預制管樁靜載試驗分析與樁基優化

胡凱鋒 胡 慶 朱 念

(1.中國地震局地震研究所(地震大地測量重點實驗室)，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

預制管樁具有承載力高、施工周期短與環保等優勢，已經越來越多的被運用在工程實踐中。隨著靜壓管樁施工經驗的積累，靜壓管樁在武漢地區得到迅速推廣，也取得了良好的效果。然而，引進這項技術的過程中，還有很多技術問題需要解決，因此，需要更深入開展相關研究。

1 工程地質條件

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

2 靜載試驗確定單樁承載力特征值

表1 巖土層工程地質特征表 m

該工程采用靜壓管樁基礎，主樓與裙樓部分初步設計承載力特征值分別為1 500 kN，900 kN，樁端持力層分別為⑥粉質粘土、⑦中粗砂。現場要求先進行試樁試驗，主樓與裙樓部分試樁樁長分別為21 m，34 m。在現場對6根試樁進行豎向抗壓靜載試驗，試驗利用靜力壓樁機提供穩定荷載，分級加載直至破壞，試驗結果見表2。

表2 試樁參數及結果

其中，1號～4號樁樁端持力層為⑦中粗砂，5號與6號樁樁端持力層為⑥粉質粘土，通過試驗得出的Q—S曲線見圖1～圖4。

通過單樁豎向靜載荷試驗，從圖3與圖4可以看出，5號樁與6號樁都加載至破壞，取其上一級荷載作為單樁豎向極限承載力，1號～4號樁都沒有破壞，可以通過縮短設計樁長，進一步優化設計。

圖1 1號樁靜載試驗Q—S曲線

圖2 3號樁靜載試驗Q—S曲線

圖3 5號樁靜載試驗Q—S曲線

圖4 6號樁靜載試驗Q—S曲線

3 主樓部分預制管樁優化設計

依據靜載試驗結果，可以得出，1號～4號樁為摩擦端承樁，5號與6號樁為端承摩擦樁。由于主樓部分設計承載力特征值為1 500 kN，可以考慮縮短實際樁長，以⑥粉質粘土層作為持力層，從而使其成為端承摩擦樁。實際工程中，可依據效應系數α，并結合勘察報告中提供的參數，綜合分析決定主樓部分樁長采用27 m。施工過程中考慮標高與靜力壓樁機終壓力雙重控制，施工結束后并進行靜載試驗檢驗優化設計后的效果。

施工完成并達到休止期后，對其中3根樁進行抗壓靜載試驗，試驗結果如表3所示，Q—S曲線如圖5，圖6所示。

表3 工程樁參數及結果

圖5 7號樁靜載試驗Q—S曲線

圖6 9號樁靜載試驗Q—S曲線

通過試驗結果可以得出，優化設計后，管樁最終沉降值滿足工程要求，從而證實該優化結果是合理的，節約了工程造價。

4 結語

靜壓管樁具有周期短，承載力高等優點，施工過程中需進行試樁靜載試驗，依據試驗得出的極限承載力與靜力壓樁機終壓力對成樁質量進行控制。同時，根據試樁結果并結合勘察報告提供的有效參數對樁基進行優化設計是可行的，特別是軟土地基，可以大大降低工程造價。

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