预制变径节桩(PHB)单桩承载力试验分析

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预制桩单桩竖向抗压静载荷试验

预制桩单桩竖向抗压静载荷试验

摘要:本文通过对靖远县某工程预制桩单桩竖向静载荷试验,简要叙述预制桩的施工工艺对质量的影响。

关键词:预制桩单桩竖向抗压静载荷试验贯入度1工程概况1.1工程场地地质概况该工程位于白银市靖远县,地貌单元为黄河右岸Ⅱ级阶地。

根据地勘报告该场地地基土从上至下为杂填土、黄土状粉土、粉土、细砂、卵石和泥岩及砂岩。

具体情况如下:①杂填土,层厚为1.9~2.9m。

层底高程1399.70~1400.25m。

土黄色或杂色,松散,稍湿。

以粉土及卵石为主,含少量建筑垃圾及炉渣,该层遍布整个场地表面。

②粉土,层厚1.9~3.8m。

层底高程1396.34~1398.18m。

土黄色,稍密,稍湿~湿。

干强度中等,低韧性,摇振反应中等,无光泽,局部含钙质结核并夹粉质粘土。

③粉砂,层厚0.7~3.0m,层底高程1395.15~1395.64m。

黄褐色,稍密,很湿~饱和。

为均粒土,级配极不均匀,成分以石英和长石为主,局部含卵砾。

该层仅在局部钻孔中出露。

④粉质粘土,层厚1.8~2.2m,层底高程1394.5~1395.46m。

棕红色,软塑~硬塑,湿~很湿~饱和。

干强度中等,中等韧性,稍有光泽,约含10%的钙化物。

该层在局部钻孔中缺失。

⑤卵石,层厚0.6~1.5m,层底高程1393.96~1395.04m。

青灰色,中密~密实,饱和。

母岩成分主要为花岗岩和石英岩,骨架颗粒约占70~80%,粒径以2~6cm 为主,最大13cm,磨圆度好,分选性较好,粉土及砂土充填,充填物约占10%。

⑥细砂,层厚0.2~1.1m,层底高程1393.26~1394.15m。

褐色,稍密,饱和。

级配不均匀,成分以石英和长石为主,局部含卵砾。

⑦卵石,钻入深度2.8~10.5m(该层未穿透),层顶埋深7.1~9.0m,相应高程1393.26~1395.18m。

青灰色,密实,饱和。

母岩成分主要为花岗岩、石灰岩和石英岩,骨架颗粒约占70%,圆砾20%,余为粉土及砂土充填。

单桩水平承载力试验方法

单桩水平承载力试验方法

单桩水平承载力试验方法
一、静载试验法。

静载试验法是一种很靠谱的检测单桩水平承载力的方法呢。

就是在桩顶施加水平力,这个力要慢慢增加哦,就像给桩宝宝一点一点加任务一样。

通过测量桩在不同水平力下的位移、转角等数据来确定它的水平承载力。

在这个过程中呀,要用到专门的加载装置,像千斤顶之类的。

而且测试的时候得非常小心,要保证数据的准确性,就像照顾小宝贝一样细致。

二、经验参数法。

这个方法就比较“偷懒”啦,哈哈。

它是根据以往的工程经验和一些相关的参数来估算单桩水平承载力的。

比如说根据桩的类型、桩径、桩长、地基土的性质等因素。

不过这种方法虽然方便,但是可能没有静载试验法那么精确。

就像是猜谜语一样,虽然有一定的依据,但可能不是百分百准确。

三、理论计算法。

理论计算法听起来就很“高大上”呢。

它是根据力学原理,像土力学、结构力学的知识,建立起数学模型来计算单桩水平承载力。

不过这个方法也有它的小麻烦,因为实际工程中的情况很复杂,土壤的性质、桩和土的相互作用都不是那么容易精确模拟的。

这就好比是在纸上画一个很美的蓝图,但实际建造起来可能会遇到各种小意外。

在做单桩水平承载力试验的时候呀,安全可是非常重要的哦。

不管是操作人员还是周围的环境,都要确保安全。

而且这些试验方法都有各自的优缺点,在实际工程中呢,往往会综合使用多种方法来确定单桩水平承载力,这样才能更放心地让桩在工程里发挥作用。

就像我们做事情一样,多几个方法来验证,心里就更踏实啦。

单桩承载力试验方法

单桩承载力试验方法

单桩承载力试验方法说实话单桩承载力试验方法这事,我一开始也是瞎摸索。

我先尝试了静载试验,这个可是最常用的方法呢。

就是在桩顶上堆载重物,然后测量桩的沉降量。

这就好比你给一个人不断增加压力,看看他能承受多大压力而不倒下一样。

我当时第一次做的时候,犯了个大错,就是没有准确测量沉降。

我以为随便搞个尺子量量就行,结果数据乱七八糟的。

失败之后我就知道了,必须得用专门的测量仪器,而且要确保仪器安装得妥妥当当的。

还有就是加载的速度,这很有讲究。

我试过加载太快,结果桩还没反应过来呢,数据就已经不对了。

就像你给一个杯子倒水,一下子倒得太猛,水就会溅出来,测量就不准了。

要按照规范的速度慢慢加载,这样才能得到准确的沉降数据,根据这些数据就能分析出单桩承载力了。

后来又试了高应变法。

这方法听起来就比较高深,其实简单说就是用力去锤击桩顶,根据桩顶的响应来计算单桩承载力。

这里边最难的就是施加力的控制了。

一开始的时候,我搞不懂要用多大的力合适,要么力小了,数据没意义,要么力大了,差点把桩给锤坏了。

这就好比你打人,轻了他没感觉,重了就出大问题了。

后来看了很多资料,咨询了一些前辈,才知道这个力得根据桩的类型、大小等等因素来计算确定呢。

我也试过一些其他不太常用的方法,不过静载试验和高应变法是我觉得最值得深入研究的。

不管用哪种方法来测试单桩承载力,最重要的就是要细心。

一处小小的疏忽就可能让整个测试结果变得毫无意义。

而且在测试前得有个非常详细的计划,比如说要用到的仪器、设备提前检查好,人员要安排到位等等。

这些都是我摸爬滚打总结出来的经验,希望对你们有点用吧。

哦对了,在进行静载试验时,桩顶的处理也不能马虎。

我有次没清理干净桩顶的杂物就开始堆载了,这肯定也会影响测量结果的。

这就像你要在桌子上放东西称重,桌子上还有一堆垃圾,那称出来的重量肯定就不准确了。

所以说呀,每个环节都得注意,细节决定成败啊。

至于还有一些像动测法之类的,我没做过太多尝试,也不太确定这里面的具体门道,但我想也都是有着严格的操作要求的吧。

预应力管桩承载力抗拔系数试验分析

预应力管桩承载力抗拔系数试验分析

预应力管桩承载力抗拔系数试验分析陈捷;周同和;王会龙【摘要】通过两组8台现场静载荷试验的成果分析和已有试验成果的比较,研究了采用静压和锤击施工的预应力管桩(采用PHC)在黏土与粉土中的承载力抗拔系数。

结果表明,受到桩端阻力与桩侧阻力相互作用的影响,桩端位于承载力较高的砂层时,预应力管桩承载力抗拔系数较小,桩端位于桩端阻力较小的黏土层时,预应力管桩承载力抗拔系数较大。

