鄭西客運(yùn)專線橋梁樁基摩阻力試驗(yàn)研究

陳子文

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 成都 610031)

鄭西客運(yùn)專線橋梁樁基摩阻力試驗(yàn)研究

陳子文

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 成都 610031)

根據(jù)鄭西客運(yùn)專線的地質(zhì)條件，三門峽至靈寶段橋梁全部采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁數(shù)多且樁較長(zhǎng)，樁基穿過砂質(zhì)黃土、黏質(zhì)黃土、粉細(xì)砂層、圓礫土等，為合理確定樁側(cè)摩阻力、樁基承載力等，很有必要進(jìn)行樁基摩阻力試驗(yàn)研究。試樁采用慢速維持荷載法，實(shí)測(cè)得到各試樁的Q～s曲線，進(jìn)而導(dǎo)出樁身軸力、樁周摩阻力、端阻力變化以及在極限承載力下各土層對(duì)樁的摩阻力和端阻力等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,各樁樁身軸力均隨樁的深度的增加而遞減，反映出摩擦樁的特征；摩阻力沿樁身的分布呈“單峰狀”；在極限荷載下，試樁端承力僅占樁頂荷載的2.1%～8.1%。通過該實(shí)驗(yàn)，不僅優(yōu)化了鄭西客運(yùn)專線橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，也為類似場(chǎng)地中的樁基設(shè)計(jì)提供了參考。

橋梁樁基； 摩阻力； 試驗(yàn)研究； 極限承載力； 濕陷性黃土

1 概述

鄭州至西安客運(yùn)專線是我國(guó)在濕陷性黃土地區(qū)建設(shè)的第一條無砟軌道高速鐵路，根據(jù)地質(zhì)勘察資料，沿線濕陷性黃土的工程性質(zhì)非常復(fù)雜，濕陷性黃土區(qū)段占全線總長(zhǎng)度的65%，其中自重濕陷性黃土區(qū)段約占線路全長(zhǎng)的27%，濕陷程度從輕微(Ⅰ級(jí))到很嚴(yán)重(Ⅳ級(jí))在整個(gè)專線路段均有分布，涵蓋了我國(guó)濕陷性黃土的全部類型。鑒于沿線濕陷性黃土的特殊性和復(fù)雜性，以及無砟軌道客運(yùn)專線對(duì)地基的特殊要求，鐵道部科技司組織實(shí)施了沿線濕陷性黃土的摩阻力試驗(yàn)，以便為鄭西客運(yùn)專線濕陷性黃土樁基方案的優(yōu)化提供相關(guān)參數(shù)和設(shè)計(jì)依據(jù)。

2 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

根據(jù)鄭西客運(yùn)專線的地質(zhì)條件，三門峽至靈寶段橋梁全部采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁數(shù)多且樁較長(zhǎng)。本段線路正線長(zhǎng)度約77.1 km，橋梁12座，總長(zhǎng)約49.6 km，墩臺(tái)采用的樁徑有1.0 m、1.25 m、1.50 m。樁基穿過砂質(zhì)黃土、黏質(zhì)黃土、粉細(xì)砂層、圓礫土、卵石土等。在濕陷性黃土地區(qū)采用樁基會(huì)遇到浸水后樁側(cè)摩阻力折減及負(fù)摩阻力等問題。根據(jù)現(xiàn)行GB 50025-2004《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》，在自重濕陷性黃土場(chǎng)地進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)時(shí)，不僅不能計(jì)入自重濕陷地層的正摩阻力，還要扣除負(fù)摩阻力，這使得樁的長(zhǎng)度大大增加，投資也會(huì)增加許多。參照西安及以東地區(qū)的黃土樁基試驗(yàn)結(jié)果及工程經(jīng)驗(yàn)，有些地區(qū)自重濕陷性黃土中的樁基摩阻力與已有的認(rèn)識(shí)不一致，通過對(duì)代表性地段的現(xiàn)場(chǎng)樁基試驗(yàn)，并利用試驗(yàn)結(jié)果，探討濕陷性黃土地層結(jié)構(gòu)及土性指標(biāo)與樁基摩阻力、端阻力及變形與承載力的關(guān)系，為沿線濕陷性黃土樁基的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供資料，達(dá)到建設(shè)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的目的。

