樁基受壓承載力估算與靜載試驗結果對比分析

王 昕 明

(揚州工業職業技術學院建筑工程學院，江蘇 揚州 225127)

樁基受壓承載力估算與靜載試驗結果對比分析

王 昕 明

(揚州工業職業技術學院建筑工程學院，江蘇 揚州 225127)

通過對某橋梁工程單樁受壓承載力的估算值與靜載試驗成果對比，分析了二者結果差異的原因，并且提出了一些樁基工程設計施工的建議，保證了樁基承載力設計值的準確性。

樁基軸向受壓承載力容許值，靜載試驗，對比分析

目前我國大多數樁基工程都是先設計、再施工。樁基工程的設計是根據地質勘察報告中所提供的樁基設計相關參數和樁基設計規范進行樁基承載力的估算。而在實際工程建設過程中，由于多種客觀因素的干擾，勘察工程師很難準確把握樁基設計相關參數，導致估算樁基軸向受壓承載力容許值不是偏大就是偏小，給工程安全、工程經濟等方面帶來損失。現從工程實例入手，對樁基軸向受壓承載力容許值的估算和確定進行分析及探討，提出樁基設計應重視采取多種手段，如對樁基軸向受壓承載力容許值的估算、對樁基進行靜載試驗、采取多種勘察方法等，這樣既能滿足安全的要求又有較好的經濟性。

1 工程概況

該橋梁工程位于天津市團泊新城西區西主干道上，橋梁跨越規劃四緯溪，橋梁總長66.62 m。共三跨，跨徑布置為：18+24+18=60 m。全橋寬度為40 m，分為上下行兩幅橋，橋梁與規劃四緯溪正交。邊墩處采用四排直徑為1.2 m的鉆孔灌注樁基礎，樁長28 m，全橋共112根，中墩采用四排直徑為1.2 m鉆孔灌注樁，樁長28 m，全橋共112根。

2 單樁承載力估算

首先根據地質勘查報告提供的樁側摩阻力為30 kPa和樁端土的承載力估算樁基承載力為90 kPa。并結合JTG D63—2007公路橋涵地基與基礎設計規范第5.3.3條，對該工程的鉆孔灌注樁單樁軸向受壓承載力容許值進行了估算[1]：

(1)

qr=m0λ[[fa0]+k2γ2(h-3)]

(2)

其中，[Ra]為單樁豎向受壓承載力容許值，kN；u為樁身周長，m；Ap為樁端截面面積，m2；n為土的層數；li為土層厚度，m；qik為土的摩阻力標準值，kPa;qr為樁端處土的承載力容許值，kPa;

[fa0]為樁端處土的承載力基本容許值，kPa;h為樁端的埋置深度；k2為容許承載力隨深度的修正系數；γ2為樁端以上各土層的加權平均重度，kN/m3；λ為修正系數；m0為清底系數。

經計算，單樁豎向受壓承載力容許值：1 825 kN。

3 靜載試驗方法與結果

根據JTG/T F50—2011公路橋涵施工技術規范及設計要求，分別對該工程3根鉆孔灌注樁進行靜載荷試驗，試驗要求單樁豎向抗壓靜載試驗最大加載量大于2倍承載力設計標準值，不小于3 650 kN[2]。

現場試驗采用慢速維持荷載法采用手動加壓千斤頂逐級加載，根據預估單樁承載力特征值的2倍荷載進行試樁檢測，共分9級加載和5級卸載，第一級按兩倍分級荷載加載。采用混凝土預制塊作為反力裝置。卸載時每級卸載荷載取加載荷載的2倍。

當出現如下任意一種情況時，認為試樁承載力達到極限狀態，即終止加載：1)本級荷載下的樁頂沉降量達到前一級的5倍；2)本級荷載下的樁頂沉降量達到前一級的2倍且24 h內未達到穩定；3)加載產生的反力已達承載力設計標準值的2倍。試樁成果見表1。

表1 試樁成果匯總表

根據試樁成果匯總，繪制Q—s曲線，如圖1～圖3所示。

靜載試驗結果分析：1號～3號試樁試驗加載到3 650 kN時，本級沉降均未超過上級沉降的5倍，Q—s曲線均未出現陡降段，由于加載值已達到預估單樁承載力特征值的2倍荷載，試樁檢測終止加載。由于Q—s曲線均未出現陡降段，說明該三組試樁均可以繼續加載，即樁基軸向受壓承載力均比估算值大。該工程對該三組樁基進行了樁基完整性檢測，樁基不存在缺陷，樁身完整，均為Ⅰ類樁。

4 對比分析原因

通過對樁基軸向受壓承載力的估算和進行樁基受壓承載力試驗可以看出，估算值偏于保守，實際樁基承載力要比估算值大。造成該差異的原因主要有以下幾方面：1)地基土組成復雜，場地土性指標具有較大的隨機性、離散性和變異性，根據勘察報告所提供的樁基承載力計算參數較難準確估算單樁極限承載力。2)勘察工程師在樁基設計參數取值上都偏于保守，一般都會取實驗低值甚至最小值，而沒有結合樁基承載力試驗進行參數調整。3)樁基試驗本身存在誤差，會造成試驗值和估算值有差異。

針對以上幾方面原因，在今后的樁基工程設計施工過程中本文提出以下幾方面建議：1)可采用多種勘察手段進行試驗，要側重原位測試，并且結合當地經驗進行參數的校正。2)在提供樁基設計參數前，盡量做樁基承載力試驗，結合樁基承載力試驗值，對樁基設計參數進行修正。3)細化樁基靜載試驗或者增加試樁根數，使試驗數據更接近事實。

在實際工程中，樁基承載力試驗只要滿足設計值要求就停止加載，所以樁基的極限承載力的確切數值并沒有通過試驗證實，加之樁基設計參數的保守取值，往往造成很多樁基工程設計過于浪費。對于較大規模的工程，如果在工程勘察階段就進行試樁試驗，看似這個階段工程造價量增加，其實樁基設計會縮減很多工程量，對于整個工程來講還是節約了很多資金，獲得一定的經濟收益。

5 結語

單樁豎向極限承載力是工程設計的重要參數，它直接影響著工程的安全性和經濟性。對于重大工程，僅以土工試驗和經驗公式估算此值，是無法對工程安全性和經濟性負責的。應綜合分析各種方法以確定其最接近值，為此類型的樁基工程的設計提供參考，保證工程安全可靠，并且節約工程造價，更好地服務于工程建設。

[1] JTG D63—2007，公路橋涵地基與基礎設計規范[S].

[2] JTG/T F50—2011，公路橋涵施工技術規范[S].

Comparative analysis of compressive bearing capacity estimated-value of the pile foundation and static load testing results

Wang Xinming

(CollegeofBuildingEngineering,YangzhouVocationalCollege,Yangzhou225127,China)

Through comparing the single-pile compressive bearing capacity estimated-value of the bridge engineering with static load testing results, the paper analyzes causes leading to their similarities and differences, and puts forward some pile foundation engineering design suggestions, with a view to guarantee the designed value accuracy of the pile foundation bearing capacity.

pile foundation axial compressive bearing capacity permitted-value, static load test, comparative analysis

2015-08-20

王昕明(1984- )，男，講師

1009-6825(2015)31-0044-02

TU473.1

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