1、北京地鐵5號線樁基靜載試驗(yàn)研究摘要:介紹北京地鐵5號線3根試驗(yàn)樁未用自平衡法進(jìn)展靜載試驗(yàn)的情況。通過這次試驗(yàn)得到各試驗(yàn)樁的極限承載力、樁側(cè)摩阻力和樁端阻力等重要參數(shù)。由于采用了自平衡法測試，解決了地鐵建立中大噸位樁基承載力測試的難題。關(guān)鍵詞:大噸位樁基;靜載試臉;自平衡法1工程概況地鐵5號線是北京軌道交通路網(wǎng)中南北向軌道交通線，南起豐臺區(qū)的宋家莊，北至昌平區(qū)境內(nèi)的東三旗(太平莊)，線路全長27.6k,其中地下線長16.9k，地面及高架線長10.7k,穿越豐臺、崇文、東城、朝陽、昌平5個(gè)區(qū)。北京地鐵5號線的第10標(biāo)段區(qū)間長近5k,根底采用鉆孔灌注樁，且數(shù)量眾多。從詳勘地質(zhì)鉆孔提醒的情況來看，地質(zhì)

2、條件較好，但為滿足承載力的要求，設(shè)計(jì)的樁長較長。為了確定樁基承載力，優(yōu)化樁長設(shè)計(jì)，為施工設(shè)計(jì)提供充分的根據(jù)，采用自平衡法進(jìn)展了3根試驗(yàn)樁靜載試驗(yàn)。各試驗(yàn)樁的主要參數(shù)見表1。其中sz1樁長達(dá)60，預(yù)估極限承載力超過30000kn，其所對應(yīng)的地質(zhì)鉆孔4214揭露土層最多，能根本反映該標(biāo)段區(qū)間的地質(zhì)情況。2試驗(yàn)原理采用自平衡試樁測試時(shí)，將加載設(shè)備荷載箱與鋼筋籠連接后安裝在樁身平衡點(diǎn)，并將高壓油管和位移棒一起引到地面，如圖1所示。試驗(yàn)時(shí)，從樁頂通過高壓油管對荷載箱內(nèi)腔施加壓力，箱頂與箱底被推開，產(chǎn)生向上與向下的推力，從而調(diào)動樁周巖土的側(cè)阻力與端阻力。通過位移傳感器可以測得荷載箱加載的每一級荷載所對應(yīng)的

3、上頂板和下底板的位移。測試可得到向上、向下兩條荷載-位移曲線(q-s曲線)，如圖2(a)。為了判斷承載力，需要將測試結(jié)果向傳統(tǒng)靜載試驗(yàn)的樁頂荷載-位移曲線轉(zhuǎn)換，如圖2(b)所示。詳細(xì)轉(zhuǎn)換方法那么是根據(jù)測得的樁側(cè)各層巖土的摩阻力與位移量關(guān)系、荷載箱荷載與位移量關(guān)系，通過荷載傳遞方法，求得樁頂荷載對應(yīng)的荷載-沉降關(guān)系，即等效轉(zhuǎn)換曲線。3驗(yàn)結(jié)果及分析3.1試驗(yàn)概況試驗(yàn)每級加載為預(yù)定最大加載值的1/15，第l級按2倍荷載分級加載，測試采用慢速維持荷載法。為獲得分層土的摩阻力特性，在3個(gè)試驗(yàn)樁的主要土層的分界面處預(yù)埋了應(yīng)變計(jì)，每個(gè)截面對稱布置4個(gè)。sz1試驗(yàn)樁設(shè)置了8層應(yīng)變計(jì)，sz2試驗(yàn)樁設(shè)置了6層，s

4、z3試驗(yàn)樁設(shè)置了7層。3根試驗(yàn)樁成樁日期及測試日期如表2所示。詳細(xì)測試情況如下:szi樁開始測試后，初始階段向上向下位移均隨著荷載緩慢增加。從第l2級荷載(14300kn)開始，向下位移增加速度明顯大于向上位移增加速度。加至第16級荷載(18700kn)時(shí)，向上位移持續(xù)增加，到達(dá)58.30，且荷載無法穩(wěn)定，荷載只維持30inx測試所得的q-s曲線如圖3。sz2樁開始測試后，初始階段向上、向下位移均隨著荷載緩慢增加。向上位移增加速度始終略大于向下位移增加速度。加至第18級荷載(5320kn)時(shí)，向上位移持續(xù)增加，到達(dá)42.63，且荷載無法穩(wěn)定，荷載只維持60in，而向下位移為9.69。測試所得的

5、q-s曲線如圖4。sz3樁開始測試后，向上向下位移始終隨著荷載緩慢增加，向上位移增加速度略大于向下位移增加速度。加至第19級荷載(6530kn)時(shí)，向上向下位移均較小，向上位移為2.09，向下位移為4.42，已遠(yuǎn)超過預(yù)估加載值2x4900kn，且加載測備已達(dá)極限，故終止加載，開始卸載。測試所得的q-s曲線如圖s。各試樁最終加載值及相應(yīng)的最大向上、向下位移如表3所示。3.2試驗(yàn)結(jié)果將3根試驗(yàn)樁測試所得的q-s曲線進(jìn)展等效轉(zhuǎn)換后得到的與傳統(tǒng)靜載試驗(yàn)比照的轉(zhuǎn)換曲線如圖6、圖7、圖8所示。sz1等效轉(zhuǎn)換曲線為陡變型。sz2,sz3等效轉(zhuǎn)換曲線為緩變型，sz1取陡變點(diǎn)所對應(yīng)的荷載為極限承載力，sz2,s

6、z3取最大位移對應(yīng)的荷載值為極限承載力。3根樁的極限承載力及相應(yīng)樁頂位移如表4所示。根據(jù)上述測試結(jié)果可得如下結(jié)論:(1)極限承載力均比預(yù)估極限承載力高，3根試驗(yàn)樁分別高了9.98%.19.68%和47.39%。證明樁身承載力的設(shè)計(jì)是有足夠的平安儲藏。(2)樁側(cè)摩阻力與樁土相對位移的關(guān)系主要表現(xiàn)為硬化曲線關(guān)系，個(gè)別土層出現(xiàn)了軟化曲線。圖9和圖10分別為sz1樁的上段樁和下段樁各土層的樁側(cè)摩阻力-位移曲線。(3)各試樁的樁端阻力一位移情況如表5所示。樁端阻力占極限承載力比例較小，最大的只到達(dá)了5.59%，這與樁側(cè)摩阻力較大，且樁側(cè)摩阻力先發(fā)揮有關(guān)。4完畢語采用自平衡法進(jìn)展樁基試驗(yàn)，到達(dá)預(yù)期的目的，得到樁基設(shè)計(jì)所需的重要參數(shù)。由于自