3 場(chǎng)地位置及地形、地貌、地質(zhì)情況

試驗(yàn)場(chǎng)地位于靈寶市西閻鄉(xiāng)靈寶特大橋DK 287+000處，地貌為黃河二級(jí)階地，現(xiàn)為農(nóng)田。

試驗(yàn)場(chǎng)地地層情況如下：

(1)粉土層：深度0～5 m,褐黃色，可塑，土質(zhì)均勻，可見植物根莖，土質(zhì)疏松，易碎，針孔發(fā)育，少量大孔，偶見鈣紋。

(2)粉土層：深度5～10 m,褐黃色，可塑，土質(zhì)均勻，易碎，針孔發(fā)育，少量大孔。

(3)粉土層：深度10～15 m,褐黃色，可塑，土質(zhì)均勻，土質(zhì)疏松，易碎，針孔發(fā)育，少量大孔。

(4)粉土層：深度15～20 m,褐黃色，可塑，土質(zhì)均勻，針孔發(fā)育。

(5)粉土層：深度20～25 m,褐黃色，可塑，針孔較發(fā)育，土質(zhì)均勻。

(6)粉土夾粉質(zhì)黏土層：深度25～32 m, 褐黃色，硬塑，針孔較發(fā)育，局部見粉質(zhì)黏土。

(7)古土壤粉質(zhì)黏土層：深度32～37 m，棕紅色，硬塑，較密，土質(zhì)均勻，少量針孔發(fā)育，見蝸牛殼及鈣紋。

(8)粉土層：深度37～43 m,褐黃色，硬塑，土質(zhì)均勻。

(9)粉土層：深度43～45 m,褐黃色，硬塑，土質(zhì)均勻。

(10)粉土層：深度45～50 m,褐黃色，硬塑，土質(zhì)均勻，含少量鐵錳質(zhì)。

(11)粉土夾粉砂層：深度50～55 m,褐黃色，硬塑，土質(zhì)均勻，含少量鐵錳質(zhì)，局部夾薄層粉砂。

(12)粉土夾細(xì)砂層：深度55～60 m,褐黃色，硬塑，土質(zhì)均勻，含少量鐵錳質(zhì)，局部夾薄層細(xì)砂。

4 試驗(yàn)內(nèi)容

通過在試樁的樁身埋設(shè)測(cè)試元件，并與樁的靜載荷試驗(yàn)同步進(jìn)行的樁身荷載傳遞性狀的測(cè)試，是了解樁周土層摩阻力及樁底端阻力發(fā)揮特征的主要手段，其測(cè)試結(jié)果有助于樁基設(shè)計(jì)。樁身摩阻力及端阻力的測(cè)試是建立在樁的荷載傳遞理論基礎(chǔ)之上，即通過求出在樁頂荷載作用下的樁身軸力沿樁長(zhǎng)的分布來計(jì)算樁摩阻力和樁端阻力。

本次樁基試驗(yàn)共布置5根試樁，12根錨樁，試驗(yàn)樁及錨樁布置在試驗(yàn)坑內(nèi)。其中 1號(hào)試樁樁長(zhǎng)為60 m，2號(hào)試樁樁長(zhǎng)為50 m，樁徑均為800 mm，1號(hào)、2號(hào)試樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45，試樁鋼筋籠主筋為16φ22，錨樁鋼筋籠為22φ28。試驗(yàn)樁的平面位置，如圖1所示。

圖1 試驗(yàn)樁平面位置圖(m)

本試驗(yàn)主要完成對(duì)1、2號(hào)樁天然狀態(tài)下單樁摩阻力、端阻力測(cè)試，確定天然狀態(tài)下的單樁承載特性，并用直徑0.8 m樁的試驗(yàn)結(jié)果推算出直徑為1.25 m樁的承載力等參數(shù)。

5 試驗(yàn)方法

在試驗(yàn)過程中，實(shí)測(cè)樁身摩阻力和端阻力的變化，以確定樁的荷載傳遞性狀。本次單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)執(zhí)行JGJ 94-94《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》附錄C的有關(guān)規(guī)定。采用慢速維持荷載法，即逐級(jí)加載，每級(jí)荷載達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后加下一級(jí)荷載，直到試樁最大荷載，然后分級(jí)卸荷到零。

