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        基于相同溶巖沉降地質(zhì)條件的橋梁樁體側(cè)摩阻分析探究

        2019-12-19 07:45:44
        中國公路 2019年23期
        關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)

        (吉安市公路勘察設(shè)計(jì)院,江西 吉安 343000)

        一、依托工程簡介

        案例某路特大橋總長(72+128+72)m,系為該公路的一段立交工程,位處當(dāng)?shù)氐哪澈闆_積平原區(qū)域。據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)沖孔勘測資料記錄得知,其190#和189#墩位所在地層系屬覆蓋較深的巖溶發(fā)育地質(zhì)區(qū),大量多層不很規(guī)則的巖溶洞分布于地面以下59.5m~84.7m縱深區(qū)間。

        為獲得現(xiàn)場工學(xué)一手靜載技術(shù)參數(shù),技術(shù)部門于工程樁基區(qū)域開展了現(xiàn)場靜載實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)場地位處189#橋墩及190#橋墩之間。

        二、實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與布設(shè)

        實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由傳感器、油壓千斤頂、標(biāo)準(zhǔn)梁、專用加荷大梁,以及臨時(shí)支墩等構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)樁S1和S2實(shí)驗(yàn)計(jì)劃均加荷至損壞,以4根錨樁充當(dāng)反力支座。實(shí)驗(yàn)樁S3和S4實(shí)驗(yàn)計(jì)劃分別加荷至2倍和4倍工作載荷,以兩根錨樁充當(dāng)反力支座。在各支座上安設(shè)2個或者4個8000kN油壓并聯(lián)千斤頂,并聯(lián)加施垂向壓力。選用油壓千斤頂其油路所并接的壓力表來測量顯示油壓,并參考油壓千斤頂?shù)穆识ㄇ€所示數(shù)值來換算對應(yīng)載荷。

        三、相同溶巖地質(zhì)不同設(shè)計(jì)載荷下的樁側(cè)摩阻分析

        鋼筋計(jì)所收集的各項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)演算成具體軸力參數(shù)后,借助鄰截面間的軸力差值可推演獲得平均摩阻。該研究按設(shè)計(jì)載荷的1、2、3、4倍及極值載荷作用條件,計(jì)算分析案例橋樁體側(cè)摩阻狀態(tài)規(guī)律。

        (一)基于1倍設(shè)計(jì)載荷的樁側(cè)摩阻

        各樁在3750kN即1倍設(shè)計(jì)載荷作用下,各土層相應(yīng)的側(cè)摩阻實(shí)測與標(biāo)準(zhǔn)值如表1所示。數(shù)據(jù)揭示,在1倍設(shè)計(jì)載荷的作用條件下,各樁體的側(cè)摩阻實(shí)測值差異相對不是很大,各數(shù)值均未達(dá)到側(cè)摩標(biāo)準(zhǔn)極值。

        (二)基于2倍設(shè)計(jì)載荷的樁側(cè)摩阻

        各樁在7500kN即2倍設(shè)計(jì)載荷條件下,各土層相應(yīng)的側(cè)摩阻實(shí)測與標(biāo)準(zhǔn)值具體如表2所示。數(shù)據(jù)揭示,在2倍設(shè)計(jì)載荷作用下,樁體S1中砂層的側(cè)摩阻開始加大,在中砂層和粉細(xì)砂層,樁體S2、S3和S4的側(cè)摩阻繼續(xù)伴隨對應(yīng)加大,于黏土層中,各樁體側(cè)摩阻值的相對差異亦不是很大。于黏結(jié)性土質(zhì)中,各樁體側(cè)摩阻的實(shí)測值尚沒有超越規(guī)范側(cè)摩阻標(biāo)準(zhǔn),在粉細(xì)砂中,于中砂巖土層,樁體S1至S4的側(cè)摩阻數(shù)值,分別是側(cè)摩極值的1.2倍、1.4倍、1.5倍及至2倍。意味在2倍載荷作用下,黏結(jié)性土層壓注漿樁跟未壓注漿樁的側(cè)摩阻差異不大,砂層壓注漿樁較未壓注漿樁的側(cè)摩阻發(fā)生約1.2倍~1.6倍的增強(qiáng)。

