1、摘要 通過試驗樁的全過程提取沖孔灌注樁身承載力，試驗內(nèi)容包括：鋼筋應力計、靜載、大應變、小應變;結(jié)論采用動靜對比法得出建議結(jié)果，確定豎向力、水平力、抗拔力設計承載力統(tǒng)計特征值。關鍵詞試樁；鋼筋計；靜載；樁身承載力；樁身設計承載力統(tǒng)計特征值1前言越南山洞熱電廠（2110MW）工程，廠址位于越南社會主義共和國北江省山洞縣境內(nèi)的Dongri煤礦附近,地處山區(qū)，道路條件差，交通不便。原場地起伏較大，山溝部分是回填土，不能滿足上部結(jié)構對地基的要求，原狀土層存在較多孤石, 根據(jù)初步設計階段的巖土工程勘察報告和施工圖階段的試樁技術要求，對廠區(qū)主要建筑物的地基處理擬采用沖孔灌注樁方案。1.2、試驗目的（1）確

2、定單樁豎向、水平向和抗拔承載能力及其控制指標；(2）確定各層土的樁側(cè)摩阻力、樁端持力層的端阻力及摩阻力；（3）確定單樁在高（低）應變動荷下與靜荷載試驗相關關系；(4）確定樁端進入持力層的合理深度；1.3 試驗原則及試驗內(nèi)容 試驗原則根據(jù)試樁任務書的要求，確定此次試樁的原則為：（1） 選擇適宜試樁位置，盡可能保證試樁成果有代表性；（2） 試樁區(qū)域的3根試樁中應有1根做破壞性試驗或3倍的估算單樁承載力設計值，其余按不小于估算單樁承載力設計值的2.0倍加載；（3） 每個試樁區(qū)域的3根試樁中應有2根試樁做水平載荷試驗；（4） 不同長度的樁各選擇2根試樁進行樁身應力應變測試；3根試樁均進行高應變測試，其

3、余所有試樁和抗拔樁均進行低應變測試； 試驗內(nèi)容（1）豎向靜載荷試驗;（2）應力應變試驗;（3）水平抗力試驗;（4）抗拔試驗（5）動力錘擊試驗（6）對施工工藝進行試驗2 場地巖土工程條件(略)3. 試驗方案設計3.1 試驗位置及試樁布置根據(jù)設計提供的灌注樁試樁技術要求，依回填土的厚度分為兩個試驗區(qū)（A,C）設計確定的試樁區(qū)。3.2 試樁設計參數(shù)沖孔灌注樁試樁設計及施工參數(shù)試驗目的樁號樁徑（mm）設計承載力設計樁頂標高試驗標高主筋螺旋箍筋加勁筋齡期抗壓A1，A2,C1,C2100010500 kN16f20f10100f10200f10300f181500>28天抗壓C3,A315000kN

4、同上同上同上>28天抗拔B1D11500kN1950kN同上同上同上>28天水平力C1A2480kN 同上同上同上>28天注：（1）選用第三系基巖（中等風化層）作為樁端持力層。（2）灌注樁參數(shù)： 混凝土等級：C25; 鋼筋：主筋（II級）；箍筋（I級）；加勁筋（II級;螺旋箍筋范圍：距樁頂1.5m范圍內(nèi)間距100mm，1.5-8.5m范圍內(nèi)間距200mm，其余范圍內(nèi)間距300mm。4 試樁成樁工藝4.1 沖孔灌注樁介紹及施工為保證鋼筋計安裝的準確性對稱安放鋼筋計的樁位進行了詳細的鉆探。(超前鉆勘探資料略)施工設備：采用中國制造的KP-1500型沖孔樁機，最大允許成樁直徑150

5、0mm；PM3P型的泥漿泵，配備12t汽車吊一臺，其他輔助設備若干。山洞電廠沖孔樁試驗施工統(tǒng)計表試樁編號樁身入土（m）樁尖入巖（m）混凝土(m3)充盈系數(shù)A11A21A3116B11C11C21C31D11合計84.2 樁頭的制作試樁頂部應制作樁頭，樁頭配置加密鋼筋網(wǎng)23層，和以薄鋼板圓筒做成加箍筋與樁頂混凝土澆成一體，混凝土強度等級為C40，其尺寸及配筋按照加載設備和測試設備要求制作。5 試驗檢測與結(jié)果5.1 單樁豎向抗壓靜載試驗 試驗方法本次沖孔樁的豎向抗壓靜力載荷試驗按照中國建筑基樁檢測技術規(guī)范 (JGJ 106-2003 J 256-2003)第四章所規(guī)定的標準執(zhí)行。試驗裝置及現(xiàn)場情況