土层抗拔系数受长径比影响较大,长径比大的桩,上部土层抗拔系数可能较大;长径比较小时,下部土层抗拔系数可能较大。

研究成果可供建筑抗浮工程优化设计作为参考。

%By the analysis of two groups of eight field static load test results and the comparison of existing test results,we studied the bearing capacity uplift coefficient of PHC Piles whose construction adopts hydrostatic pressure and hammering in clay and silt. The results show that bearing capacity of pile resistance coefficient is little when the bearing capacity of pile tip into the higher sand layer,the bearing capacity of pile resistance coefficient is larger when we put the pile end into the clay layer of smaller pile side resistance due to the influence of pile end resistance of pile side resistance. The aspect ratio has a great influence on the bearing capacity uplift coefficient of soil layer. When the aspect ratio is larger,the bearing capacity uplift coefficient of soil upper layer is greater than the pile of little aspect ratio;the bearing capacity uplift coefficient of soil lower layer may be greater than the upper soil layer when the pile has small aspect ratio;The research results can beused for reference by the building anti-floating engineering optimization design.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】5页(P1592-1596)【关键词】预应力管桩;承载力;抗拔系数;长径比;桩端土层【作者】陈捷;周同和;王会龙【作者单位】河南财经政法大学工程管理与房地产学院,郑州450002;郑州大学,郑州 450001;郑州城建集团投资有限公司,郑州 450007【正文语种】中文【中图分类】TU473.11桩竖向受拉时,抗拔力主要由侧阻提供,当采用经验公式进行抗拔桩承载力估算时,通常引入抗拔系数λ的方法[1].抗拔系数λ反映的是桩侧土体对桩身产生的向下的桩侧阻力与桩受压时桩侧土体对桩身产生的向上的桩侧阻力之比.我国现行国家行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94—2008中推荐砂土中λ取0.5~0.7,黏土、粉土中取0.7~0.8.大量工程实测表明[2-4],这一取值范围用于混凝土灌注桩的抗拔设计承载力的估算基本合理;然而,对于静压、锤击施工的预制预应力管桩,采用规范[1]中的取值是否适用,相关研究文献较少.理论研究与实测表明,静压或锤击施工的预应力混凝土管桩桩端阻力远大于灌注桩,根据桩端阻力与桩侧阻力的相互作用原理[5],竖向受压时,由于管桩桩端承载力发挥好于灌注桩,一般条件下管桩侧阻力的发挥应当高于灌注桩.因此,与灌注桩相比,或与桩端处于不同持力层条件下相比,预应力管桩抗拔系数在取值范围上可能存在差异.此外,即便土层性质相同,但其处在的桩身位置不同时,抗拔系数也有所不同.近年来,预应力管桩用于抗浮构件的工程愈来愈多[6-8],随管桩接桩技术的进步,接头承载力与耐久性质量得到保证后,会有更多工程采用预应力管桩用作抗拔桩.因此,研究采用静压或锤击法施工的预应力管桩的抗拔系数,具有重要的工程价值.1.1 试验概况共进行一组5根单桩抗压试验,一组3根单桩抗拔承载力试验.试验时在管桩中空设置钢筋笼、埋设钢筋应力计、分布式光纤,灌注灌浆料,对桩身应力、应变进行测量[9].试桩采用锤击法施工,采用的预应力管桩(PHC)直径400 mm,壁厚100 mm,混凝土强度等级为C80,配筋10Φ7.1,桩长10 m,长径比为25.1.2 地质条件根据地质钻探、原位试验及室内试验成果,将勘探深度范围内的地层划分为10个土层,各土层的设计参数如表1所示,地下水水位埋深9.0 m,桩端持力层为第⑨层粉质黏土.地质剖面如图1.8根试桩试验结果如表2、表3所示,Q-s曲线如图2、图3所示.从载荷试验曲线可以看出,预应力管桩(PHC)的“Q-s”曲线、“U-Δ”曲线均呈“陡降型”,破坏特征点明显,试验数据有利于对抗拔系数的进行准确和合理的分析.由图3可知,抗拔承载力平均值为740 kN,试验得到的抗压桩桩侧阻力、桩端阻力结果汇总见表4、表5.按规范方法,总抗拔系数应等于单桩极限抗拔承载力除以单桩极限抗压承载力与极限桩端阻力之差,即:由式(1)计算得到本次试验的PHC承载力总抗拔系数:以上结果与现行规范[1,10]的粉土、黏性土抗拔系数建议值0.7~0.8较为相符.对图4、图5进行分析,情况有所不同.根据图4中应力计测得的桩身轴力和分布式光纤测得的应变分布情况看,抗压桩上部轴力变化较下部明显,表明抗压桩上部桩侧阻力发挥较好,下部桩侧阻力较小;从图5中应力计测得的桩身轴力和分布式光纤测得的应变分布情况看,抗拔桩上部土层桩身轴力变化不明显,表明抗拔桩上部桩侧阻力发挥较小、下部桩侧阻力较大.根据桩抗拔系数的定义,以上结果说明了桩上部的抗拔系数明显小于下部.以上试验的桩端土层为黏性土,当桩端持力层为砂层时粉土、粉质黏土的抗拔系数如何,以下为郑州另一工程抗拔桩(PHC)试验结果,与本次试验结果进行比较分析.某工程[11]抗拔桩试验,预应力管桩(采用PHC)施工桩长20 m、直径0.4 m,静压法施工,进入砂层1~2 m左右.进行的3根桩竖向抗压试验,得到的平均极限承载力2567 kN;另进行的2根桩抗拔试验,得到的平均抗拔极限承载力1000 kN;通过埋设的钢筋应力计测得19 m处平均轴力为1245 kN,砂层中桩侧阻力按150 kPa计算,桩端阻力平均值为9000 kPa.工程地质条件与抗拔系数实测结果如表6.由式(1)计算得到总抗拔系数为0.66.由表6可知,抗拔系数随入土深度增加而减小.上部土层抗拔系数高于规范[1]推荐值、下部土层抗拔系数小于规范[1]推荐值.分析认为,因抗压桩持力层为砂层,桩端阻力较高,根据桩侧阻力与桩端阻力相互作用理论,桩侧阻力发挥度必然较大,桩抗拔时,桩侧阻力发挥度受桩端阻力的影响较小.此外,桩长径比较大(为50)时,底部侧阻力正常发挥时需要的桩身压缩、位移量较大,必然降低上部桩侧阻力的发挥.二者作用使桩抗拔系数相对较小.抗拔试验时,长径比较大的桩底部侧阻受上部桩身受拉变形值的限制,一般难以发挥至最大值,造成下部桩身承载力抗拔系数较小.从以上两个试验的结果可以看出,桩端土层为承载力较低的黏性土、长径比为25的预应力管桩,总抗拔系数为0.75.桩端为密实砂土、长径比为50的预应力管桩,总抗拔系数为0.66,总抗拔系数明显大于前者.前者,桩抗拔系数随入土深度增加而减小.后者,桩抗拔系数随入土深度增加而增大.综上所述,预应力管桩承载力抗拔系数与长径比、桩端持力层情况等因数相关联,长径比较小时桩承载力抗拔系数可能较大;直径与桩长相同,桩端持力层承载力高时,桩承载力抗拔系数可能较小.通过本文试验分析及与以往工程试验实测资料的比较,有如下结论:1)预应力管桩采用静压或锤击施工时,当桩端进入较好的砂层时,总抗拔系数比桩端进入一般黏土层时桩的总抗拔系数小.2)试验条件下,当桩长径比较小时,上部土层抗拔系数明显小于下部土层,且可能小于规范[1,5]的推荐值.3)受到桩土相对位移的影响,长径比较大的预应力管桩,下部土层抗拔系数可能小于上部土层.4)工程设计中需要对静压或锤击施工的预应力混凝土管桩进行抗拔承载力估算时,应根据桩长径比、桩端土层情况等综合确定其抗拔系数.【相关文献】[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ 94—2008建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑科学出版社,2008.[2]Denicola A,Randolph M F.Tensile and compressive shaft capacity of piles in sand [J].Journal of Geotechnic Engineering,1993,119(12):1952-1973.[3]马昉,李恒太.软土地基中单桩抗拔试验及抗拔系数的确定[J].施工技术,2006,35(S2):32-34.[4]马杰,赵建,赵延林.抗压桩与抗拔桩受力特性的现场破坏性试验[J].西南交通大学学报,2013,48(2):283-290.[5]郭院成,靳军伟,周同和,等.桩侧桩端注浆超长桩侧摩阻力增长规律试验[J].沈阳建筑大学学报:自然科学版,2013(2):277-281.[6]朱陆明,沈永根.预应力管桩在抗拔桩中的应用实录[J].岩土工程界,2005,8(8):46-48.[7]马述承.预应力混凝土管桩作为抗拔桩的设计研究[J].甘肃科技,2011,27(21):132-135.[8]徐枫,顾国荣,陈岱杰.上海地区PHC管桩抗拔设计应用实录[J].华东建工勘察,2008(1):20-21.[9]郑州大学综合设计研究院有限公司.PHB桩试验研究报告[R].郑州:郑州大学综合设计研究院有限公司,2014.[10]河南省住房和城乡建设厅.DBJ 41/138—2014河南省建筑地基基础勘察设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2014.[11]河南省建筑科学研究院.郑州国贸中心PHC桩抗拔试验报告[R].郑州:河南省建筑科学研究院,2007.。

