佛山地區(qū)微型樁基礎(chǔ)下壓試驗(yàn)

屈 勇 張繼強(qiáng)

0 引言

微型樁是指直徑為0.10 m～0.40 m的小直徑鉆孔樁，被廣泛用于基礎(chǔ)托換、擋土結(jié)構(gòu)、邊坡支護(hù)等工程［1，2］，近些年來(lái)開始在輸電線路桿塔基礎(chǔ)中進(jìn)行應(yīng)用［3，4］。微型樁成樁可采用投石注漿法或直接灌注細(xì)石混凝土法［5］，佛山地區(qū)軟土地基一般含有較厚的砂層，因此微型樁的施工一般采用泥漿護(hù)壁成孔然后灌注細(xì)石混凝土成樁。為研究微型樁桿塔基礎(chǔ)在佛山地區(qū)軟土地基的適用性，在佛山地區(qū)選擇了典型的軟土地基進(jìn)行了微型樁桿塔基礎(chǔ)抗壓試驗(yàn)。

表1 試驗(yàn)場(chǎng)地各土層設(shè)計(jì)參數(shù)推薦值

1 工程概況

本次試驗(yàn)地處佛山220 kV世龍變電站入口處右側(cè)，220 kV騰世線下方，其場(chǎng)地土層地質(zhì)設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

表2 試驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)

本次下壓試驗(yàn)共計(jì)施工試驗(yàn)單樁4根，試驗(yàn)2×2群樁2組，試驗(yàn)3×3群樁1組。微型樁采用灌注細(xì)石混凝土成樁，樁身混凝土采用C25細(xì)石混凝土。微型樁樁身主筋采用6Φ18通長(zhǎng)配筋，箍筋采用Φ6@200，樁身上部3 m箍筋加密2倍，間隔2 m布置一個(gè)Φ12加強(qiáng)箍，其余設(shè)計(jì)參數(shù)如表2所示。

設(shè)計(jì)的3×3群樁抗壓承載力需滿足表3所示設(shè)計(jì)荷載要求。

2 試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的荷載位移曲線，可獲得微型樁基礎(chǔ)的抗壓極限承載力，如表4所示。試驗(yàn)荷載位移曲線見圖1，圖2。

表3 線路基礎(chǔ)下壓荷載設(shè)計(jì)值

從表4可以看出，布置傾斜樁的Q4-2群樁與全部直樁的Q4-1群樁抗壓極限承載力相同，從圖2的曲線看，兩組群樁的下壓試驗(yàn)荷載位移曲線也非常接近，可見斜樁的布置在本次試驗(yàn)中對(duì)抗壓承載力的影響不大。根據(jù)DL/T 5219-2005架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定［6］規(guī)定轉(zhuǎn)角塔基礎(chǔ)附加分項(xiàng)系數(shù)為1.6。本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)的3×3群樁抗壓極限承載3 000 kN＞1 668 kN×1.6，能夠滿足線路下壓荷載要求。

表4 基礎(chǔ)抗壓極限承載力

3 抗壓承載力計(jì)算方法

對(duì)于采用灌注細(xì)石混凝土成樁的微型樁抗壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按式(1)進(jìn)行計(jì)算。

其中，Ui為樁周長(zhǎng)，m;Li為第i層土的厚度，m;qsi為第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa，如無(wú)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值時(shí)，可按DL/T 5219-2005架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定表11.4.6-1取值。

用式(1)得到的計(jì)算值與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)值對(duì)比見表5。從表5的計(jì)算結(jié)果可以看出，采用式(1)計(jì)算得到的結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果相近，且有一定的安全余度，可以采用式(1)作為初步設(shè)計(jì)時(shí)單樁抗壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的估算公式。

表5 單樁極限抗壓承載力計(jì)算值與實(shí)測(cè)值

表6 抗壓群樁效應(yīng)系數(shù)

群樁抗壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按式(2)進(jìn)行計(jì)算。

其中，Pnu為群樁抗壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kN;n為群樁中的基樁數(shù);Pu為單樁抗壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kN;ηs為群樁效應(yīng)系數(shù)。

表6為通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算得到的抗壓效應(yīng)系數(shù)。本次試驗(yàn)條件下，在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)時(shí)可取抗壓群樁效應(yīng)系數(shù)0.8進(jìn)行計(jì)算。

4 結(jié)語(yǔ)

本次試驗(yàn)結(jié)果表明，微型樁基礎(chǔ)具有良好的抗壓承載性能，本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)的微型樁3×3群樁基礎(chǔ)抗壓承載力能夠滿足線路典型荷載要求，可在佛山地區(qū)今后的工程中進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。本次試驗(yàn)所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)及曲線可為國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行微型樁基礎(chǔ)研究時(shí)借鑒使用。

［1］ 楊永浩.微型樁技術(shù)試驗(yàn)及其應(yīng)用［J］.地基處理，1992，3(4):27-36.

［2］ 龔 健.軟土地基中桿塔微型樁基礎(chǔ)的形狀研究［D］.杭州:浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文，2004.

［3］ 呂凡任，陳仁朋，陳云敏，等.軟土地基上微型樁抗壓和抗拔特性試驗(yàn)研究［J］.土木工程學(xué)報(bào)，2005，38(3):99-105.

［4］ 蘇榮臻，鄭衛(wèi)鋒，魯先龍，等.軟土地區(qū)桿塔基礎(chǔ)微型樁抗拔特性試驗(yàn)研究［J］.電力建設(shè)，2008，29(12):23-25.

［5］ 史佩棟.樁基工程手冊(cè)［M］.北京:人民交通出版社，2008.

［6］ DL/T 5219-2005，架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定［S］.