6、見右照片：5.1.2 單樁豎向極限承載力的確定方法1)當Q-S曲線上有可判定極限承載力的陡降段，且樁頂總沉降量達到40mm；2)樁頂總沉降量達到40mm后，繼續(xù)增加2級或2級以上荷載仍無陡降段。 5.1.3 樁試驗結(jié)果A組垂直靜載試樁結(jié)果匯總表(曲線圖略)樁號樁長（m）Q-S曲線的第一拐點S-Lg t曲線的第一拐點Q-S曲線的第二拐點允許承載力（t）極限承載力(t) A1不明顯6000 kN10500 kN5000 kN10500 kNA24500 kN6000 kN10500 kN5000 kN10500 kNA36000 kN7500 kN15000 kN6000 kNC組垂直靜載試驗結(jié)果

7、匯總表(曲線圖略)樁號樁長（m）Q-S曲線的第一拐點Q-Lg t曲線的第一拐點Q-S曲線的第二拐點允許承載力（t）極限承載力(t) C14500 kN4500 kN> 10500 kN4500 kN> 10500 kNC24500 kN6000 kN> 10500 kN4500 kN> 10500 kNC3不明顯不明顯9000 kN4500 kN9000 kN說明：C3樁加載到12000 kN 時達到破壞荷載，沒有加載到15000 kN ，樁長較短主要承載力為端承力，從施工和加載情況分析是樁底沉渣過厚原因。5.2 單樁豎向抗拔靜載試驗本次鉆孔樁的豎向抗拔靜載試驗按照中國

8、建筑基樁檢測技術規(guī)范 (JGJ 106-2003 J 256-2003)第五章所規(guī)定的標準執(zhí)行。 抗拔力試驗結(jié)果匯總表(曲線圖略)樁號樁長（m）U-曲線的第一拐點-Lg t曲線的第一拐點U-曲線的第二拐點允許抗拔力（t）極限抗拔力(t) B1300 kN450 kN 1950 kN800 kN 1950 kND1450 kN750 kN> 1500 kN750 kN> 1500 kN說明： 試驗D1樁時荷載加至1500 kN樁身和鋼筋都沒有達到極限，因此試驗B1樁時荷載在1500 kN后繼續(xù)往上加，至1950 kN抗拔裝置出現(xiàn)嚴重變形，為確保試驗安全停止了試驗。試驗發(fā)現(xiàn)，由于試驗樁

9、底端嵌入巖石1m，該試樁的極限抗拔強度將主要取決于鋼筋的抗拉強度,允許抗拔力可取750 kN。5.3 單樁水平靜載試驗本次鉆孔樁的水平靜載試驗按照中國建筑基樁檢測技術規(guī)范 (JGJ 106-2003 J 256-2003)第六章所規(guī)定的標準執(zhí)行。 使用2塊百分表作為讀數(shù)儀表，上表和下表的間距為500mm，所有百分表均經(jīng)過越南國家計量單位進行了標定。水平靜載試驗結(jié)果匯總表樁號樁長H-Y0曲線的第一拐點H-Y0/H曲線的第一拐點H-Y0/H曲線的第二拐點LgH0-LgX0曲線的第一拐點鋼筋計H-g突變點允許水平力（t）極限水平力(t) C1240 kN240 kN 360 kN240 kN240

10、kN200 kN>480 kNA2360 kN360 kN不明顯360 kN360 kN320 kN>480 kNC1樁水平力5.4 樁身應力測試 測試原理計算公式軸力計算Pgik（f02fi2 ）式中：Pgi第i次測量的鋼筋拉（壓）力，i=1、2、3；f0初始頻率；fi實測頻率；k鋼筋計靈敏度系數(shù)；試樁彈模應為：E=Es×16 Ag+Ec×(A-16Ag)/A(-2)計算得：F×104MPa，F(xiàn)×104MPa；* 計算樁身混凝土截面應力sh：shi·(-3) * 計算樁身截面軸力N：Nishi·A (-4)* 計算樁身側(cè)

11、摩阻力qs：qsi(-5)qsi為每段地層Hi的側(cè)摩阻力；D為樁的直徑；DNi為地層的上下界面的軸力差。鋼筋計測試表格整理如下( 試驗記錄略)1) 垂直(水平)應力測試記錄表;2) 垂直(水平)應力測試加載時間內(nèi)讀數(shù)計算表;3) 垂直(水平)鋼筋計應力計算表;4) 垂直應力測試樁身砼應力計算表;5) 垂直應力測試樁身軸力計算表;6) 垂直應力測試樁身摩擦力計算表;7) 樁豎向抗壓樁身軸力分布圖;(H-Q)8) 樁身豎向抗壓側(cè)阻力分布圖; (h-qs)9) 豎向抗壓樁端-阻力荷載分布;(D-Q)10) 樁水平力試驗樁身應力分布圖; (水平H-h-g)11) 樁身水平力-最大彎矩截面鋼筋應力圖;