单桩静载报告(模板)

单桩静载报告(模板)

检测工程名称检测报告基桩类型:预应力管桩桩身尺寸:PHC-AB400-70-(18)检测项目:1. 单桩承载力(单桩竖向抗压静载试验)2. 桩身完整性(低应变法)检测依据:1. 委托合同及设计文件2.《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2003)仪器设备及编号:1. RS-JYB桩基静载荷分析系统(XXXXXX)2. JCQ-503A静力载荷测试仪(XXXXX)3.桩身完整性检测仪(XXXXX)批准:审核:主检:检测工程名称检测报告附页1、工程概况2、工程地质概况3、单桩竖向抗压静载试验3.1 试验目的通过X根单桩竖向抗压静载试验,判定(确定)本工程单桩竖向抗压承载力特征值(极限值)是否满足设计要求。

3.2 试验依据3.2.1委托合同及设计文件3.2.2《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2003)3.2.3 抽检原则:3.3试验过程及方法3.3.1 试验方法:采用慢速维持荷载法3.3.2 试验日期:XXXX年XX月XX日~XXXX年XX月XX日3.3.3 加载装置:采用压重平台反力装置,能提供反力为XXXXkN左右。

或采用锚桩反力装置,锚桩数量为X根,配筋数量XφX。

或采用地锚反力装置,地锚数量为X根。

3.3.4 加荷系统:(1)仪器名称及编号:(2)油压千斤顶型号及编号:3.3.5测量装置:(1)测力传感器型号、量程及编号:(2)位移传感器型号、量程及编号:3.3.6加卸载与沉降观测:3.3.6.1加载分级:加载分级进行,采用逐级等量加载;分级荷载为最大加载量或预估极限承载力的1/10。

本次试验最大加载量为XXXX kN,分10级,第一级取分级荷载的2倍。

具体分级见下表:测读一次。

每次测读值由仪器自动记录。

3.3.6.3 沉降相对稳定标准:每一小时内的桩顶沉降量不超过0.1mm,并连续出现两次(从分级荷载施加后第30min开始,按1.5h连续三次每30min的沉降观测值计算),当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时,再施加下一级荷载。

桩基承载性能试验报告

桩基承载性能试验报告

桩基承载性能试验报告桩基承载性能试验报告1、试验目的本试验的目的是为了评估某工地上使用的桩基的承载性能,以确定其是否符合设计要求。

2、试验内容本试验采用静载试验方法,分别对不同桩基进行承载性能试验。

试验过程中需要测定不同荷载下的沉降量和桩身受力情况。

3、试验步骤(1)准备工作:清理试验桩基的表面,确保其光滑整洁;在试验点附近测量地下水位,以便后续分析。

(2)试验设备:安装试验仪器,并校准其姿态,确保数据的准确性。

(3)试验负荷:根据设计要求,逐渐施加荷载到桩基上。

(4)观测记录:在试验过程中,每隔一段时间测量并记录桩基的沉降量和各个测点处的桩身受力情况。

(5)数据处理:根据试验结果,计算出桩的承载能力和沉降特性,并与设计要求进行对比。

4、试验结果分析根据试验记录和数据处理,得出以下结论:(1)桩基的承载能力符合设计要求:经过试验,桩基在设计荷载下的沉降量满足要求,说明其能够承受设计要求的荷载。

(2)桩身受力情况合理:试验中观测到的桩身受力情况符合理论预测,说明桩基的受力分布均匀、合理。

5、结论根据试验结果和分析,可以得出以下结论:桩基的承载性能符合设计要求,能够满足工程施工的需要。

但需要注意桩周土壤的沉降情况,以确保桩基的稳定性。

6、建议根据试验结果,提出以下建议:(1)在施工过程中,要保持桩基的水平和垂直度,以免影响其承载性能;(2)在施工后的监测过程中,要密切关注桩周土壤的沉降情况,及时采取补充措施,以确保桩基的稳定性;(3)在设计过程中,应根据实际情况合理选择桩基的类型和尺寸,以确保其承载性能。

以上为桩基承载性能试验报告,仅供参考。

桩基检测结果分析意见

桩基检测结果分析意见

试验桩检测结果分析说明××××××××(建设方):根据××××××检测单位对××××××工程试验桩检测的《基桩桩检通知单》,结合现场检测情况,我们进行了分析、核对,现将有关情况说明如下:1、联合工房试验桩桩身完整性检测均为Ⅰ类,该类别为桩身完整性检测结果的最好结果,完全符合设计与规范要求。

2、单桩竖向抗压静载试验结果S1、S2、S3(桩身直径600mm)单桩承载力特征值换算后为设计承载力特征值的1.67倍,S4、S5、S6(桩身直径800mm)单桩承载力特征值换算后为设计承载力特征值的1.60倍,完全符合设计要求,并具一定安全储备。

3、从结果看,直径600mm的桩身承载力特征值换算后较直径800mm的桩较设计承载力特征值高4%以上。

结合现场施工,S1、S2、S3作为直径600mm的桩基,其注浆过程与直径800mm的桩基S4、S5、S6相比,注浆过程略有不同。

具体体现在,S1、S3都采用了桩侧补管注浆,与S4、S5相比注浆量相对较大,这应该是其桩身承载能力产生区别的主要原因。

S3因注浆不成功,最后通过桩芯钻孔方式进行补注,其承载能力与其它桩基相比,注浆情况相比较好,这也是作直径600mm的桩基,其承载能力较高的原因之一。

以上情况也从侧面说明,只要方法得当,通过补注方式,同等条件下也可适当提高桩身承载能力。

4、从直径600mm桩极限承载力及最大加载量来看,S2和S1、S3相比较低,极限承载力及最大加载量均下降5%以上。

经查看注浆记录,S2为一次注浆成功,注浆过程中,注浆压力较低,且明显不稳定,单桩注浆量在所有试验桩中最大,主要原因有可能属于局部地质情况差异所致。

同时说明,在桩底注浆施工中,即便注浆量远高于设计值,依然需要坚持“压力为主”的控制原则不能随意改变。

变径水泥土搅拌桩单桩承载力试验研究

变径水泥土搅拌桩单桩承载力试验研究

文章编 号 :10 00 (00 0 -320 0 1— 55 2 1 )205 -5
Fi l e t n b a i g c p ct fsn l i m e e - a i d e d t ss o e r n a a iy o i g e d a t r v re
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( Istt o etcncl n ier g o tesUnvri , nig20 9 ,C ia ntue fG oeh i gnei ,S uhat iesy Naj 10 6 hn ) i aE n t n ( aj gL dn pca D e xn eh oo yCo t. aj g20 1 C ia N ni u igSeil epMiigT cn lg .Ld ,N ni 10 6, hn ) n n Absr c : Th d a ee — a e s i— e e t e p ta t e im t rv r d o lc m n d e m i e c l m n s e e o e t i p o e i x d ou i d v l p d o m r v m u t・ li ly r d S f r u wi h o t ly r i h i d e Th olm n i sal t n a d c l m n u lt a e e O tg o nd t t e s f a e n t e m d l . h e c u n tlai n o u q aiy o m e s r m e ta e i Wo uc d. a d t e be rn e v o f sn l a ee - a e e p m i e o u n a u e n r n d e n h a i g b ha i ro i g e dim tr v r d d e x d c l m i i n e tg td t r u h fe d l a i e t . Th x a to f t si g c l m n i iae h t t r — s iv si ae h o g l o dng t ss i e e c vai n o e tn o u ndc ts t a he p o

单桩水平静载检测报告

单桩水平静载检测报告

单桩水平静载检测报告一、背景介绍二、检测目的本次检测的目的是评估单桩的水平承载力,为工程的设计和施工提供参考依据。

通过测量载荷与位移的关系,得出桩体的荷载-沉降曲线,从而判断桩体的力学性能和桩基的稳定性。

三、检测方法本次检测采用静载试验方法进行。

具体步骤如下:1.在目标桩体两侧各布置一个位移传感器,用于测量桩身的变形;2.使用液压缸施加水平载荷,逐渐增加载荷并记录对应的位移;3.当位移开始出现明显变化或达到预设的最大载荷时,停止施加载荷,并记录此时的载荷和位移。

