預(yù)制管樁靜載試驗(yàn)分析與樁基優(yōu)化

胡凱鋒 胡 慶 朱 念

(1.中國地震局地震研究所(地震大地測量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)，湖北武漢 430071;2.武漢地震工程研究院有限公司，湖北武漢 430071)

0 引言

預(yù)制管樁具有承載力高、施工周期短與環(huán)保等優(yōu)勢，已經(jīng)越來越多的被運(yùn)用在工程實(shí)踐中。隨著靜壓管樁施工經(jīng)驗(yàn)的積累，靜壓管樁在武漢地區(qū)得到迅速推廣，也取得了良好的效果。然而，引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)的過程中，還有很多技術(shù)問題需要解決，因此，需要更深入開展相關(guān)研究。

1 工程地質(zhì)條件

世茂錦繡長江項(xiàng)目位于武漢漢陽區(qū)，地貌單元屬長江沖積一級(jí)階地。各土層的工程地質(zhì)特征見表1。

2 靜載試驗(yàn)確定單樁承載力特征值

表1 巖土層工程地質(zhì)特征表 m

該工程采用靜壓管樁基礎(chǔ)，主樓與裙樓部分初步設(shè)計(jì)承載力特征值分別為1 500 kN，900 kN，樁端持力層分別為⑥粉質(zhì)粘土、⑦中粗砂?，F(xiàn)場要求先進(jìn)行試樁試驗(yàn)，主樓與裙樓部分試樁樁長分別為21 m，34 m。在現(xiàn)場對(duì)6根試樁進(jìn)行豎向抗壓靜載試驗(yàn)，試驗(yàn)利用靜力壓樁機(jī)提供穩(wěn)定荷載，分級(jí)加載直至破壞，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 試樁參數(shù)及結(jié)果

其中，1號(hào)～4號(hào)樁樁端持力層為⑦中粗砂，5號(hào)與6號(hào)樁樁端持力層為⑥粉質(zhì)粘土，通過試驗(yàn)得出的Q—S曲線見圖1～圖4。

通過單樁豎向靜載荷試驗(yàn)，從圖3與圖4可以看出，5號(hào)樁與6號(hào)樁都加載至破壞，取其上一級(jí)荷載作為單樁豎向極限承載力，1號(hào)～4號(hào)樁都沒有破壞，可以通過縮短設(shè)計(jì)樁長，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。

圖1 1號(hào)樁靜載試驗(yàn)Q—S曲線

圖2 3號(hào)樁靜載試驗(yàn)Q—S曲線

圖3 5號(hào)樁靜載試驗(yàn)Q—S曲線

圖4 6號(hào)樁靜載試驗(yàn)Q—S曲線

3 主樓部分預(yù)制管樁優(yōu)化設(shè)計(jì)

依據(jù)靜載試驗(yàn)結(jié)果，可以得出，1號(hào)～4號(hào)樁為摩擦端承樁，5號(hào)與6號(hào)樁為端承摩擦樁。由于主樓部分設(shè)計(jì)承載力特征值為1 500 kN，可以考慮縮短實(shí)際樁長，以⑥粉質(zhì)粘土層作為持力層，從而使其成為端承摩擦樁。實(shí)際工程中，可依據(jù)效應(yīng)系數(shù)α，并結(jié)合勘察報(bào)告中提供的參數(shù)，綜合分析決定主樓部分樁長采用27 m。施工過程中考慮標(biāo)高與靜力壓樁機(jī)終壓力雙重控制，施工結(jié)束后并進(jìn)行靜載試驗(yàn)檢驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的效果。

施工完成并達(dá)到休止期后，對(duì)其中3根樁進(jìn)行抗壓靜載試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示，Q—S曲線如圖5，圖6所示。

表3 工程樁參數(shù)及結(jié)果

圖5 7號(hào)樁靜載試驗(yàn)Q—S曲線

圖6 9號(hào)樁靜載試驗(yàn)Q—S曲線

通過試驗(yàn)結(jié)果可以得出，優(yōu)化設(shè)計(jì)后，管樁最終沉降值滿足工程要求，從而證實(shí)該優(yōu)化結(jié)果是合理的，節(jié)約了工程造價(jià)。

4 結(jié)語

靜壓管樁具有周期短，承載力高等優(yōu)點(diǎn)，施工過程中需進(jìn)行試樁靜載試驗(yàn)，依據(jù)試驗(yàn)得出的極限承載力與靜力壓樁機(jī)終壓力對(duì)成樁質(zhì)量進(jìn)行控制。同時(shí)，根據(jù)試樁結(jié)果并結(jié)合勘察報(bào)告提供的有效參數(shù)對(duì)樁基進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是可行的，特別是軟土地基，可以大大降低工程造價(jià)。

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