        表1 基于1倍設(shè)計(jì)載荷的側(cè)摩阻實(shí)測與規(guī)范極值比對表(kPa)

        表3 基于3倍設(shè)計(jì)載荷的側(cè)摩阻實(shí)測與規(guī)范極值比對表(kPa)

        表4 基于4倍設(shè)計(jì)載荷側(cè)摩阻實(shí)測與規(guī)范極值比對表(kPa)

        表5 實(shí)測跟規(guī)范側(cè)摩阻標(biāo)準(zhǔn)極值比對表

        表6 樁體S1和S2極值載荷條件的側(cè)摩阻實(shí)測與規(guī)范值比對表

        (三)基于3倍設(shè)計(jì)載荷的樁側(cè)摩阻

        各樁在11250kN即3倍設(shè)計(jì)載荷條件下,各土層相應(yīng)的側(cè)摩阻實(shí)測與標(biāo)準(zhǔn)值具體如表3所示。數(shù)據(jù)顯示,在3倍設(shè)計(jì)載荷作用下,在砂層中,樁體S1側(cè)摩阻與上一級差異不大,在中砂層中,樁體S2和S4的側(cè)摩阻繼續(xù)加大,在黏土層中,樁體S1、S2和S4的側(cè)摩阻與規(guī)范值差異不大,在粉細(xì)砂中,樁體S4的側(cè)摩阻值忽然降低。樁體S1、S2和S4在中砂層中的側(cè)摩阻分別是側(cè)摩阻極值標(biāo)準(zhǔn)的1.8倍、2.4倍和2.1倍,壓注漿樁側(cè)摩阻值為未壓注漿樁的1.2倍~1.3倍。

        (四)基于4倍設(shè)計(jì)載荷的樁側(cè)摩阻

        各樁在15000kN即4倍設(shè)計(jì)載荷條件下,各土層相應(yīng)的側(cè)摩阻標(biāo)準(zhǔn)值及實(shí)測側(cè)摩阻值具體如表4所示。數(shù)據(jù)顯示,基于4倍設(shè)計(jì)載荷作用,樁體S1側(cè)摩阻實(shí)測值接近側(cè)摩阻極限標(biāo)準(zhǔn)值,樁體S4側(cè)摩阻實(shí)測值為側(cè)摩阻極限標(biāo)準(zhǔn)值的1.4倍,樁體S1、S2和S4在粉細(xì)砂層中的側(cè)摩阻分別是側(cè)摩阻極限標(biāo)準(zhǔn)值的1.8倍、2.6倍和2.4倍,樁體S1、S2和S4在中砂層的側(cè)摩阻分別是其極限標(biāo)準(zhǔn)值的1.9倍、3.2倍和2.4倍。砂層壓注漿樁較未壓注漿樁的側(cè)摩阻發(fā)生1.3倍~1.7倍的增強(qiáng)。

        (五)樁體S1和S2的樁側(cè)極值側(cè)摩阻

        基于無壓注漿樁體S1承受13500kN極值載荷及后加固壓注樁S2承受25000kN極值載荷的工程條件下,各巖土層相應(yīng)的極值規(guī)范側(cè)摩阻跟實(shí)際測量側(cè)摩阻具體如表5和表6所示。數(shù)據(jù)顯示,樁體S1和S2側(cè)摩阻,在極值載荷作用下,其實(shí)測值均大大超過側(cè)摩阻極限標(biāo)準(zhǔn)值。在黏結(jié)性土層,樁體S2側(cè)摩阻實(shí)測值約是樁體S1的2.2倍,樁體S2中砂層側(cè)摩阻實(shí)測值約是S1的2.1倍,樁體S2粉細(xì)砂層側(cè)摩阻實(shí)測值約是樁體S1的1.7倍。相對樁基礎(chǔ)規(guī)范極限側(cè)摩阻,經(jīng)過后壓注漿措施加固,巖土層側(cè)摩阻對應(yīng)提高常數(shù)值分別為:填方的2.0,中砂的3.6,粉細(xì)砂的3.8,黏結(jié)性土的2.9。經(jīng)過后壓注漿措施加固以后巖土層側(cè)摩增強(qiáng)常數(shù)則分別為:黏結(jié)性土的4、填方的1.8、中砂的3.6及粉細(xì)砂的4.3。

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