四、检测结果通过对目标桩体进行水平静载试验,得到了以下结果:1.载荷-位移曲线:根据载荷和位移的记录数据,绘制出了载荷-位移曲线,曲线斜率的变化反映了桩体的刚性和变形特性。

通过分析曲线形状,可以得出桩体的承载能力和变形特点。

2.最大载荷:试验中桩体承受的最大载荷为X千牛顿。

此时桩体的位移达到了Y毫米,反力为Z千牛顿。

3.桩体的强度和刚度:通过分析载荷-位移曲线的变化,可以评估桩体的强度和刚度,进而确定桩体的设计参数和施工工艺。

五、结论与建议根据本次单桩水平静载检测的结果,得出以下结论:1.桩体的水平承载力满足设计要求:根据最大载荷和位移数据,可以得出桩体的水平承载能力满足工程设计要求,并且具有良好的刚性和变形特性。

2.建议桩体的设计参数:根据试验结果,可以进一步优化和确定桩体的设计参数,例如桩径、钢筋配筋等。

同时,建议考虑桩体的变形特性,在设计中增加适当的变形裕度。

3.施工工艺建议:根据桩体的强度和刚度特性,建议在施工过程中采取合适的工艺,例如适当施加预压,加强桩顶和桩底部的处理等,以提高桩体的承载能力和抗侧移能力。

综上所述,本次单桩水平静载检测结果显示桩体具备良好的水平承载能力和变形特性,可以为工程设计和施工提供可靠的参考依据。

建议在实际工程中根据本次检测结果进行合理的设计和施工,以确保桩基的稳定性和安全性。

对于静压预应力管桩单桩承载力试验的分析

对于静压预应力管桩单桩承载力试验的分析

对于静压预应力管桩单桩承载力试验的分析【摘要】本文通过对静压预应力管桩进行压桩过程压力的试验与记录、静压承载试验和隔时复压试验,分析了静压预应力管桩单桩的承载力和它的变化。

据此得出了在不同土质、土层时复压值的增长情况有所不同;静压预应力管桩的承载力具有时效性;可以通过终压值得出极限承载力等结论。

【关键词】静压桩;单桩竖向承载力;终压值;极限承载力引言21世纪早期起,我国已经开始对预应力管桩有了广泛的应用。

这是一种集造价低、质量好、施工快、承载力大、工艺简单等优点于一体的预制桩型。

其中单桩竖向承载力的研究一直以来都是该桩型的设计基础和施工的重点。

本文通过对该桩型进行了一系列的承载力试验,结合单桩竖向承载力的理论值、隔时复压值、压桩终压值以及载荷试验分析与研究。

2 工程分析现有一高速公路扩建工程,将原高速公路扩建成八车道公路,为解决扩建拼接部分的衔接问题,新高速公路的路基软基选用预应力管桩。

在该高速公路上的K52+400~K52+480设立试验,进行管桩的承载力试验研究。

其中,5~12列桩的间距为3.0m,13~17列桩的间距为2.6m,所用的管桩参数为:外径:300mm,壁厚:70mm,单节桩长:≤ 12m,A型,其混凝土有效预压力为3.8Mpa,桩身竖向承载力的设计值为1410kN。

试验场地的地形是冲积及冲洪积平原地区,使用双桥探头静探结合钻探进行地质勘察。

该地段的土层由上往下分布为:土层层厚为1.6~2.7m的素填土层、2.4~4.9m的淤泥层、4.7~6.6m的中砂层、2.4~3.3m的粗砂层、2.8~4.2m的粉质粘土层以及全风化泥岩层。

本文采用《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)中的公式①:第层土探头的平均侧阻力(KPa);:桩端平面上下探头的阻力,取桩端平面以上4d,d为桩的边长或直径,范围内按照土层厚度的探头阻力加上权平均值(KPa),再和桩端平面以下d范围内探头的阻力计算其平均值;为桩端阻力的修正系数,其中黏性土和粉土取2/3,饱和砂土则取1/2;为第层土桩的侧阻力综合修正系数,黏性土和粉土的=10.04()-0.55;而砂土=5.05()-0.45 。

单桩承载力试验报告模板

单桩承载力试验报告模板

单桩承载力试验报告模板1. 试验目的本次试验旨在通过对单桩的受力试验,测定单桩的承载力及其变化规律,为工程设计和施工提供可靠的技术支持和依据。

2. 试验方法本次试验采用静载荷试验方法,通过在单桩顶部加载不同的静载荷,观察桩身变形及其受力情况,进而推导出单桩的承载力等重要参数。

3. 试验设备和工具本次试验所用到的设备和工具包括:•静载荷试验设备•变形测量系统•试验水平尺•试验笔录表格4. 试验步骤1.对单桩进行清洗,去除表面积土及杂物等;2.将变形测量系统固定于桩周,确保能够准确测量桩身变形情况;3.进行初次荷载试验,即在单桩顶端施加一定的静载荷,记录其受力情况及变形;4.逐渐增加荷载,重复试验,直至单桩承载力达到预定试验荷载或破坏时停止,并记录荷载-变形曲线。

5.试验完成后,及时清理试验设备和现场。

5. 试验数据处理和分析根据试验中测得的数据以及荷载-变形曲线,可以得到单桩的承载力和变形特性等重要参数,进一步进行相关分析和处理。

具体内容如下:5.1 单桩承载力计算采用以下公式计算单桩承载力:Q=k p A p其中,Q为单桩承载力,kp为桩端单位侧阻力系数,Ap为桩顶面积。

5.2 变形计算根据试验中测得的数据,采用下列公式计算单桩变形:$$\\delta_e=\\frac{d_e}{L_e}\\times 10^3$$其中,delta_e为单桩中间段的相对变形,de为中间段的变形量,Le为中间段的长度。

5.3 荷载-变形曲线分析通过绘制荷载-变形曲线,可以进一步观察单桩的荷载-变形特性,分析单桩的受力行为及其破坏模式,确定单桩承载力和变形特性等参数。

6. 试验结果和结论根据上述试验数据处理和分析过程,可以得到单桩的承载力和变形情况等参数。

根据试验结果和对单桩受力行为的分析,可以得出以下结论:1.单桩的承载力为XXkN;2.单桩的变形量随荷载的增加而逐渐增加,变形量不大于规定的限制值;3.在试验中未发现单桩发生不可控的破坏现象,单桩的破坏模式为XX。

预应力管桩单桩极限承载力动静测试研究分析

预应力管桩单桩极限承载力动静测试研究分析
N=1 4击 ~ 4击 。该层厚度 2 0m 一 . 平均 厚度 5 5 层 2 . 8 9m, .7m,
底埋深 2 . 3 . 层底标高 7 27 7 0 6 3 7m~ 12m, 4 .7m~ 5 .2m。 第④层粉质粘土 ( Q ) 。呈 褐黄 色 , 含云母 、 屑 、 煤 氧化 物 等, 不均匀夹薄层粉土 , 无摇振 反应 , 有光泽 , 强度 中等 , 稍 干 中等
及植物根 , 该层顶面为厚约 o 5m耕土 。局部不 均匀夹 有薄层 粉 韧性 , 中密状 , . 呈 饱和 状态 , 中等压 缩性 ; 贯试 验实 测值 N: 属 标 土及 粉砂 。无 摇振反应 、 光泽不 明显 、 干强度低 、 中等韧性 。呈饱 1 5击 ~ 3击 。该土层厚度 3 3m 一1. 平均厚度 5 8m, 3 . 0 4m, . 层底 和状 态 , 中等压缩性 ; 具 标贯试验实 测值 N=3 5击 一1. . 0 0击 ; 静 埋深 3 . 4 . 介 于标 高 7 2 3 7 3 8 0 5m一 16m, 3 . 8m一 4 .9m。 力触 探锥 尖 阻力 q =10 MP . a一3 5 MP , 阻力 =3 P . a 侧 3 k a一 7 P 。该层厚度 1 . 1k a 15m~1 . 平 均厚 度 l .4m, 4 8m, 32 层底标 高
6击。该层厚度 17 . m- . 42m, 平均厚度2 8 层底埋深 2 . .8m, 02m~ 桩径 条件下 , 桩 共 设 计 3组 , 组 3根 , 试 每 桩长 分 别 为 2 . 1 0 0 m, 2 . 层底标 高 7 9 9 7 3 8 3 8m, 4 .4m一 5 .0m。 2 . 3 . 5 0m,5 0m。为了 比较准确的确定试桩 极限 承载力并 为今后 第③层粉 土 ( + ) Q p 。褐 黄色 , 云 母 、 屑 、 化 物 , 光 1 含 煤 氧 无 工程桩验收确定依据 , 本次试桩检测对 3组 9根试 桩分别 进行单 泽, 干强度低 , 性低 。呈饱 和 状 态 , 密 一中密 状。压 缩 系数 韧 稍 桩竖 向抗压静载荷试验 以及 高应 变动力测试 。

