广东某火力发电厂试验桩综合试验分析

【摘要】通过静载试验、桩身内力测试、高应变和抽芯检测对广东某火力发电厂试验桩进行了综合试验，试验结果表明：该场地采用该桩型其竖向承载力试验满足设计要求，水平承载力由于场地地质不均匀，建议设计根据地质条件不同合理选择水平力；通过动静对比，在以后的工程桩检测中可以采用高应变法进行承载力检测。

【关键词】试验桩 静载试验 桩身内力测试 高应变

1.工程概况

本次试验的试验桩采用的桩型为Φ1000mm的冲孔灌注桩，以微风化岩层作为桩端持力层，为摩擦端承桩。本次试验桩施工采用正循环冲击成孔施工工艺，水下导管灌注成桩，桩机选用CZ-8型冲击钻机；主筋焊接采用双面搭接焊，加劲筋焊接采用单面搭接焊。施工参数为：混凝土强度为C30，砼坍落度为180～220mm，砼砂率40%；泥浆比重根据地层情况控制在1.15～1.25之间。

2.场地工程地质特征

根据本期及前期钻孔资料揭露，场地第四系覆盖土层主要有人工素填土，海积成因的粉质粘土、细砂、粗砂及残积成因的砾质粘性土等。下伏基岩为花岗岩。

3. 试验数据分析及结果

3.1 单桩竖向抗压静载试验

其中2根试验桩的单桩竖向抗压静载试验Q-s曲线图详见图1、图2。1#试验桩最大加载量12000kN，最大沉降量为28.68mm，沉降量不大，Q-s曲线平缓，因此其单桩极限承载力为12000kN；2#试验桩试验加载至7200kN，累计沉降量15.83mm，沉降量不大，继续加载至8400kN，沉降量明显增大，累计沉降量29.23mm，Q-s曲线有明显陡降，当加载至为12000kN，累计沉降量为67.21mm，沉降量大，残余沉降量为51.91mm，其此此根桩的单桩极限承载力为7200kN。

图1 1#试验桩Q-s曲线图 图2 2#试验桩Q-s曲线图

3.2 水平静载试验

2根试验桩的水平静载试验Q-s曲线图详见图3、图4。1#试验桩最大加载量为360kN，当加载至210kN时，H-ΔY0/ΔH曲线出现第一拐点，当加载至330kN时，H-ΔY0/ΔH曲线出现第二拐点，因此该桩水平临界荷载为210kN，水平极限荷载为330kN； 2#试验桩最大加载量为400kN，当加载至160kN时，H-ΔY0/ΔH曲线出现第一拐点，当加载至320kN时，H-ΔY0/ΔH曲线出现第二拐点，因此该桩水平临界荷载为160kN，水平极限荷载为320kN；

图3 1#试验桩H-ΔY0/ΔH曲线 图4 2#试验桩H-ΔY0/ΔH曲线

3.3 桩身内力测试结果分析

从图5可以看出在桩顶荷载9600kN时素填土层、细砂层摩阻力达到极限，在桩顶荷载12000kN时粉质粘土层、粗砂层摩阻力接近极限，其余土层摩阻力随荷载的增加而增加，在桩顶荷载12000kN时均未达到极限。端阻力随着荷载的增加而逐渐增大，在桩顶荷载12000kN时未达到极限。

从图6可以看出该桩桩侧阻力基本没有发挥，其承载力主要由桩端阻力提供。通过桩身内力计算，当加载至最大荷载12000kN，其桩端阻力为9429kN。

图5 1#桩周各土层单位摩阻力曲线

图6 2#桩周各土层单位摩阻力曲线

3.4 静载试验结果分析与建议

2根试验桩的单桩竖向抗压极限承载力分别为12000kN和7200kN，其中2#试桩结果比较异常，通过桩身内力测试结果可知该桩桩侧阻力很小，基本上没有发挥。主要原因是此根桩成孔后放置时间约48小时，导致泥皮过厚，因此导致其侧摩阻力较小，另外通过抽芯检测同时发现其桩底砼胶结较差，部分呈碎块状，这也是导致其承载力偏小的另一原因。因此对于该电厂采用该桩型其竖向承载力能够满足设计要求，但是需要施工单位严格控制施工质量，成孔后应尽快浇灌砼，不应放置过间过长。

2根试验桩的水平承载力试验临界荷载分别为210kN、160kN，其中2#试验桩结果偏低，由于该场地为新近填土强夯场地，从现场施工及开挖情况看，1#2#试桩水平力作用点桩周及主要影响深度范围内的填土层相对密实，2#试桩水平力作用点桩周及主要影响深度范围内的填土层特别松散，因此导致其水平承载力结果编低，因此建议该区域水平承载力应根据地质资料采用不同的水平承载力，密实土层其水平承载力可采用210kN，松散土层其水平承载力可采用160kN。

3.5 动静对比

2根试验桩均进行了高应变检测，其与静载试验结果的对比见表1。通过动静对比，高应变动测法测到的侧阻力与端阻力分布与静载试验（桩身内力测试）所确定的值差值较大，但高应变动测法测到的极限承载力均低于或接近于本次静载试验所确定的极限承载力，且与静载试验成果较为接近，说明本工程可先采用高应变法进行承载力检测，如高应变检测结果对桩的承载力有疑问时再采用静载法试验进行验证。

表1 动、静对比试验结果表

桩号

（#） 极限承载力（kN） 侧摩阻力（kN） 端阻力（kN）

静载 高应变 静载 高应变 静载 高应变

1 12000 12000 6169 7500 5831 4500

2 7200 7000 981 1800 6219 5200

4.结论与建议

综合试验成果、施工情况及地区经验，在与试桩同一条件下其竖向抗压极限承载力可以采用12000kN，水平承载力特征值可以根据不同的地质条件进行取值，密实土层其水平承载力可采用210kN，松散土层其水平承载力可采用160kN。

通过动静对比，高应变动测法测到的侧阻力与端阻力分布与静载试验（桩身内力测试）所确定的值差值较大，但高应变动测法测到的极限承载力均低于或接近于本次静载试验所确定的极限承载力，且与静载试验成果较为接近，说明本工程可先采用高应变法进行承载力检测，如高应变检测结果对桩的承载力有疑问时再采用静载法试验进行验证。

参考文献：

【1】赵明华等编著 土力学地基与基础疑难释义（第二版）中国建筑工业出版社2003

【2】JGJ94-2008 建筑桩基技术规范

【3】李光煜 黄粤 岩土工程应变监测中的线法原理及便携式仪器系列， 岩石力学与工程学报，20（1）：99-199

【4】宋进国，刘利民；嵌岩桩桩侧阻力特征的研究[J]；四川建筑科学研究；2004年02期

【5】杜红志；单根嵌岩桩在水平荷载作用下原型测试分析[J]；土工基础；1999年03期