按照規(guī)范，每級(jí)加載為預(yù)估極限荷載的1/10～1/15，第一級(jí)按2倍分級(jí)荷載加荷。本次試樁預(yù)估極限荷載為12 000 kN，取其1/10確定分級(jí)荷載為1 200 kN，試驗(yàn)第一級(jí)荷載為2 400 kN。

卸荷按2倍分級(jí)荷載即2 400 kN進(jìn)行，每卸一級(jí)，隔15 min、30 min各測(cè)讀一次殘余沉降，全部卸完后隔4h再測(cè)讀一次，然后終止試驗(yàn)。

每級(jí)加載后隔5 min、10 min、15 min各測(cè)讀一次樁頂沉降值，以后每隔15 min測(cè)讀一次，累計(jì)1h后每隔30 min測(cè)讀一次。當(dāng)每小時(shí)的樁頂沉降量不超過0.1 mm并出現(xiàn)兩次(以1.5 h內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)三次觀測(cè)值計(jì)算)，認(rèn)為已達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，可加下一級(jí)荷載，每級(jí)荷載維持時(shí)間不少于2 h。

6 主要試驗(yàn)結(jié)果

6.1 樁身軸力分布

根據(jù)樁身某一深度z處的應(yīng)變?chǔ)舏和混凝土彈性模量Ei，可按下式計(jì)算樁身相應(yīng)深度z處的軸力：

(1)

各樁在各級(jí)荷載下的樁身軸力沿樁身的分布曲線，如圖2所示。

圖2 樁身軸力沿樁身的分布曲線

分析圖2中的2組曲線可以看出：

(1)在樁頂荷載作用下，各樁樁身軸力均隨樁的深度的增加而遞減，反映出摩擦樁的特征。

(2)樁身軸力沿樁長(zhǎng)的衰減速率各樁略有區(qū)別：試樁1(S1)軸力衰減稍慢，試樁2(S2)衰減較快。也就是說，試樁1軸力曲線的斜率要比試樁S2小，當(dāng)樁頂荷載同是 14 400 kN,試樁S1軸力傳至樁身50 m處時(shí)，樁身軸力為 2 552 kN, 試樁S2軸力傳至樁底50 m處時(shí)樁身軸力為 1 162 kN,比試樁S1在相同樁頂荷載下同樣的深度處的樁身軸力小 1 390 kN。

(3)兩根試樁在終止荷載下樁端受力很小，都不足樁頂荷載的10%。

(4)各樁樁身中部，即樁頂下15～35m是承受樁頂荷載的主要部位，在極限荷載下占樁身總長(zhǎng)2/5的樁身中部承受了約60%的樁頂荷載。

6.2 樁身摩阻力曲線及發(fā)揮特征

樁摩阻力qs(z)可根據(jù)公式(1)得出的軸力曲線，按下式計(jì)算：

(2)

按照式(2)計(jì)算的各試樁在各級(jí)荷載作用下的樁摩阻力分布曲線，從樁摩阻力沿樁身隨荷載變化曲線來分析樁摩阻力的發(fā)揮特征，如圖3所示。

圖3 不同荷載下樁摩阻力沿樁身的發(fā)揮曲線

圖4 地基土摩阻力隨樁頂荷載的變化曲線

(1)樁摩阻力沿樁身發(fā)揮特征

①在總體形態(tài)上，兩根試樁的摩阻力沿樁身的分布均為“單峰狀”，即在樁頂荷載作用下，摩阻力在樁身某一位置出現(xiàn)峰值。峰值出現(xiàn)的位置隨著樁頂荷載的增加向樁的下部移動(dòng)，移動(dòng)范圍兩樁有所差別：試樁S1峰值位置從初始荷載下的19 m移動(dòng)到終止荷載下46 m，峰值摩阻力則從27 kPa增加到166 kPa。試樁S2峰值位置從18 m移動(dòng)到41 m，峰值摩阻力則從31.5 kPa增加到182.3 kPa。歸總來看，樁身中下部是摩阻力發(fā)揮的主要區(qū)域，而峰值摩阻力則隨樁頂荷載的增大而增大。