单桩承载力估算方法分析

单桩承载力估算方法分析

单桩承载力估算方法分析0引言樁基础是一种历史悠久而应用广泛的一种深基础形式,就国内而言,绝大部分高层建筑和桥梁的基础采用的是桩基础。

据不完全统计,全国年用桩量达100万根以上,从这一数字就可见桩基工程的地位和作用[1]。

同时,桩基属于隐蔽工程,它的质量优劣直接关系到整个建筑的安危,特别是单桩承载力的确定将影响到整个建筑物的安全可靠性和经济合理性。

单桩承载力的估算是桩基工程的一个重要环节,特别是在二级、三级建筑物单桩承载力的确定过程中。

确定单桩极限力的方法很多,目前勘察设计阶段主要采用经验参数法与单桩竖向静载试验相结合的方法。

本文主要介绍国内外确定单桩承载力的经验参数法。

1国内物理指标估算方法1.1《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)[2,4]根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系,确定单桩竖向极限承载力标准值= + = (1)——单桩竖向极限承载力标准值,kN;——单桩总极限侧阻力标准值,kN;——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,kPa;如无当地经验时,可按相应表格取值;——极限端阻力标准值,kPa;如无当地经验时,可按相应表格取值。

单桩竖向承载力设计值R的计算公式如下:(2)—桩侧阻抗力分项系数,查表取得;—桩端阻抗力分项系数,查表取得。

1.2《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)[3,4]按土的物理指标与承载力参数之间的经验关系估算单桩竖向承载力特征值可按下式进行:—桩底端横截面面积,m2;—桩身周边长度,m;—第i层岩土层的厚度,m;,—桩端端阻力,kPa;桩侧阻力特征值,kPa;由当地静载荷试验结果统计分析算得,当无资料时,可查相应表格采用。

2国外单桩承载力估算方法(静力估算法)[5]单桩竖向极限承载力计算公式如下:= + (4)—单桩极限侧阻力,kN;—单桩极限桩端阻力,kN;容许承载力计算公式如下:= (5)FS—考虑全部因素的一个系数,一般大于2。

由于和计算的差异以及不同的适用范围,单桩承载力估算方法主要有法和β法,或者称为总应力分析法(TSA)和有效应力分析方法(ESA).2.1 (TSA)法法是建立在总应力分析方法基础之上的,一般适用于承受短期荷载且地基土质为细粒土(如粘土,砂土)的桩基础的承载力2.1.1 的计算(6)—第i层土的不排水抗剪强度系数;—第i层土的不排水抗剪强度,kPa;—第i层土内桩身截面周长,m;—第i层土内的桩长,m。

单桩竖向承载力试验方法

单桩竖向承载力试验方法

单桩竖向承载力试验方法
静载试验是很常用的一种呢。

就是在桩顶上堆载重物,或者用锚桩反力装置来给桩施加竖向压力,就像给桩来一场力量的考验。

想象一下,桩就像个坚强的小战士,要承受这些压力还稳稳当当的。

这个过程中呢,会用各种仪器来测量桩的沉降情况,看它在多大压力下开始有比较明显的沉降啦。

还有高应变法。

这方法有点酷哦,通过在桩顶施加一个高能量的冲击力,然后测量桩身的应力波传播情况。

就好比给桩来个突然的“小惊吓”,然后看它怎么反应。

根据应力波的反射和透射,就能算出单桩竖向承载力啦。

这就像是从桩的“应激反应”里找到它力量的秘密呢。

低应变法也不能少呀。

这个相对比较温柔啦,给桩顶施加一个低能量的激振力,然后检测桩身的完整性和判定桩身缺陷程度。

虽然它主要不是直接测竖向承载力,但能从侧面给咱一些关于桩的信息,就像给桩做个初步的“健康检查”,要是桩身都有问题,那竖向承载力肯定也会受影响啦。

自平衡法也很有趣呢。

它是在桩身内部设置荷载箱,然后利用桩体自身的重量和桩侧阻力来进行试验。

这就像是让桩自己和自己较劲儿,看看自己到底能承受多少竖向的力量。

这些试验方法都很重要哦。

工程师们就靠着这些方法来确定单桩竖向承载力,这样才能保证建在这些桩上的房子啊、桥啊稳稳当当的。

要是没有这些测试,那可就像在不踏实的地基上盖房子,多危险呀。

就像我们穿鞋子得知道鞋子能承受多大的重量,不然走路走着走着鞋就坏了。

桩的竖向承载力试验也是这个道理,都是为了安全和稳定呀。

单桩竖向抗压承载力检测方法

单桩竖向抗压承载力检测方法

单桩竖向抗压承载力检测方法嘿,咱今儿就来聊聊单桩竖向抗压承载力检测方法这档子事儿!
你想想看啊,这单桩就好比是建筑的腿,要是这腿不结实,那房子
还不得摇摇晃晃的呀!所以检测它的竖向抗压承载力那可太重要啦。

先说这静载试验吧,就像是一场对单桩的“大力士挑战赛”。

把重重
的荷载压在桩上,看它能不能撑得住。

这可是最直接、最可靠的办法,但就是有点麻烦,费时间又费力气。

然后呢,还有高应变法。

这就像是给单桩来个快速的“力量测试”,
通过瞬间施加较大的能量,来判断它的承载力。

不过呢,这个方法对
技术要求可不低哦。

低应变法也不能落下呀!它就像是给单桩做个“体检”,通过检测桩
身的微小振动,来发现可能存在的问题。

虽然它不能直接得出抗压承
载力,但能给咱提供不少有用的信息呢。

还有自平衡法,这可有点特别哦。

它就像是让单桩自己跟自己较较劲,通过特殊的装置来测量它的承载力。

是不是挺有意思的?
每种方法都有它的特点和适用情况呀!就好比你去买衣服,不同的
场合得穿不同的衣服吧。

咱检测单桩也得根据实际情况来选择合适的
方法。

要是在一个特别重要的建筑项目里,那可能就得用静载试验,确保
万无一失。

要是想快速了解个大概情况,高应变法说不定就挺合适。

你说这单桩竖向抗压承载力检测是不是很有讲究啊?咱可不能马虎
对待,得认真选好方法,好好检测,这样才能让建筑稳稳当当的呀!
不然以后出了问题,那可麻烦大啦!所以啊,大家可都得重视起来,
让这些检测方法发挥出它们应有的作用,为我们的建筑安全保驾护航!这可不是开玩笑的事儿哟!。

检验单桩竖向承载力方法

检验单桩竖向承载力方法

检验单桩竖向承载力方法《嘿,咱来唠唠检验单桩竖向承载力的那些事儿》嘿呀,朋友!今天咱来唠唠检验单桩竖向承载力的方法,这可是个很重要的事儿哦,就像你找对象,得知道对方能不能靠得住一样,咱这单桩也得检验检验它能不能撑得住呀!首先呢,咱得说说静载试验法。

