李國寶 陳暉 王雷

(1.天津市勘察院，天津 300191;2.河北工程技術(shù)高等專科學(xué)校，河北 滄州 061001)

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，樁基礎(chǔ)的施工工藝和施工技術(shù)有了長足進(jìn)步，鉆孔灌注樁越來越成為高層建筑、橋梁、港口碼頭等眾多工程建設(shè)重要的基礎(chǔ)形式之一［1］。近年來，我國學(xué)者也在此領(lǐng)域進(jìn)行了深入的研究。劉渤結(jié)合河北開元環(huán)球中心試樁實(shí)例，詳細(xì)闡述了超高層建筑樁基礎(chǔ)理論，分析總結(jié)了大直徑鉆孔灌注樁的工作性狀［2］;張新波研究了變徑灌注樁的單樁承載機(jī)理，并對變徑灌注樁和普通灌注樁的性能進(jìn)行了對比分析［3］;趙志蒙依托包頭至樹林召高速公路黃河特大橋工程，解決了黃河特殊地質(zhì)長大直徑鉆孔灌注樁施工的技術(shù)難題［4］;王安明、李彰明等通過沿海某電廠工程發(fā)電機(jī)房嵌巖灌注樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，介紹了濱海鹽漬地區(qū)地基樁基的施工和檢測技術(shù)［5］;汪仁和、王偉等以新疆地區(qū)某高壓輸電線建設(shè)項(xiàng)目為背景，研究了不同凍結(jié)溫度下凍土中單樁荷載下的承載力特性及其力學(xué)現(xiàn)狀［6］。洪鑫應(yīng)用基于Mindlin 位移解的彈性理論建立單樁靜載荷試驗(yàn)的理論模擬方法，分析了影響因素［7］。

本文借助具體的實(shí)際工程項(xiàng)目——天津?yàn)I海國際機(jī)場試樁工程，利用現(xiàn)場試驗(yàn)的實(shí)測數(shù)據(jù)，結(jié)合測得的沉降數(shù)據(jù)、Q—s 曲線、s—lgp 曲線、s—lgt 曲線對鉆孔灌注樁的承載特性進(jìn)行分析。

1 試驗(yàn)簡介

1.1 試驗(yàn)樁概況

本工程位于天津市東麗區(qū)天津?yàn)I海國際機(jī)場，樁體上部結(jié)構(gòu)為一棟約45 m 筒體結(jié)構(gòu)雷達(dá)塔及一棟框架結(jié)構(gòu)1 層局部2 層附屬用房，選取3 根樁進(jìn)行靜載試驗(yàn)研究。試驗(yàn)樁分別位于筒體結(jié)構(gòu)的中軸線及其兩側(cè)，具有廣泛的代表性，樁位平面示意圖如圖1所示。

1.2 試驗(yàn)樁參數(shù)

試驗(yàn)樁樁號為4 號、13 號、21 號，樁徑600 mm，樁長34.5 m，長徑比為57.5 m，樁頂面積0.283 m2，樁類型為鉆孔灌注樁，樁頂大沽高程2.300 m，采用沉管灌注工藝建造。

1.3 地質(zhì)狀況

地層資料如圖2 所示。

圖1 靜荷載檢測樁位平面示意圖

圖2 三根試樁周圍的土層分布

1.4 試驗(yàn)原理及加載方法

試驗(yàn)反力采用壓重平臺提供反力法(總配重約4 000 kN)［7］，即由壓重平臺提供反力通過試樁鋼梁及千斤頂對基樁進(jìn)行加載試驗(yàn)?；鶞?zhǔn)梁為鋼質(zhì)，長6 m。單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)壓重平臺反力裝置如圖3 所示。

圖3 單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)裝置示意圖

2 試驗(yàn)結(jié)果

通過對實(shí)測數(shù)據(jù)的繪圖計算，得出該工程靜載荷試驗(yàn)結(jié)果如表1 所示。

表1 靜載荷檢測結(jié)果表

圖4 4 號樁Q—s 曲線

圖5 4 號樁s—lgQ 曲線

圖6 4 號樁s—lgt 曲線

圖7 13 號樁s—lgt 曲線

3 試驗(yàn)分析

根據(jù)沉降隨荷載的變化特征確定單樁豎向抗壓極限承載力實(shí)測值，本次檢測3 根樁的Q—s 曲線均較圓滑。所檢測的3 根樁均加荷載至2 700 kN，樁頂累計沉降量為16.42 mm～17.47 mm，因此3 根樁的單樁豎向抗壓極限承載力實(shí)測值均為不小于2 700 kN。試驗(yàn)遵循JGJ 106—2003 建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范［8］。此次試驗(yàn)進(jìn)行3 根樁的單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)均加至最終荷載控制值。3 根樁試驗(yàn)曲線見圖4～圖9。

圖8 21 號樁Q—s 曲線

圖9 21 號樁s—lgQ 曲線

該工程3 根樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)，并對記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，3 根樁(鉆孔灌注樁，規(guī)格為:φ0.60 m×34.50 m，樁頂大沽高程:2.300 m)的單樁豎向抗壓極限承載力實(shí)測值均為不小于2 700 kN，根據(jù)相關(guān)勘察地質(zhì)資料，有效樁頂以上2.5 m 左右土層側(cè)摩阻力經(jīng)計算后取值100 kN，故本場地工程基樁(鉆孔灌注樁，規(guī)格:φ0.60 m×32.00 m，樁頂大沽高程:0.300 m)的單樁豎向抗壓極限承載力統(tǒng)計值可按不小于2 600 kN 考慮，其單樁豎向抗壓承載力特征值可按不小于1 300 kN 考慮。

4 結(jié)語

1)檢測單樁極限承載力最直接可靠的方法是靜載荷試驗(yàn)。為保證靜載荷試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)可靠，做試驗(yàn)前，應(yīng)認(rèn)真收集工程勘察和試樁設(shè)計施工資料，做好試驗(yàn)的施工方案。

2)由試驗(yàn)結(jié)果知試驗(yàn)樁的承載力均能滿足工程的需求，達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果，為此地質(zhì)的樁基設(shè)計提供了實(shí)踐數(shù)據(jù)。

［1］陳 凡，徐天平，陳久照，等.基樁質(zhì)量檢測技術(shù)［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003.

［2］劉 渤.超高層建筑樁基礎(chǔ)承載性能研究［D］.北京:中國地質(zhì)大學(xué)(北京)碩士學(xué)位論文，2010.

［3］張新波.變徑灌注樁的特點(diǎn)及與普通灌注樁性能對比分析［D］.秦皇島:燕山大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.

［4］趙志蒙.超長鉆孔灌注樁承載性狀研究［D］.西安:長安大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.

［5］王安明，李彰明，黃志全，等.濱海鹽漬土地基灌注樁承載性狀試驗(yàn)研究［J］.自然災(zāi)害學(xué)報，2007，16(6):160-164.

［6］汪仁和，王 偉，陳永鋒.凍土中單樁抗壓承載力模型試驗(yàn)研究［J］.冰川凍土，2005，27(2):188-193.

［7］洪 鑫.單樁靜載荷試驗(yàn)的理論模擬及影響因素分析［J］.巖土工程學(xué)報，2012，34(1):176-183.

［8］JGJ 106—2003，建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范［S］.