②隨著樁頂荷載的增加，兩樁摩阻力沿樁身深度的發(fā)揮也存在著一定的規(guī)律性。按照兩樁摩阻力曲線的發(fā)揮特征，沿樁身深度可將曲線劃分為三個(gè)部分：第一部分為0～19 m，該深度段的樁身摩阻力沿深度是逐漸增大的，但隨著樁頂荷載的增加，摩阻力起初是漸次增大，當(dāng)荷載增加到一定程度，淺部土層的摩阻力不再增大反而有略微減小的現(xiàn)象。第二部分為深度19～46 m，摩阻力處于峰值段，峰值以上摩阻力沿深度增大，而下部則沿深度減小，樁頂荷載增加則摩阻力也增加。第三部分為深度46 m以下至樁的底端，樁身摩阻力沿樁身深度逐漸減小，但隨著荷載的增加而增加。

(2)樁側(cè)土層阻力隨樁頂荷載的發(fā)揮特征

為了解樁身各土層摩阻力隨樁頂荷載的發(fā)揮特征，根據(jù)兩樁在各級(jí)荷載作用下的樁土相對(duì)位移及對(duì)應(yīng)的摩阻力數(shù)據(jù)，分別繪出了2根試樁在各土層摩阻力隨樁頂荷載的變化曲線，如圖4所示。

從圖4中可以分析出下列幾點(diǎn)：

①樁身上部(埋深<32 m)的粉土層(1)、粉土層(2)、粉土層(3)、粉土層(4)、粉土層(5)及粉土夾粉質(zhì)黏土層(6)，樁的摩阻力隨樁荷載的增加均表現(xiàn)為加工軟化的特征，即摩阻力曲線在一定荷載下(約為 7 200～13 200 kN)出現(xiàn)峰值，之后摩阻力逐漸降低，而轉(zhuǎn)化為殘余摩阻力。不同試樁表現(xiàn)出來的上述土層的摩阻力值有一定差別，其中在粉土層(1)、粉土層(2)、粉土層(3)，試樁S1的摩阻力稍大于試樁S2，在粉土層(4)、粉土層(5)及粉土夾粉質(zhì)黏土層(6)中，試樁S2的摩阻力稍大于試樁S1的摩阻力。

②樁身中下部(深度32～50 m)的古土壤粉質(zhì)黏土層(7)、粉土層(8)、粉土層(9)、粉土層(10)中，樁的摩阻力隨樁頂荷載的增加均表現(xiàn)為單調(diào)遞增的特征，即摩阻力隨樁頂荷載的增加而不斷增大，在最大樁頂荷載作用下也還沒有達(dá)到明顯的峰值。各樁摩阻力曲線比較接近，在相同荷載作用下各樁摩阻力值差別不大。

③對(duì)于樁身下部粉土層(9)、粉土層(10)、粉土夾粉砂層(11)及粉土夾細(xì)砂層(12)，各樁摩阻力并未充分發(fā)揮。

④在小荷載(2 400 kN)作用下樁身的摩阻力就有所發(fā)揮，但主要集中在試樁的上、中部(0～32 m范圍內(nèi))，隨著樁頂荷載的進(jìn)一步增加，試樁下部的摩阻力才漸次逐漸增大。

⑤由于樁身摩阻力的發(fā)揮具有峰值效應(yīng)，在各級(jí)荷載作用下，不同深度各土層的摩阻力發(fā)揮程度是不同步的。當(dāng)樁頂荷載達(dá)到極限時(shí)，沿樁身各土層的摩阻力并非都處于峰值，對(duì)于淺部地層，摩阻力已超過峰值而有所降低，而深部地層的摩阻力尚處于增大過程并未充分發(fā)揮。

6.3 樁端阻力計(jì)算結(jié)果及發(fā)揮特征

端阻力qp可根據(jù)已得出的軸力，按下式計(jì)算：

(3)

