超長螺旋鉆孔灌注抗拔樁承載性能分析

周怡

摘 要：為了研究超長螺旋鉆孔灌注抗拔樁的承載性能，采用慢速維持荷載試驗法對3根樁展開試驗、研究，結果表明：以黏土為主的地層中，樁長33.0m、樁徑500mm的長螺旋鉆孔灌注樁，其豎向抗拔承載力標準值可達1800kN；最大位移為27.23mm，最大回彈量為5.82mm。

關鍵詞：長螺旋鉆孔灌注樁；抗拔樁；承載性能

前言

某國際會展中心設計為68層，建筑高度約330m，地下為3層的地下室，深度17.0m。地下室底板標高1879.3m，抗浮設計水位為1891.0m。

樁身周圍地層從上到下依次為：可塑-硬塑狀態的黏土；中密-密實狀態的粉土；可塑-硬塑狀態泥炭質土；硬塑-可塑狀態的黏土；密實-中密狀態的粉土；可塑-硬塑狀態的泥炭質土；密實狀態的粉砂；硬塑-堅硬狀態的黏土；可塑-硬塑狀態的泥炭質土；硬塑-堅硬狀態的黏土；密實狀態的粉砂；堅硬狀態的黏土。

由于基坑大深度、大面積開挖引起基坑坑底土體卸荷回彈，需要在基坑開挖至設計標高施做抗拔樁。對于常規抗拔樁的性能前人做過大量研究，對于大深度、大面積、深開挖基坑底部超長抗拔樁的研究較少，因而有必要對這類大深度、大面積、深開挖基坑底部的超長抗拔樁性能進行試驗分析，模擬基樁的實際受力狀態，試驗單樁的豎向抗拔極限承載能力，以合理設計該類型的抗拔樁，為生產實踐服務。

本次研究對3根長螺旋鉆孔灌注樁進行了單樁豎向抗拔靜載試驗，樁長33m，樁徑為500mm。

1 試樁方案

1.1 試驗加載

采用慢速維持荷載法進行加載試驗，每級加載量為最大試驗荷載的1/10。設計預估單樁豎向抗拔極限承載力為1800kN[1]，試驗最大試驗荷載為1800kN，每級試驗加載量為180kN，但第一級荷載為試驗加載量的2倍，即360kN。

在各級加載試驗中，判斷穩定的條件為樁頂沉降量連續兩次在每小時內不大于0.1mm（由1.5h內的沉降觀測值計算）。

試驗數據的測讀間隔為：試驗第一個小時內，加載后5min測讀第一次，之后每隔15min測讀一次，一個小時后，每小時讀兩次。

1.2 試驗卸載

卸載試驗的目的是為了測試樁頂位移恢復情況，卸載試驗條件為加載試驗達到預定值后，分5級卸載，每級卸載量為360kN，比加載量翻一倍，每級荷載持續一小時，數據分三次測讀，分別在卸載后的第15min、30min和60min讀取；當完全卸載后，試驗繼續維持三個小時并讀取數據，測讀間隔為卸荷后每5min一次，持續30min，之后則隔30min一次。

1.3 終止加載條件[2]

下列任一情況發生時，終止加載：

（1）達到鋼筋屈服強度標準值，或某根鋼筋拉斷。

（2）任一級荷載作用下的樁頂上拔量超過前一級的5倍。

（3）樁頂累計位移量超過100mm。

（4）樁頂上拔量已達到設計設定的限值。

2 試驗結果分析

本次抗拔樁承載性能分析共對3根樁進行試驗，結果如下：

抗拔樁Q-s曲線總體呈拋物線狀，與抗壓摩擦樁相似。同時由抗拔力與樁頂位移曲線圖可見，荷載加至720kN前，抗拔樁的抗拔力與樁頂位移曲線線性相關，抗拔樁變形處于可恢復的階段，屬于彈性變形；加荷至900kN以后，抗拔力與樁頂位移曲線曲率明顯增大，且速率也同時加大，說明抗拔樁變形處于不可恢復的階段，轉為塑性變形為主[3]?？梢姌兜呢Q向抗拔承載力標準值為1800kN。但亦由圖可見，3根試驗樁的卸荷回彈曲線均為線性相關曲線，卸荷過程的變形屬于彈性變形，可判定為大部分是樁身混凝土本身的變形。

3 結束語

（1）以黏土為主的地層中，樁長33.0m、樁徑500mm的長螺旋鉆孔灌注樁，其豎向抗拔承載力標準值可達1800kN。

（2）3根試樁的最大位移為27.23mm，最大回彈量為5.82mm，回彈率為21.4%。

參考文獻

[1]徐和，劉云云.樁的抗拔承載力預估[J].同濟大學學報，1994，22（3）：385-389.

[2]黃茂松，酈建俊，王衛東，等.開挖條件下抗拔樁的承載力損失比分析[J].巖土工程學報，2008，30（9）：1291-1297.

[3]陳尚榮.抗拔樁的承載力和變形特性研究[D].上海：同濟大學，2008.