郑州某工程预应力管桩静载试验

摘要：桩基础是一种发展历史较长且被广泛应用的深基础型式，桩体的荷载传递规律、受力性能等问题的研究无论是对于桩基的合理设计有着重要的作用，本文静载荷试验对该工程预应力管桩的沉降特征、承载性能等进行了研究，同时也可为今后类似工程项目桩基设计、施工等提供有益的工程借鉴。

关键词： 预应力管桩静载试验静压桩

1、概述

目前，预制桩的沉桩施工工艺主要有：锤击法、振动法和静压法。锤击法沉桩是用桩锤（或辅以高压射水）将桩击入地基中的施工方法，适用于地基土为松散的碎石土（不含大卵石或漂石）、砂土、粉土以及可塑粘性土的情况。同时锤击法是沿用多年的方法，但锤击法施工时常会出现一些负面问题，如油烟污染、桩头破损及断桩和噪声污染，因此在城市建设过程中应考虑其对环境的影响。振动法沉桩是采用振动锤进行沉桩的施工方法，适用于可塑性粘性土和砂土，对受振动时土的抗剪强度有较大降低的砂土地基和自重不大的钢桩，沉桩效果较好。但振动法沉桩施工振动性较大，对周围场地土的破坏较为严重。静力压入法沉桩施工简称静压法，该方法是借助压桩机械将钢筋混凝土预制桩或钢桩压入土层的一种桩基础施工方法。

2、静压桩的适用范围

静压桩通常应用于高压缩性粘土层或砂性较轻的软粘土地层和覆土层不厚的岩溶地区。在这些地方采用钻孔桩，很难钻进；采用冲孔桩，容易卡锤；采用打入式桩，容易打碎；只有采用静力压桩可慢慢压入，并能显示出压桩阻力。但在溶洞、溶沟发育的岩溶地区，静压桩宜慎用，在地层中有较多孤石、障碍物的地区，静压桩亦宜慎用。

3、工程概况

郑州某工程场地位于郑州市西部，工程I标段结构类型为框架―剪力墙，采用桩筏基础；II标段建筑结构类型为剪力墙，采用桩筏基础。该场地堆积了很厚的粉煤灰土层，工程项目中采用静压法沉桩方式。

4、静载荷试验

本试验通过以几何尺寸与外形基本相似、桩周与桩端土性质不同的6根试桩为例，利用应变数据采集仪及先进的防水绝缘工艺和桩身内预埋测试技术，进行单桩的现场静载试验。

通过静载荷试验，量测粉煤灰场地的预制管桩数据，对粉煤灰场条件下预制管桩的承载性能进行分析，确定在不同荷载作用下和不同持力层中的承载特性和沉降变化规律；同时通过现场实测数据，分析、总结得出影响粉煤灰土层中桩的荷载传递性状的有关因素，对预制管桩的实际承载力进行分析。

4.1 静载荷试验的目的及方法

采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法，确定单桩竖向（抗压）极限承载力，作为设计依据，或对工程桩的承载力进行抽样。当埋设有桩底反力和桩身应力、应变测试元件时，尚可直接测定桩周各土层的极限侧阻力和极限端阻力。除对于以桩身承载力控制极限承载力的工程桩试验和加载至承载力1.5～2倍外，其余试桩均应加载至破坏。

按照《建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）》中单桩竖向静载试验的要求进行测试，通过添加标准混凝土试块进行加载，采用慢速维持荷载法。

4.2静载试验装置及加、卸载分级

静载试验装置采用堆重法，该试验中的两个千斤顶能提供最大反力6000；每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载，直到加载使得桩体破坏或6000为止，然后分级卸载到零。

分10级加荷，每级450，最大加荷4500，每组试验第一级按2倍分级荷载（900）进行施加。如果4500未达到终止加载条件，则以每级250继续加载至终止加载条件或最大加载6000。分9级进行卸荷，前3级每级按500卸载，卸载到4500后每组试验第一级按2倍分级荷载（900）进行卸载，直到卸载至0。

表 1 单桩竖向抗压静载试验加载分级表

表 3 单桩竖向抗压静载试验卸载分级表

综合以上静载荷试验结果和整个过程分析得知，整个试验施加最大荷载为6000，总体上在荷载4500之前位移值的变化较小，位移增长较为均匀，但在此之后桩移明显增大，且变化速度加快，主要是由于此后的荷载基本都超出了桩基设计的2倍储备，增加较为明显，且当施加荷载在6000左右时，其位移变化更大，2#、3#桩基本上已经达到破坏状态，

5 结论

通过该工程的预应力管桩静载荷试验，得出了静载荷试验数据，并对静载荷试验数据进行整理、分析，对本工程的桩基础设计及以后类似地质条件和工程具有极大的借鉴作用。

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作者简介：

马战旗，1973年2月生，河南长垣人，主要从事结构工程设计、工程管理和监理等研究工作。

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