式中：Qp——實(shí)測(cè)端承力(kN)；Dp——實(shí)測(cè)樁端直徑(m)。

根據(jù)測(cè)試結(jié)果計(jì)算的樁身軸力，可以得到樁端阻力隨樁頂荷載的變化過程，如圖5所示。

圖5 不同樁頂荷載作用下端承力曲線

從圖5中可以看出：

①各樁樁端土開始承受荷載作用所需樁頂起始荷載較大，當(dāng)端阻力超過總荷載1%時(shí)，所對(duì)應(yīng)的樁頂荷載試樁S1為 14 400 kN,試樁S2為 12 000 kN，在這之前的樁頂荷載基本均由樁摩阻力承擔(dān)。

②在樁頂荷載超過樁端土開始承受荷載作用所需起始荷載以后，端阻力占樁頂荷載的比例隨著樁頂荷載的增加有所增大，但總體幅度有限，表1列出了2根試樁在樁頂荷載作用下的端承力及其占樁頂荷載的百分比?？梢钥闯?，在極限荷載下，試樁端承力僅占樁頂荷載的2.1%～8.1%，2根試樁都表現(xiàn)為明顯的摩擦樁特性。

表1 樁端阻力占樁頂荷載的比例

6.4 單樁豎向極限承載力下各土層對(duì)樁的摩阻力與端阻力

從前面的分析中可知，在不同荷載等級(jí)作用下樁的摩阻力與端阻力的發(fā)揮程度是不相同的，在單樁豎向極限承載力下，樁周各層土的摩阻力和端阻力并不一定全部都達(dá)到最大的發(fā)揮程度，因此給出單樁豎向極限承載力下樁的摩阻力與端阻力作為樁基設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算參數(shù)是有實(shí)際意義的。

根據(jù)對(duì)兩根樁的靜載試驗(yàn)及滑動(dòng)測(cè)微計(jì)進(jìn)行的樁身應(yīng)變的測(cè)試計(jì)算結(jié)果，建議在對(duì)應(yīng)于單樁豎向極限承載力下各土層對(duì)樁的摩阻力和端阻力按表2采用。

表2 極限承載力下各土層對(duì)樁的摩阻力和端阻力取值建議表

6.5 設(shè)計(jì)樁徑條件下的單樁豎向極限承載力

本次試驗(yàn)的兩根試樁樁徑均為800 mm，利用樁身應(yīng)力測(cè)試結(jié)果計(jì)算出的樁身摩阻力、端阻力和極限承載力均為該樁徑條件下的數(shù)值。而實(shí)際工程樁的樁徑為 1 250 mm，因此應(yīng)將800 mm樁徑條件的極限承載力換算為1250 mm樁徑條件下的極限承載力。

根據(jù)JGJ 94-94《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》第5.2.9條的規(guī)定，計(jì)算大直徑灌注樁單樁豎向極限承載力時(shí)，應(yīng)考慮摩阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)ψsi和端阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)ψp。由于本次試驗(yàn)的樁側(cè)土層為粉土和粉質(zhì)粘土，因此其摩阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)ψsi取1，端阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)ψp取0.89，由此換算出的同場(chǎng)地下樁徑為 1 250 mm、樁長(zhǎng)為60 m的單樁豎向極限承載力可達(dá) 23 250 kN，樁徑為 1 250 mm、樁長(zhǎng)為50 m時(shí)的單樁豎向極限承載力可達(dá) 20 400 kN。

7 利用試驗(yàn)成果優(yōu)化設(shè)計(jì)

利用試驗(yàn)成果在以下幾個(gè)方面優(yōu)化樁基設(shè)計(jì)：(1)樁徑由以直徑1.25 m鉆孔灌注樁為主修改為以直徑1.0 m鉆孔灌注樁為主；(2)樁長(zhǎng)一般控制在60 m以內(nèi)；(3)樁周土層極限摩阻力由采用規(guī)范取值到主要依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果參考規(guī)范取值；(4)濕陷性黃土負(fù)摩阻力強(qiáng)度及計(jì)算深度根據(jù)試樁結(jié)果、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際及調(diào)研情況等綜合考慮,負(fù)摩阻力強(qiáng)度根據(jù)濕陷量大小采用-10 kPa或-15 kPa,負(fù)摩阻力計(jì)算深度最大按10 m計(jì)；(5)單樁容許承載力與設(shè)計(jì)承載力之比一般按1.03～1.05控制設(shè)計(jì)。

