卵石地基桩基极限承载力试验研究

【摘 要】对拉林铁路扎绕特大桥进行桩基承载力试验。运用自平衡法测试桩基极限承载力，测出桩基极限侧摩阻力以及极限端阻力。根据试验结果，结合地勘资料与设计资料，对桩长与桩径进行优化设计。通过现场试验，获得该卵石地区极限侧摩阻力和极限端阻力，以供该地区其他工程借鉴使用。

【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.

【关键词】桩基承载力；自平衡法；极限侧摩阻力；极限端阻力

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

【中图分类号】TU47 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0131-02

1 试介绍

1.1 工程概况和试验目的

扎绕特大桥位于林芝市米林县扎绕乡，全长1205.71m，共有352根桩。桥梁基础群桩基础。根据地勘报告，23号墩周围主要地层自上而下为卵石土，粗圆砾土，卵石土。其中，中密卵石土为主要地层，埋深8 m，可见厚度大于20 m。

根据地勘报告和上部结构荷载，23号墩桩基础采用摩擦桩，持力层为卵石土层，设计桩长为20 m。通过试验以确定单桩的竖向极限承载力，测出桩侧阻力和桩端阻力。确定桩基的力学特征值，以供设计单位参考和优化设计。

1.2 试验方案及原理

自平衡法是基桩静载试验的一种较新方法。

该法是将特制的液压荷载箱焊接于钢筋笼的指定位置。待成孔后，将钢筋笼连同荷载箱一起浇筑成桩，将荷载箱的高压油管引到地面。待一定时间后，由高压油泵在地面向荷载箱充油加载，荷载箱将力传递到桩身，其上部桩身的摩擦力与下部桩的摩擦力及端阻力相平衡-自平衡来维持加载。根据向上向下Q-s曲线、s-lgQ曲线以及试桩摩深图确定基桩承载力。

2 试验设备的选取以及试验步骤

2.1 试验设备的选择

根据设计要求，试验选取3个规格为2×1000吨的荷载箱，高压油泵，百分表，振弦钢筋应变计以及应变计采集仪等。振弦钢筋应变计选择型号为JMZX-416A钢筋计，应变采集仪选择JMZX-3001综合测试仪。

2.2 试验步骤

①成桩7天后进行桩基完整性检查，采用超声波检测仪检测。

②成桩15天后进行荷载试验，加载采用慢速维持荷载法，测试按规范进行。每级加载为预估加载值的1/15，第一级按两倍荷载加载。每次荷载维持过程中变化幅度在允许范围之内。

2.3 观测方案

①位移测量。 百分表架设在基准梁之上，基准梁长度大于3倍桩径。通过对焊接于荷载箱上的位移杆测量荷载箱上部桩身的上位移与下部桩身的下位移，通过测量声测管位移，作为桩顶位移。通过桩身上位移与桩顶位移对比，观测上部桩身的压缩量。

②桩身轴力与摩阻力测量。 根据试验目的，测得桩身侧摩阻力以及桩端阻力，需在桩身钢筋笼主筋安装钢筋计，根据钢筋计测得桩身轴力，推算桩身侧摩阻力及桩端阻力。钢筋计布置断面位置见表2。

3 试验结果与讨论

3.1 试验情况

3根试桩在成桩15天后进行加压测试，试验加至部分桩身破坏荷载，停止加载。试桩Q-s曲线均为缓变型。

3根试桩在测试过程中由于上部桩身持续位移过大，考虑到荷载箱行程，即停止加载，并一次卸载。

3.2 试验结果

加载结束值及相应的位移如表3所示。

3.3 试验结果分析

由试桩s-lgt曲线可以看出，23#1桩在加载至8000kN时，荷载箱下部桩身未出现较大位移，未被破坏，上部桩身发生持续位移，说明荷载箱上部桩身已经被破坏，下部桩身极限承载力取8000kN，上部桩身极限加载值取上级加载荷载，即7333kN。同理，23#2桩下部桩身极限承载力为7333kN，上部桩身极限加载值为6667kN；23#3桩下部桩身极限承载力为8667kN，上部桩身极限加载值为8000kN。试验单桩的极限承载力值计算公式：

从测试结果可知，3根试桩有相同的土层分布，测试结果基本一致，桩身上部的侧摩阻力较小，越靠近桩身底部，侧摩阻力越大。

但试桩23#2与试桩23#3极限承载力有约20%的差异。在相同的地层情况下，考虑施工因素，23#2试桩在清孔时，泥浆比重大，造成孔底沉渣未清完全，测试过程中下位移较大。23#3试桩清孔时，泥浆比重小一些，清孔较好，在清孔过程中，造成桩基下部部分塌孔，桩基侧阻力变大。综合以上因素，造成桩基承载力有少许偏差，在许可范围之内。

【参考文献】

【1】冷曦晨，佴磊，刘永平.自平衡法桩基承载力测试中一些问题的探讨[J].地震工程与工程振动， 2005（09）：171.

【2】吴鹏，龚维明，梁书亭.桩基自平衡测试的可靠性分析[J].岩土工程学报，2005（05）：89.