12、(水平H-g)測線安裝及測試(鋼筋計安裝埋設記錄略) 豎向抗壓樁樁身應力測試結(jié)果A1、A2鋼筋計抗壓測試分析試驗項目樁號樁長(m)加載1050T端承力D-Q曲線拐點主要摩擦力受力深度(m)明顯轉(zhuǎn)向端承載荷中風化層摩擦力發(fā)揮樁端阻力增長趨勢抗壓A14300 kN沒有-7-10m及-30 m下10500 kN以上良好很好抗壓A24500 kN沒有-17m以下10500 kN一般很好說明:A1樁在-7m左右偏樁，經(jīng)過修孔,孔徑較大,此處摩擦力增長明顯。C1、C2鋼筋計抗壓測試分析:( 試驗記錄及報告略)試驗項目樁號樁長加載1050T端承力D-Q曲線拐點主要摩擦力受力深度明顯轉(zhuǎn)向端承荷載中風化層摩擦力

13、發(fā)揮樁端阻力增長趨勢抗壓C16250 kN 沒有-4m以下良好10500 kN 以上良好良好抗壓C26600 kN 沒有-4m以下均勻7500 kN 一般很好5. 單樁水平靜載試驗樁身應力測試結(jié)果C1鋼筋計水平測試分析:試驗項目樁號樁長加載48T最大拉應力明顯反彎點位置H-g第一拐點H-g第二拐點土側(cè)壓力作用允許水平承載力水平力C196m242MP240 kN 不明顯良好200 kN C1樁水平應力分面圖A2鋼筋計水平測試分析:( 試驗記錄及報告略)試驗項目樁號加載48T最大拉應力明顯反彎點位置H-g第一拐點H-g第二拐點土側(cè)壓力作用允許水平承載力水平力A230MP-17m360 kN 不明顯

14、良好320 kN5.5 樁的動力測試A、小應變（PIT）檢驗按照ASTM D5882-96(Standard Test Method for Pile Integrity Testing) 中之規(guī)定，使用PITWAP軟件進行數(shù)據(jù)采集及分析處理。對各試驗樁進行了樁身完整性的檢測，以判斷施工質(zhì)量是否滿足試驗要求,其結(jié)果全部符合要求，（小應變（PIT）檢驗結(jié)果匯總表及檢驗報告略）B、大應變（PDA）檢測按照ASTM D4945 (Standard Test Method for High Strain Dynamic Testing of Piles) 中之規(guī)定，使用錘重8.7 t，落距2米，自由下

15、落對試樁施加沖擊力；使用CAPWAP軟件進行數(shù)據(jù)采集及分析處理。大應變（PDA）檢驗結(jié)果匯總表大應變（PDA）檢驗報告略試樁編號樁身長度（m）樁身摩擦力（kN）樁尖端承力（kN）總承載力（kN）A13333677210105A23597687010467A33096787410970C14066693110997C23713660510318C338707650115216 試驗成果綜合評價6.1 樁的豎向極限承載力評價從整個試樁結(jié)果分析，大應變和垂直靜載結(jié)果很相近，結(jié)合鋼筋計測試結(jié)果，單樁豎向極限承載力統(tǒng)計值在10500 kN以上，綜合考慮多個因素可初步判定豎向極限承載力統(tǒng)計值為11000

16、kN ，單樁豎向設計承載力統(tǒng)計值為5500 kN 。6.2 單樁豎向極限承載力計算參數(shù)的選取按規(guī)范<JGJ 106 2003>單樁豎向極限承載力可按下列方法綜合分析確定：根據(jù)沉降隨荷載變化的特征確定：對于陡降型Q-S曲線，取其發(fā)生明顯陡降的起始點對應的荷載值。根據(jù)沉降隨時間變化的特征確定：取S-LGT曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級荷載值。對于緩變型Q-S曲線可根據(jù)沉降量確定，宜取S=40MM對應的荷載值；當樁長大于40M時，宜考慮樁身彈性壓縮量；對直徑大于或等于800MM的樁，可取5D（D為樁端直徑）對應的荷載值。注：當按上述三款判定樁的豎向抗壓承載力未達到極限時，樁的豎向抗壓極