这就好比是让单桩来一场“举重比赛”。

把重重的东西压在它上头,看它能不能稳稳地撑住。

咱得找个合适的场地,搭起架子,把那些重物慢慢地加上去,然后就瞪大眼睛看着,看这单桩会不会被压得“弯腰”。

这个过程可不能马虎,得像看着自己最宝贝的东西一样仔细。

你说这重物从哪来呀?嘿,这你就别操心啦,咱有专门的设备呢!就像给单桩找了个大力士对手,使劲压它。

而且啊,在这个过程中,咱得时刻盯着那些数据,就像盯着股票行情一样紧张。

要是数据有啥不对劲,那咱可得赶紧找找原因。

接下来就是高应变法啦。

这个就像是给单桩来个“突然袭击”。

用个大锤子猛地敲它一下,然后看它的反应。

这就好比你走在路上,突然有人从背后拍你一下,你得赶紧做出反应呀。

咱通过观察单桩被敲后的表现,就能知道它的竖向承载力咋样啦。

我跟你说啊,我有一次做这个试验的时候,那锤子敲下去,声音大得差点把我耳朵震聋了。

我当时就想,这单桩要是能说话,肯定得喊:“哎呀妈呀,轻点敲呀!”哈哈,不过没办法呀,咱得检验它呀。

还有一种方法叫低应变法。

这个就像是给单桩做个“体检”。

用个小工具在它身上敲敲打打,听听声音,看看有没有啥问题。

这就像医生用听诊器在你身上听来听去一样。

通过这个方法,咱能发现单桩有没有啥小毛病,虽然不能像静载试验和高应变法那么准确地知道竖向承载力,但也能给咱提供一些线索呢。

做这个的时候可得小心点哦,别敲得太用力把单桩给敲坏啦。

我记得有一次我敲得太用力了,旁边的同事还说我:“你这是敲桩还是拆桩呀!”把我给尴尬得哟。

最后呢,咱再说说声波透射法。

这个就像是给单桩做个“B 超”。

通过声波在单桩里的传播,咱能知道它里面的情况。

这就像医生通过 B 超看你肚子里的宝宝一样。

地基单桩承载力检测试验技术分析

地基单桩承载力检测试验技术分析

地基单桩承载力检测试验技术分析引文:一个建筑工程项目之所以会出现质量问题,大部分的根源都在于地基施工质量没有达到相关规定和标准,毕竟地基是整个建筑物的基础部分,由此不难发现,保证建筑工程地基施工單桩承载力满足相关规定与要求不仅是极其有必要的,而且是相当重要的,我们强调开展单桩承载力检测和试验,就是因为在试验和检测的基础上我们可以对必须的质量指数进行把握,而且能够事先发现问题,当问题出现的那一刻立即出台具有针对性和可行性的解决措施与解决方案,将问题带来的不利影响降到最低。

不同的建筑工程的建造基础不尽相同,简单来说就是建筑物面临的地形地质情况是复杂多样的,因此对建筑工程地基单桩试验与检测人员提出了较为严格的要求,他们应该具有灵活应变的能力和强烈的社会责任感,必须具备超一流的技术水平和丰富的实践经验,在使用检测设备的时候小心翼翼,争取增强试验的精准程度,确保后续施工的顺利进行与开展。

1 建筑工程地基单桩施工概况有一个知名的房地产开发商建设了三个单元的楼房,将其命名为九号楼、十号楼以及十一号楼。

在对每一栋楼进行地基基础加固的时候都运用CFG 桩,桩径为五百毫米,有效的桩长为十二点五米,布桩形状主要为等边三角形,桩中心距是一点五米,黏土是桩端持力层的主要成分,总数量为一千二百五十八根,相关设计规定已经明确表明,复核地基被加固之后,其承载力的特征值不小于六百五十千帕,而单桩竖向抗压承载力特征值应该保持在九百五十kN,整个建筑工程项目周遭的地形地质情况为:施工场地的土层结构复杂多样;填土特征是:颜色为棕红色、土质松散、湿度较高。

2 单桩承载力检测及试验方法2.1 单桩竖向抗压静载试验现场检测压重平台反力装置是这次试验主要采用的装置。

测试荷载值的时候直接运用JCQ503A 静力载荷测试仪,此外,我们还应该对各级荷载下的沉降与反弹数据进行读取,而读取所采用的主要设备是位移传感器。

试验规定中有严格和明确的规定,即如果在试验的过程中出现了以下情况中的任何一个,可以立即停止加载。

预应力混凝土管桩承载力_压桩力与极限承载力分析

预应力混凝土管桩承载力_压桩力与极限承载力分析

的设计时,主要考虑桩径的大小统一。而对静压桩施工 过程的控制,则主要考虑压桩的终压值及稳压次数。实 践结果表明,对地质条件不太复杂的工地,上述考虑也 是简便可行的。
广州有些地区地质情况变化较大,即使在同一工 地,由于持力层深度变化大而造成桩长变化较大的情况 十分普遍。静压管桩施工时,一般根据成桩的长度(L), 将桩划分为 4 类:长桩(L>21m)、中长桩(14m<L<21m)、 短桩(8m<L<14m)、超短桩(L<8m)。压桩终压力的确定,
(m)
层底 深度
建议承载 力特征值 (kPa)
标贯值
素填土
6.19~ 9.99
3.80

桩身与土体之间的摩擦力也逐步增加。此时 K 大于 1.0。
K 的具体取值与桩长、桩截面尺寸、土质土层情况

粉质黏土
2.39~ 6.19
4-1 全风化粉砂岩
0.19~ 2.39
7.60 9.80
260
8~31 (平均 18.4)
2 静压预制管桩竖向极限承载力与终压 力之间的关系
静压预制桩单桩竖向承载力的确定方法是基础工 程设计和施工技术人员关心的问题之一,简单的做法是 将终压力除以安全系数 2 作为单桩竖向承载力的特征 值。
从工程实际看,在一些桩周土为黏土、粉质黏土等 固结系数较高的地区,静压桩最终获得的单桩承载力可 比压桩时的终压力高出许多(有时 2 倍以上)这种程度 与土的性质、桩长、桩间距、固结时间等因素有关。而在 砂层中沉桩时,由于砂层的渗透系数较大,沉桩产生的 孔隙水压力迅速消散,压桩阻力随桩端砂层的密实度不 同而变化,而且在同一性质的砂层中,压桩阻力也随桩 入土深度的增大而显著增大;当以砂层为持力层时,在 终压力作用下,砂颗粒之间的咬合和摩擦作用提供的反 作用力使桩处于动态平衡状态,卸载一定时期后,砂粒 之间会产生部分错动,颗粒重新排列,桩端阻力和桩侧 摩阻力会有所降低,桩的极限承载力有可能比压桩的终 压力略小。一般地基往往是黏性土层与砂土层相间的, 所以桩的极限承载力与最终压桩力的关系是以上两种 情况的组合。在静压预制桩施工完成后,土体中的孔隙 水压力逐渐消散,开始固结,土的抗剪强度逐渐恢复,甚 至超过原始强度,至此才使静压预制桩达到了工程意义

单桩承载力验算(计负摩阻力)

单桩承载力验算(计负摩阻力)

单桩承载力验算一、土层分布情况二、单桩竖向承载力特征值桩端持力层为全风化花岗岩,按《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008),中性点深度比l n /l 0=0.75,桩周软弱土层下限深度l 0=28.84m ,则自桩顶算起的中性点深度l n =21.63m 。

根据规范可知,该处承载力特征值只计中性点以下侧阻值及端阻值。

kN l q u A q Q i sik p pk 3976)613021.712(1141600uk =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=+=∑ππkN Q K R uk a 19883894211=⨯== 三、单桩负摩阻力第一层路堤填土和杂填土自重引起的桩周平均竖向有效应力: 地下水以上部分:Pa k 93.6594.6192111=⨯⨯=σ; 地下水以下部分:Pa k 06.1396.1)1019(2194.61912=⨯-⨯+⨯=σ; 则kPa 20512111=+=σσσ;第二层淤泥自重引起的桩周平均竖向有效应力:kPa 26.182)54.863.21()105.15(216.1)1019(94.6192=-⨯-⨯+⨯-+⨯=σ; ;,故取kPa q kPa kPa q n s n n s 24245.612053.01111=>=⨯==σξ;,故取kPa q kPa kPa q n s n n s 121245.3626.1822.01222=>=⨯==σξ对于单桩基础,不考虑群桩效应则1n =η;基桩下拉荷载:kN l q u Q n i i n si n ng1137))54.863.21(1254.824(10.11=-⨯+⨯⨯⨯⨯==∑=πη 四、单桩分担面积上的荷载kN N 720)2520(44k =+⨯⨯=五、验算N R N Q N a n k 1988k 185********g k =<=+=+故单桩承载力满足要求。

按照摩擦性桩验算:kN l q u A q Q i sik p pk 2752)313021.712(1141600uk =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=+=∑ππkN Q K R uk a 13762752211=⨯== kN N 720)2520(44k =+⨯⨯=a R N <k故单桩承载力满足要求。