按照常規(guī)樁基布置進(jìn)行樁基檢算，大部分樁長(zhǎng)大于60 m，鉆孔樁最大樁長(zhǎng)為87 m，而國(guó)內(nèi)一般旋挖鉆機(jī)最大鉆孔深度為60 m。如靈寶特大橋203號(hào)墩，采用試驗(yàn)取得的摩阻力計(jì)算較按實(shí)際濕陷性土層18 m厚度范圍樁身均按負(fù)摩阻力計(jì)，每根樁樁長(zhǎng)減少2 m。該段橋梁通過以上樁基布置及樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化，下部結(jié)構(gòu)的圬工量減少23.2×104m3，節(jié)約工程投資約2.1億元。

8 結(jié)束語

鄭西客運(yùn)專線三門峽至靈寶段橋梁通過摩阻力試驗(yàn)，獲得了不同土層中樁周摩阻力、端承力及單樁極限承載力等值，為該段橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)奠定了試驗(yàn)基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)了從樁周土層極限摩阻力主要根據(jù)規(guī)范取值到主要依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果參考規(guī)范取值的轉(zhuǎn)變。利用試驗(yàn)成果不僅優(yōu)化了鄭西客運(yùn)專線橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，也為類似場(chǎng)地中的樁基設(shè)計(jì)提供了參考。

[1] JGJ 94-94 建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S]. JGJ 94-94 Techical code for Building Pile Foundations [S].

[2] TB 10002.1-2005 鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范[S]. TB 10002.1-2005 Fundamental Code for Design on Railway Bridge and Culvert [S].

[3] TB10002.5-2005 鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. TB 10002.5-2005 Code for Design on Subsoil and Foundation of Railway Bridge and Culvert [S].

[4] GB 50007-2002 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. GB 50007-2002 Code for Design of Building Foundation [S].

[5] GB 50025-2004 濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S]. GB 50025-2004 Code for Building Construction in Collapsible Loess Regions [S].

[6] 機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司.DK287+000工點(diǎn)樁基試驗(yàn)研究階段成果報(bào)告[R].西安:機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，2006. China Jikan Research Institute of Engineering Investigations and Design. The Report of Test Research at DK287+000 Pile[R]. Xi’an: China Jikan Research Institute of Engineering Investigations and Design,Co.Ltd,2006.

[7] 鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院.鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)-橋涵地基和基礎(chǔ)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2006. The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation. Technical Manual for Railway Engineering Design-Subsoil and Foundation of Bridge and Culvert [M]. Beijing:China Railway Publishing House,2006.

[8] TB 10621-2014 高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. TB 10621-2014 Code for Design of High Speed Railway[S].

Experimental Study on Frictional Resistance of Bridge Pile Foundation of Zhengzhou-Xi’an Passenger Dedicated Line

CHEN Ziwen

(China Railway Eryuan Engineering Group Co., Ltd.，Chengdu 610031, China)

According to the geological conditions of Zhengzhou-Xi’an Passenger Dedicated Line, cast-in-situ bored pile foundation is adopted on all the bridges built on Sanmenxia-Lingbao section. Due to the fact that there are a large number of relatively long piles, and the foundation of piles are constructed in sandy loess, loess, clayey silty sand layer, round gravel soil, etc., frictional resistance experimental study is necessary to decide the pile lateral friction and the bearing capacity of pile foundation. Low speed load-keeping method is adopted in this thesis to measure the Q～s curve of the test pile, and thus get the axial force of pile shaft, resistance around the pile, pile end resistance change, and the friction resistance and end resistance of the pile in different soil under ultimate bearing capacity, etc. The experimental results show that the axial stress of the pile would decrease with the increase of the depth of the pile, which reflects the characteristics of the friction pile; The distribution of friction resistance along the pile shaft is unimodal; Under ultimate load, the end-bearing capacity of the test pile only accounts for 2.1%～8.1% of the pile top load. The experiment has not only optimized the bridge foundation design of Zhengzhou-Xi’an Passenger Dedicated Line, but also created considerable economic benefits, and provided a reference for the pile foundation design of similar sites.

bridge pile foundation; frictional resistance; experimental study; ultimate bearing capacity; collapsible loess

2015-12-18

陳子文(1981-)，男，工程師。

1674—8247(2016)03—0042—07

U443.15

A