17、限承載力取最大試驗荷載值。豎向極限承載力標準值選?。簝山M試驗中只有C3樁時達到上述第三條極限承載力為9000 KN,其它5根試樁均未達到極限載.1)、每個樁按最大加載值做為單樁豎向極限承載力標準值: QU如下QuiA1=10500 kN ，QuiA2=10500 kN ，QuiA3=15000 kN ，QuiC1=10500 kN ，QuiC2=10500 kN ，QuiC3=900T計算n根試樁實測極限承載力平均值Qum=（10500*4+15000+9000）/6=11000 kN 2)、計算每根樁的實測值與實測值之比a（A1）=Qui/ Qum =, a（A2）= ，a（A3）=136，

18、 a（C1）= ，a（C2）= ，a（C3）=183)、計算標準差SnSn(ai-1)2/(n-1)ni=1Sn=(0.95-1)2*4+(1.36-1)2+(0.82-1)2)/(6-1)=0.185<0.3按<JGJ106 2003>參加統(tǒng)計的試樁結(jié)果，當滿足其極差不超過平均值的30%時，取其平均值為單樁豎向抗壓極限承載力。因此: 單樁豎向抗壓極限承載力統(tǒng)計值Qu=11000 kN4) 單位工程同一條件下的單樁豎向抗壓承載力特征值Ra應按單樁豎向抗壓極限承載力統(tǒng)計值的一半取值。因此: 單樁豎向抗壓極限承載力統(tǒng)計值Ra=5500 kN6.3 單樁豎向抗拔極限承載力單樁豎向抗

19、拔極限承載力可按下列方法綜合判定：根據(jù)上拔量隨荷載變化的特征確定：對陡變型U-曲線，取陡升起始點對應的荷載值；根據(jù)上拔量隨時間變化的特征確定：取-LGT曲線斜率明顯變陡或曲線尾部明顯彎曲的前一級荷載值。當在某級荷載下抗拔鋼筋斷裂時，取其前一級荷載值?？拱瘟υ囼灲Y(jié)果表明單樁上拔極限承載力取決于鋼筋的曲服強度（按規(guī)范標準計算在1500 KN，按實際試驗，越南生產(chǎn)的鋼筋在2560 KN）,其極限承載力在1500 KN以上.1)單樁豎向抗拔極限承載力統(tǒng)計值:(1500+1900)/2=1700 KN。2)單位工程同一條件下的單樁豎向抗拔承載力特征值應按單樁豎向抗拔極限承載力統(tǒng)計值的一半取值。、單樁抗拔

20、力承載力特征值為850 kN ；、當工程樁不允許帶裂縫工作時，取樁身開裂的前一級荷載作為單樁豎向抗拔承載力特征值，并與按極限荷載一半取值確定的承載力特征值相比取小值, 單樁抗拔力承載力特征值為750 kN。6.4 單樁水平承載力、地基土的水平抗力系數(shù)及有關參數(shù)從兩根不同樁長水平力測試結(jié)果分析，樁長對水平力有少量影響，對于20m的單樁水平極限承載力在480 kN 以上，單樁水平設計承載力可判定為240 kN 。計算水平力抗力系數(shù):1)計算EI鋼筋彈性模量Es=200000 MP,砼彈性模量Ec=28000 MP,樁身鋼筋配筋(16&20)=,樁徑: 1m 2) 試算樁水平位移系數(shù)Vy樁水

21、平位移系數(shù)水平土力位移系數(shù)Vy計算表樁號樁長m假定樁水平抗力系數(shù)m樁水平變形系數(shù)樁的換算深度ahVyC1300 12.213.862A21002.4783)C1、A2樁水平力試驗在3mm,5mm,7mm變形下的水抗力系數(shù)m計算（JGJ1062003-1） （6.4.1-2）式中 m地基土水平土抗力系數(shù)的比例系數(shù)（kN/m4）；樁的水平變形系數(shù)（m1）；y樁頂水平位移系數(shù)，由式（）試算，當h時（h為樁的入土深度），其值為；H作用于地面的水平力（kN）； Y0水平力作用點的水平位移（m）；EI樁身抗彎剛度（kN·m2）；其中E為樁身材料彈性模量，I為樁身換算截面慣性矩；b0樁身計算寬度（m）；對于圓形樁：當樁徑D1m時，b0 =0.9（D）；當樁徑D1m時，b0=0.9（D+1）。對于矩形樁：當邊寬B1m時，b0B+；當邊寬B1m時，b0=B+1。水平土抗力系數(shù)m(MN/m4)統(tǒng)計表樁號位移3mm位移5mm位移7mm樁長mC1荷載240KN400KN480KNm值A2荷載400KN440KN(4mm)480KN (5.83mm)m值6.5 樁的動靜對比大應變（PDA）與靜載檢驗結(jié)果對比表試樁編號樁身長度（m）樁身摩擦力（kN ）樁尖端承力（kN ）總承載力（kN ）大應變靜載大應變靜載大應變靜載A1