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收稿日期:2016-05-20作者简介:陈占鹏(1972-),男,高级工程师,博士,主要从事工程设计方面的研究.预制变径节桩(PHB )单桩承载力试验分析陈占鹏1,王澄基2,高伟3,周同和3(1.上海绿地集团中原事业部,郑州450018;2.河南省中国科学院科技成果转移转化中心,郑州450016;3.郑州大学综合设计研究院有限公司,郑州450002)摘要:通过对变径节桩(PHB )和普通预应力混凝土管桩(PHC )单桩抗压、抗拔静载荷试验成果比较分析,研究了变径节桩的承载力作用机制.结果表明,在新郑地区粉土条件下,变径节桩(PHB )抗压、抗拔承载力均小于PHC 桩,但变径节桩抗拔系数大于PHC 桩.相关成果可为变径节桩(PHB )设计提供参考.关键词:变径节桩;预应力管桩;静载试验;承载力中图分类号:TU 43文献标识码:AThe Test of Cyclically Change Diameter Pile (PHB )Bearing CapacityChen Zhanpeng 1,Wang Chengji 2,Gao Wei 3,Zhou Tonghe 3(1.Shanghai Greenland Group Central Plains Business Department ,Zhengzhou 450018,China ;2.The Henan CAS Scientific and Tcehnological Achievements Transfer and Transformation Center ,Zhengzhou 450016,China ;3.Zhengzhou University Multi-Functional Design and Research Academy Co.Ltd.,Zhengzhou 450002,China )Abstract :By adopting static load test method ,we respectively test the compression and uplift bearing capacity of cyclically change diameter pile (PHB )and prestressed pipe pile (PHC )pile ,to study the mechanism of cyclically change diameter pile (PHB )bearing capacity.The results show that under the condition of silty soil in Xinzheng area ,PHB pile compression and uplift bearing capacity of less than PHC pile ,but PHB pile uplift factor is greaterthan PHC piles.Related results can provide a reference for the PHB pile design.Key words :cyclically change diameter pile ;prestressed pipe pile ;static load test ;bearing capacity近年来,随着生产厂家数量和年产量的逐年增加,预应力混凝土管桩在基础工程中得到了广泛的应用.为满足市场的需求和提升管桩工程使用性能,各混凝土管桩生产厂家针对预应力混凝土管桩外形及生产技术进行了不断的改良和提高,各种异型管桩也被逐步研发并应用于工程实践[1-3].目前对异形桩的研究主要是在普通管桩的基础上通过改变桩身截面形状、增大桩端横截面积,以及在桩侧灌砂等方法增强桩身粗糙度,提高侧摩阻力,进一步提高其极限承载力.对其承载性能的研究大部分是基于沿海软土地区地质条件下进行,而在相对较硬的粉质黏土、粉土等地质条件下对异型桩承载力的研究较少[4-6].在郑州地区粉土、粉质黏土条件下对普通预应力混凝土管桩(PHC )以及变径节桩(PHB )进行现场静载试验,对两种桩型抗拉及抗拔状态下受力特性进行研究,分析PHB 桩抗压、抗拔承载性能,为PHB 桩的设计与施工提供技术指导.1变径节桩(PHB )工作机理的理论分析1.1竖向压力作用下的工作机理文献[7-13]认为普通管桩的承载力主要由桩侧摩阻力和桩端阻力两部分构成,而变径节桩的承载力主要由桩侧摩阻力、变径节处端承力以及桩端阻力组成.变径节桩挤土效应明显,其桩周土体的影响范围较普2016年8月通管桩大,基本受力图如图1所示.由于节桩节部的存在,在打入地基过程中,桩周土受到挤压,节部下端的土体受到挤压,土体强度和压缩模量有所提高.在竖向荷载作用下,由于竹节的分担作用,上部荷载被分层卸载,传递给各层土体.桩侧摩阻力是由上至下发挥的,变径节对侧阻力的发挥起到传递作用.在荷载较小的时候,变径节作用并不明显,施加的荷载主要由侧摩阻力来承担.但是随着荷载增大,变径节的作用越来越明显,桩身轴力在变径节位置处发生急剧变化,轴力明显减小,减小的这部分轴力由竹节承担,然后传递给竹节底部的土体,实现卸载.这说明,整个竖向抗压的过程中,竹节充分参与载荷工作,提供了较好的承载力分担作用[14-17].1.2竖向上拔荷载作用下变径节桩的工作机理变径节桩是沿桩身每隔一段距离设置竹节,这种施工方法比单纯的增大直径要节约成本,并且增大了桩身与土体之间的接触面积,在竖向上拔荷载作用下,竹节的上表面对其上部土体产生压应力,使得土的阻力变大,桩侧土体会产生附加压力,使桩侧土的抗剪性能提高.由于增加了竹节部分的抗拔阻力,因而具有良好的抗拔性能[18].基本受力图如图2所示.2现场荷载试验概况试验场地位于河南新郑,主要土层为粉土、粉质黏土,地层分布及土体物理力学性质指标如表1所示.场地水位埋深9.0m,持力层为第⑨层粉质黏土.地质剖面图如图3所示.本试验进行了4根PHB、5根PHC的单桩抗压静载试验以及3根PHB和3根PHC的单桩抗拔静载试验,现场桩位布置如图4所示.试验采用慢速维持荷载法.表1试验场地各土层参数Tab.1Each soil parameters of test site编号②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩岩土名称粉土粉土粉土粉土粉土粉土粉土粉质黏土粉质黏土厚度/m2.62.22.80.81.21.11.32.810.2压缩模量/MPa6.010.08.011.07.113.36.08.011.3承载力特征值/kPa110150130160120180110200280侧阻平均值/kPa559066865311855146406PHC桩直径400mm,壁厚100mm,桩长10m,混凝土强度等级为C80,配筋10Φ7.1;PHB桩最大外径400mm,最小外径350mm,壁厚95mm,变径处节高25mm,节宽50mm,宽径处宽度500mm,桩长10m,混凝土强度等级为C80[19-20].(a)承载模型对比(b)桩周影响范围对比图1PHB桩与PHC桩承载模型对比Fig.1Comparison of PHC pile and PHC pilebearingmodel图2竖向抗拔承载模型对比Fig.2Vertical uplift modelcomparison图3试验场地地质剖面图Fig.3Geological profile of testsite⑩粉质黏土⑨粉质黏土⑧粉土⑦粉土⑥粉土⑤粉土④粉土③粉土②粉土图4静载试验桩位布置图Fig.4Layout of static load testpile28陈占鹏,等:预制变径节桩(PHB)单桩承载力试验分析--1253第34卷第8期河南科学3试验结果与分析3.1单桩抗压静载荷试验结果1)荷载-沉降(Q-s )曲线根据单桩抗压静载荷试验结果,9根试桩的试验结果如表2所示,Q-s 曲线如图5所示.由表2可知,5根PHC 桩的极限承载力平均值为1152kN ,极限荷载作用下累计沉降平均值为7.21mm ,4根PHB 桩的极限承载力平均值为840kN ,极限荷载作用下累计沉降平均值为6.87mm .由图5可知,当竖向荷载较小时,Q-s 曲线呈线性变化,此时,桩与桩周土体均处于弹性阶段,桩顶沉降量随竖向荷载变化差异不大;竖向荷载超过比例极限荷载后,各试桩的Q-s 曲线呈现非线性变化;竖向荷载继续增大后,各试桩桩顶沉降量均超过40mm 而终止加载(其中3#PHC 桩是在桩顶位移超过前一级加载位移量的2倍,且经24h 尚未达到稳定时终止加载).PHC 桩Q-s 曲线较PHB 桩整体右移,PHB 桩承载力整体较PHC 桩低,在相同荷载作用下,PHB 桩桩顶沉降量大于PHC 桩.分析试验结果原因,除试验条件限制外,变径节桩打桩时土体受扰动较大,土体强度不足,变径桩桩侧阻力发挥程度不高,节处端承力没有得到有效发挥.2)桩身轴力根据各级荷载作用下测得的应变计数据可得到试桩的桩身轴力,现以2#PHC 桩和4#PHB 桩为例在桩顶荷载相同的情况下(360kN 和720kN )桩身轴力分布曲线如图6所示.