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        樁底壓漿技術(shù)在洺河渡槽樁基試驗與分析

        2013-11-04 06:35:32楊鎮(zhèn)生
        水科學(xué)與工程技術(shù) 2013年2期
        關(guān)鍵詞:樁基承載力

        楊鎮(zhèn)生

        (河北省南水北調(diào)工程建設(shè)管理局,石家莊 050035)

        1 工程概況

        洺河渡槽是南水北調(diào)中線1期工程總干渠的1座大型河渠交叉建筑物,設(shè)計流量230m3/s,加大流量250m3/s。渡槽總長829m,槽身段長640m,共16跨,單跨長40.0m。上部結(jié)構(gòu)為三槽一聯(lián)帶拉桿預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土矩形槽結(jié)構(gòu)。共布置17個槽墩,墩身為實體重力墩,由墩帽、墩身、承臺組成。承臺下設(shè)兩排灌注樁,樁徑1.7m,邊墩樁徑1.5m,樁長13.5~61.5m,根據(jù)基巖承載力變化,樁尖深入弱風(fēng)化巖層,深3.5~7.0m。15號、16號槽墩采用擴大基礎(chǔ),基礎(chǔ)底面坐落于弱風(fēng)化基巖中,基礎(chǔ)長29.5m,寬9.0m,厚2.5m。

        洺河渡槽南部1號~5號槽墩下伏基巖以二疊系砂巖為主,部分為泥巖,砂巖、泥巖交錯沉積,巖相變化較大。受次級構(gòu)造和地層條件的影響,部分巖體破碎,強風(fēng)化底界高程自6.35~51.1m,風(fēng)化程度差異較大,每個槽墩下伏基巖風(fēng)化程度的差異也非常明顯。6號槽墩地質(zhì)條件屬南部與北部過渡段,下伏基巖以二疊系(P2s)砂巖為主,砂巖、泥巖交錯沉積,巖相變化較大,部分巖體比較破碎,風(fēng)化程度差異較大。北部7號~16號槽墩下伏基巖以二疊系泥巖為主,局部砂巖,弱風(fēng)化巖芯多呈柱狀,較完整堅硬,節(jié)理不發(fā)育。17號槽墩基巖面起伏及風(fēng)化程度差異大,風(fēng)化層界面相差較大。

        2 樁底壓漿

        試驗樁壓漿管利用預(yù)埋的3根DN25無縫鋼管,壓漿管下部20cm處制作成壓漿噴頭(俗稱花管),用鉆頭在壓漿管上均勻鉆出4排(每排4個)壓漿孔(間距3cm,直徑3mm),用圖釘將壓漿孔堵嚴,外面用塑料膠帶包裹。在樁中心鉆孔(孔徑110mm)作為清洗樁底沉淀物通道,壓漿泵型號BW160/10,最大壓漿壓力10MPa,流量44~160L/min。

        樁底壓漿分3次進行,且依次按總壓漿量的40%、40%和20%循環(huán)壓入,2個壓漿管同時壓漿,依次循環(huán)至壓漿結(jié)束,水泥漿水灰比0.7;終灌條件采取壓漿量與壓力雙控,以壓漿量控制為主,壓力控制為輔,當(dāng)壓漿量達到設(shè)計壓漿量或壓漿壓力達到控制壓力,并持續(xù)荷載5min注入率小于1L/min,可停止壓漿;壓漿量每根樁控制在4.5m3(P.O42.5R水泥);樁底最大壓漿壓力5.0MPa,持續(xù)壓漿壓力采用2~3MPa控制。各試樁壓漿情況見表1。

        表1 各試樁壓漿情況

        3 試驗樁布置及靜載試驗

        洺河渡槽3根試驗樁(編號S1、S2和S3)在2號槽墩和3號槽墩之間,沿垂直渡槽軸線方向布置,樁徑1.5m,樁長32m,樁身混凝土C25。經(jīng)超聲波檢測,S1和S2為I類樁,S3為II類樁(樁身擴徑)。為了測試不同土層側(cè)摩阻力和端承力,在土層分界處和樁底分別埋設(shè)鋼筋計和土壓力計。單樁豎向抗壓靜載試驗(簡稱“靜載試驗”)采用慢速維持荷載法,反力方式利用壓重平臺反力裝置(堆載),為了測試樁底壓漿效果,靜載試驗按樁底壓漿前、后兩個階段進行,由于試樁S3壓漿前承載力接近設(shè)計要求,故未進行樁底壓漿。

        靜載試驗結(jié)果見表2、表3。

        4 觀測儀器分析結(jié)果

        經(jīng)過預(yù)埋觀測儀器原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計整理、分析和計算,得出各樁、各階段分層樁基側(cè)摩阻力成果,成果見表4~表6。

        表4 S1試樁壓漿前、后分層樁基側(cè)摩阻力

        表5 S2試樁壓漿前、后分層樁基側(cè)摩阻力

        表6 S3試樁壓漿前、后分層樁基側(cè)摩阻力

        5 數(shù)據(jù)分析

        通過表2和表3對比計算,S1試樁壓漿后承載力提高不小于1.43倍,S2試樁壓漿后承載力提高不小于2.82倍。

        由表4~表6可以看出,壓漿前卵石層樁周極限側(cè)摩阻力17.57~128.35kPa(均值67.6kPa),風(fēng)化巖層樁周極限側(cè)摩阻力9.74~113.44kPa(均值53kPa)。壓漿后卵石層樁周側(cè)摩阻力16.81~172.69kPa(均值87kPa),均值是壓漿前的1.29倍;風(fēng)化巖層樁周側(cè)摩阻力16.52~209.18kPa(均值101kPa),均值是壓漿前的1.91倍。

        6 結(jié)語

        洺河渡槽試驗樁試驗數(shù)據(jù)表明,鉆孔灌注樁樁底壓漿可明顯改善樁端持力層和樁周條件,提高端承力和樁側(cè)摩阻力,改善荷載的傳遞性能,大幅提高單樁承載力,提高單樁極限承載力最大超過2.82倍,卵石層極限側(cè)摩阻力增強1.29倍,風(fēng)化巖層極限摩阻力增強1.91倍。

        [1]湖南省勘測設(shè)計院.SG4標洺河渡槽S1、S2、S3試樁單樁豎向抗壓靜載荷試驗成果報告[R].2012.

        [2]JGJ94—2008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

        [3]張興長.單樁豎向抗壓靜載試驗檢測操作方法及結(jié)果分析[J].大眾科技,2011(5).

        [4]王紅偉,戴國亮,葉濤.樁底后壓漿的長大嵌巖樁承載性能試驗[J].建筑科學(xué)與工程學(xué)報,2009(4).

        [5]張萍.樁底后壓漿技術(shù)在鉆孔灌注樁中的應(yīng)用及效果[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟,2009(12).

        [6]龔維明,戴國亮,張浩文.樁端后壓漿技術(shù)在特大橋梁樁基中的實驗與研究[J].東南大學(xué)學(xué)報,2007,37(6).

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