,砼处于弹性压缩阶段,而端阻力完全发挥需要重大柱顶沉降,一般构造是不容许这样大沉降。
在这里就端部反力不能发挥原因作如下分析:
①本次试验桩细长比均较大、141#墩L/D=40.8,而29#墩L/D=36.1,这样大细长比,对端阻力发挥是有影响。
②端部反力发挥除了与该土层性质有关外,钻孔后沉淀层厚度〔虚土厚度〕对端反力发挥也有较大影响,本次试验两个桩位,桩尖持力层十性质是接近,但141#墩端反力明显小于29#墩,而29#墩4号试桩施工采用了反循环钻机,沉淀层厚度较菏,其端阻力在极限状态对,比3号试桩大了一倍。
由此可见,采用反循环施工工艺对控制沉淀层厚度,提高桩端阻力是十分有利。
〔4〕从桩顶及各测试断面沉降资料可明显看出,桩柱体弹性压缩变形盘较小,各截面沉降特征主要力桩——土体系间相对滑动。
4 几点思考
(1)桩根底作为承重构造,在公路桥梁上应用非常广泛,其理论日趋成熟,但长细比≥30细长桩,长细比越大,其实际承载尤与理论承载力相差越大,因为长细比增加大大降低了桩身与桩尖承载力分担比,桩身上部土层发生相对滑移,而下部土层还未到达极限状态,从而降低了桩承载力,设计上又优先选用长细比尽量小桩型;
〔2〕土层深度影响,在临界深度范围内,粘性土埋深越深,在土层自重应力作用下,其厕阻力应该越大,即同种土层,在不同深度,应该有不同侧摩阻力。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 钻孔 灌注 桩静载 试验