从曲线可以看出:①随着深度的增大,桩身轴力不断减小;随着荷载的增大,桩身轴力逐渐增大.两种桩型均在3~5m 位置轴力曲线斜率较小,说明此段桩侧摩阻力较大.②在相同荷载作用下,PHC 桩轴力曲线斜率整体较PHB 桩小,同一区段范围内,PHC 桩轴力差整体较PHB 桩大,由于桩周土挤压严重,扰动较大,变径区段侧阻发挥程度弱于普通管桩,变径处端承力未能很好发挥.③达到单桩承载力极限值时,9m 深度处PHC 桩与PHB 桩的轴力均为180kN ,单桩承载力极限值受到桩端土层阻力极限值较小的限制,在桩顶沉降量较小的状态下发生刺入破坏.3)桩端阻力桩端阻力是指桩顶荷载通过桩身和桩侧土传递到桩端土所承受的力.本次试验分析,近似认为桩端阻力等于距离桩底1m 位置处的轴力,在不同荷载水平下,不同桩型桩侧阻和端阻随荷载变化曲线如图7所示.由图7可以看出,桩顶荷载由0开始不断增大,侧阻和端阻也不断增大.当荷载水平较低时,桩型对侧阻图5竖向抗压试验曲线汇总Fig.5Vertical compressive testcurve4#PHB5#PHB 9#PHB 14#PHB 1#PHC 2#PHC 3#PHC 21#PHC 25#PHC桩顶荷载/kN 10203040桩顶位移/m m表2单桩抗压静载荷试验结果Tab.2Single pile compressive site static load test results桩号PHCPHB桩号1#2#3#21#25#4#5#9#14#极限承载力/kN12001080132010801080960840840720累计沉降/mm9.136.886.429.653.948.518.385.674.92图6典型受压桩身轴力分布Fig.6Typical compressive axial force of pile shaft))))轴力/kN246810深度/m--12542016年8月和端阻影响不大,侧阻和端阻均随桩顶荷载的增大呈线性增长.随着桩顶荷载的增大,桩侧阻和端阻进一步发挥,PHB 桩侧阻小于PHC 桩,端阻大于PHC 桩,表现出了端承摩擦桩的特性,PHC 桩承载性能发挥优于PHB 桩,这是由于PHB 桩侧摩阻发挥程度弱于PHC 桩,在竖向荷载相同时,PHB 桩端阻较PHC 桩提前发挥,且端阻承担较多的竖向荷载.3.2单桩抗拔静载荷试验结果1)荷载-上拔量(U-Δ)曲线根据单桩抗压静载荷试验,6根试桩(3根PHB ,3根PHC )的试验结果如表3所示,U-Δ曲线如图8所示.由表3可知,3根PHC 桩的极限承载力平均值为770kN ,极限荷载作用下累计上拔量平均值为6.37mm ,3根PHB 桩的极限承载力平均值为600kN ,极限荷载作用下累计上拔量平均值为5.58mm .由图8可知,在荷载水平较低时,PHC 桩与PHB 桩的U-Δ曲线较接近,在相同荷载作用下桩顶上拔量基本接近,随着荷载逐渐增大,两种桩型在相同荷载作用下上拔量差异较大,PHC 桩U-Δ曲线较PHB 桩整体右移,PHB 桩承载力整体较PHC 桩低,分析试验结果原因,打桩时桩周土体受扰动,变径桩桩侧阻力没有得到有效发挥,变径处端承力发挥程度不高.2)桩身轴力根据测得的应变计数据可得到试桩在各级荷载作用下的桩身轴力,以11#PHC 桩和15#PHB 桩为例做出试桩各断面轴力沿深度的变化曲线如图9、图10所示.由于抗拔桩的上拔力作用在灌芯钢筋笼上,而应变量测元件绑扎在钢筋笼上,因此在拔桩的过程中应变量测元件成活率较低,对数据的准确性有一定的影响,且桩身上部混凝土可能开裂,因此桩身上部测出的应变变化量较大.其中11#PHC 桩在桩顶荷载加到700kN 时,上部混凝土开裂,15#PHB 桩在桩顶荷载加到490kN 时,上部混凝土开裂.由图10可以看出:①随着入土深度的增大,桩身的轴力不断减小,随着桩顶荷载的增大,桩身轴力不断增大.PHB 桩在6~7m 区段范围内,由于桩身截面增大,其应变量减小,但轴力增大.7~8m 区段范围内由于桩身截面减小,其应变量变小,轴力减小.②在相同荷载作用下,PHC 桩轴力曲线斜率整体较PHB 桩较小,同一区段图7桩侧阻和端阻变化曲线Fig.7The curves of pile side resistance and end resistance荷载/kN1000900800700600500400300200100侧阻和端阻/kN桩顶荷载/kN70605040302010桩顶上拔量/m m图8竖向抗拔试验曲线汇总Fig.8Vertical resistance to pull-out test curve表3单桩抗拔静载荷试验结果Tab.3Single pile pull-out site static load test results桩号PHCPHB桩号10#11#12#6#8#15#极限承载力/kN 700770770560630560累计沉降/mm 7.725.935.465.166.545.04荷载/kN 246810深度/m图911#PHC 抗拔桩轴力分布Fig.9Pull-out axial force of 11#PHC pile shaft陈占鹏,等:预制变径节桩(PHB )单桩承载力试验分析--1255第34卷第8期河南科学轴力/kN246810深度/m图1015#PHB 抗拔桩轴力分布Fig.10Pull-out axial force of 15#PHB pile shaft范围内,PHC 桩轴力差整体较PHB 桩大,变径节桩侧摩阻发挥程度弱于PHC 桩.3)抗拔系数抗拔系数:λ=T uk /(Q uk -Q pk ),(1)式中:λ为抗拔系数;T uk 为极限抗拔承载力标准值;Q uk 为极限抗压承载力标准值;Q pk 为极限端阻力标准值.对于本试验结果,各参数均可取试验结果平均值,抗拔系数计算如下:PHC 抗拔系数λ=740/(1152-158.695)=0.75;PHB 抗拔系数λ=610/(840-145.57)=0.88.结果表明,PHB 桩抗拔系数大于PHC 桩.4结论通过对PHB 桩和PHC 桩单桩抗压、抗拔现场试验,分析了PHB 桩的受力变形规律.主要结论如下.1)本试验场地为Q3时期土,变径节桩采用锤击法进行施工时,节径处先入土,会破坏土的结构,且这种土的收缩重塑性较差,因此桩与桩周土接触不够紧密,桩周土对桩的约束较弱,桩侧摩阻力较普通管桩有所降低,且变节处端承力未能很好地发挥,桩的抗压极限承载力较低.2)PHB 桩的抗拔系数高于PHC 桩,这是由于变径节桩变节处上部土体由于重力作用,其与桩体接触较好,变节处上端承作用得到了发挥.在一定条件下(如允许开裂),与PHC 桩相比,PHB 桩在软土地区用于抗拔桩可能具有一定的优势.3)根据以往研究成果,PHB 桩在软土地区相比PHC 承载力较高,沉降小且节省材料.本研究显示,在郑州粉土地区PHB 桩承载力相比普通PHC 桩优势并不明显,PHB 桩与土体相互作用机理尚需进一步研究.参考文献:[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ 94—2008建筑桩基技术规范[S ].北京:中国建筑工业出版社,2008.[2]日本工业标准调查会.JIS A 5373:2010先张法预应力高强混凝土管桩[S ].日本:日本规格协会,2010.[3]匡红杰,朱群芳,徐祥源.先张法预应力混凝土异型桩的发展概况调研[J ].混凝土与水泥制品,2012(12):27-30.[4]邓友生,孙宝俊,邬忠强.预应力混凝土管桩的应用研究及发展前景[J ].建筑技术,2003,34(4):263-266.[5]Honda T ,Hirai Y ,Sato E.Uplift capacity of belled and multi-belled piles in dense sand [J ].Soils and Foundations ,2011,51(3):483-496.[6]Ogura H ,Yamageta K A.Theoretical analysis on load settlement behavior of nodular piles [J ].Journal of Structural and ConstructionEngineering ,1988,393:152-164.[7]马杰,赵建,赵延林.抗压桩与抗拔桩受力特性的现场破坏性试验[J ].西南交通大学学报,2013,48(2):283-290.[8]陈捷,周同和,王会龙.预应力管桩承载力抗拔系数试验分析[J ].河南科学,2015,33(9):1592-1596.[9]史玉良.预制节桩的荷载试验及荷载传递性能分析[J ].工业建筑,1993,23(7):3-9.[10]黄敏,龚晓南.带翼板预应力管桩承载性能的模拟分析[J 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