标贯试验锤击数确定泥岩单桩极限端阻力标准值

标贯试验锤击数确定泥岩单桩极限端阻力标准值

发表时间：2019-06-05T18:01:34.757Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年3期作者：李建国[导读] 泥岩中单桩竖向极限承载力，用《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）中嵌岩桩方法确定，其承载力偏低。

天水建筑设计院甘肃天水 741000

摘要：泥岩中单桩竖向极限承载力，用《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）中嵌岩桩方法确定，其承载力偏低。经过在泥岩中进行标准贯入试验，建立标准贯入锤击数和桩端极限端阻力的对比关系，经现场单桩静载荷试验验证，其结果较为准确可靠。

关键词：泥岩；极限端阻力标准值；标贯试验锤击数；对比关系 1 前言

泥岩是建筑桩基础理想的持力层，但是用现行《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）“5.3.9”条，嵌岩桩单桩竖向极限承载力采用岩石单轴抗压强度进行计算，其承载力偏低。我们经过在泥岩中积累的标贯试验锤击数和单桩竖向极限端阻力值的经验统计对比关系，确定出的单桩极限承载力比规范法有明显提高，经现场单桩静载荷试验验证，其结果较为准确可靠。

2 泥岩的一般特征

泥岩的成岩作用差，被一些专家称为“似岩非岩、似土非土”的特殊岩土，受水浸泡后会崩解、泥化。

甘肃天水地区的泥岩属第三系陆源碎屑沉积物，一般为褐红色，局部呈灰绿色，泥质结构，水平层理构造，表层2.0m左右为强风化层，其下过渡为中等风化，岩石坚硬程度属极软岩，岩体完整程度为较完整～完整，岩体基本质量等级属5级。天然含水量7.14%～24.3%，标准贯入试验锤击数19～52，天然状态单轴抗压强度标准值0.80～3.71，承载力特征值为300～600kPa，钻孔灌注桩极限端阻力标准值1800～3000kP。各个勘察单位尽管各有依据和自己的经验，但差异太大，实际应用中不好把握，甚至造成基础设计中不小的浪费。

3 工程实例

3.1 工程概况

甘肃天水某医院住院楼项目，地上18层，地下2层，剪力墙结构。初步设计拟采用泥浆护壁钻孔灌注桩基础，桩端持力层为④泥岩层，桩径为800㎜，桩身砼强度等级为C35，桩身长度约12.5m，桩端拟进入中等风化的④泥岩层深度≥1.0m，施工前通过单桩竖向抗压静载荷试验确定单桩承载力。

地质概况表

其中4泥岩层，为第三系陆源碎屑沉积物，褐红色，表层1.5m左右呈强风化，其下过渡为中等风化层，岩石坚硬程度属极软岩，岩体完整程度为完整，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

场地属非自重湿陷性场地，无可液化土层分布。

3.2 试验过程

依据规范和有关规定，共布置三根试桩（桩径800㎜，桩端进入中等风化的④泥岩层1.0m）进行单桩竖向抗压静载荷试验，每根试桩根据试桩位置设置2根锚桩，锚桩规格尺寸与试桩相同。为了准确测量桩的总极限侧阻力和极限端阻力，采用锚桩横梁—压重平台联合反力装置，锚桩与试桩位置采用偏心布置，桩心距一端为3.3m，另一端为3.9m。试桩顶面高出地面0.3m，锚桩顶面与地面持平。

根据试桩桩型和场地地层条件，试验最大加载5500kN，采用慢速维持荷载法加荷，加荷分级11级，每级加载500kN（第一级加载1000kN）；采用分离式油压千斤顶和高压泵站加荷，锚桩横梁—压重平台联合反力装置，大量程百分表进行沉降观测。 1#试桩荷载加至4700kN时锚桩1-1拔起，在锚桩1-1端采用压重平台堆载150t荷载后继续试验，荷载加至第11级5500kN沉降稳定时，其累计沉降量为75.17mm，试桩完好，累计沉降量已超过60㎜，终止试验。 2#试桩荷载加至5300kN时锚桩2-1拔起，在锚桩2-1端采用压重平台堆载50t荷载后继续试验，荷载加至第11级5500kN沉降稳定后，其累计沉降量为64.97mm，试桩完好，累计沉降量已超过60㎜，终止试验。 3#试桩荷载加至4980kN时锚桩3-1拔起，在锚桩3-1端采用压重平台堆载80t荷载后继续试验，荷载加至第11级5500KN沉降稳定时，其累计沉降量为73.34mm，试桩完好，累计沉降量已超过60㎜，终止试验。

根据3根试桩Q～s曲线形态分析，其曲线形态呈缓变型，曲线未出现明显的陡降点，S～lg t曲线尾部亦未出现向下弯曲。1#、2#、3#试桩最大荷载下的累计沉降量均大于60㎜，按《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）“4.4”条规定，取Q～s曲线上累计沉降量S=40㎜所对应的荷载为单桩极限承载力，1#、2#、3#试桩的单桩极限承载力分别为4351.6kN、4705.9kN、4455.9kN；单桩极限承载力满足极差不超过平均值30%的条件，取3根试桩的单桩极限承载力的平均值作为该工程试桩的单桩极限承载力标准值Qu=4504kN，单桩竖向抗压承载力特征值Ra=2252kN。

试桩载荷、沉降Q～s曲线

3.3 试验结论

根据试验过程中锚桩拔起时的荷载和桩心距计算，锚桩1-1所承受的总极限侧阻力为2386.9kN，锚桩2-1所承受的总极限侧阻力为2750.5kN，锚桩3-1所承受的总极限侧阻力为2552.9kN，三根被拔起的锚桩总极限侧阻力平均值为2563.4kN。根据桩径及桩周土厚度计算，锚桩1-1所承受的平均极限侧阻力为79.6kPa，锚桩2-1所承受的平均极限侧阻力为93.1kPa，锚桩3-1所承受的平均极限侧阻力为88.1kPa。由于每组试桩和锚桩桩径及桩周土厚度一致，所以本工程单桩平均极限侧阻力标准值为86.9Kpa。

最后计算得出1#试桩的极限端阻力为3916.6kPa，2#试桩的极限端阻力为3892.1kPa，3#试桩的极限端阻力为3787.8kPa，综合得出④泥岩层的平均极限端阻力标准值为3865.5kPa。

4 结论

分析上述资料可知，试验得出的泥岩层桩端极限端阻力值远大于一般勘察报告中所提供的数据。因此可以在泥岩层中进行标准贯入试验，建立标准贯入锤击数和桩端极限端阻力的对比关系。而后经现场载荷试验验证，总结出标准贯入试验锤击数与载荷试验成果的对应关系，从而得到本地区可靠的数据。这样不但完善了泥岩的勘察测试方法，也提高了勘察成果质量。

参考文献

[1]《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）

[2]《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）

[3]《工程地质手册》（第五版）