2010年静载试验问答和计算题答案

五、简答题（20分，每题10分）

1、预制桩进行承载力检测前的休止时间规定，为什么对于黏性土场地和砂土场地不一样?

答：预制桩施工过程中对桩周土扰动，降低土体强度，也引起桩的承载力下降；随着休止时间的增加，土体重新固结，强度逐渐恢复提高，桩的承载力也恢复。受超孔隙水压力消散速率的影响，砂土中桩的承载力恢复随时间增加较快且增幅较小，黏性土中则较慢且增幅较大。

六、计算题（20分）

1、某工地PHC 管桩，桩径500mm ，壁厚125mm ，桩端持力层为强风化花岗岩，拟进行单桩竖向抗压静载试验，委托最大试验荷载为5200kN 。场地表层地基土承载力特征值为200kPa ，无软弱下卧层。检测机构现有QF320千斤顶若干台，钢梁若干根，其中主梁为56b 工字钢上下加固钢板，长度8m ，W=4.31×106mm 3；次梁为45b 工字钢，长度8m ，W=1.50×106mm 3；钢材f=215N/mm 2。垫箱宽度0.8m 。

1）请根据以上已知条件，编制本工程静载试验的检测方案，包含支座设置、钢梁平台设计、基准系统设置、千斤顶油压系统等内容；

2）静载试验得出沉降数据如下表，请根据JGJ106-2003规范判定单桩竖向抗压极限承载力Q u 。

答：(1)计算反力平台支座宽度：

反力平台装置的重量=5200*1.2=6240kN ，主梁长度8m ，地基土承载力特征值为200 kPa ，则平台每边支座的宽度=6240/8/2/(200*1.5)=1.3m

计算应使用主梁、次梁的根数：

每根主梁跨中处的极限抵抗弯矩61.05 4.3110215926.65u x nx M W f kN m γ==⨯⨯⨯=⋅

主梁长度l 为8m ，垫箱宽度为0.8m ，当加载至最大试验荷载时钢梁呈悬臂梁受力模式，此时钢梁的悬臂计算长度l 0为(8-0.8)/2＝3.6m ，堆载产生的弯矩

22001228

u Ql M ql M ==≤⨯ Q 为单根主梁承受的最大试验荷载，则22020926.652811443.6

u M Q kN l ⨯⨯⨯≤==

p

pk i sik p u A q l q u Q +=∑试桩要求的最大试验荷载为5200kN ，因此需要5根主梁。

同理，计算单根次梁承受最大试验荷载为375kN ，因此需要14根次梁。

基准系统包括基准桩和基准梁，基准桩应设置在距离试桩中心、支座边超过2.0m 的位置，基准梁的长度应大于4.0m 。基准桩打入土体深度不少于1.0m ，基准梁的一端应固定在基准桩上，另一端应简支于基准桩上。

加载系统使用QF320千斤顶，5200/(0.8*3200)=2.03，需要3台千斤顶。

⑵由试验数据可知，加载至3120kN 的本级沉降量为12.50-9.61=2.89mm ，加载至3640kN 的本级沉降量为27.36-12.50=14.86mm ，14.86/2.89=5.14，因此3640kN 的本级沉降量已经超过前一级(3120kN)的5倍，Q-s 曲线出现陡降段，取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值3120kN 为单桩竖向抗压极限承载力Q u 。

2、软土地区某工程，采用泥浆护壁钻孔灌注桩基础，工程桩在50根以内。试桩的桩径1000mm ，桩长50m ，桩端持力层为粉砂层。场地土层分布如下：0~2m ，粉质粘土，q sk =15kPa ；2~6m ，淤泥质粉质粘土，q sk =15kPa ；6~30m ，粉质粘土， q sk =30kPa ； 30~ 48m ，粉质粘土，q sk = 50kPa ；48 ~ 50m ，粉砂层，q sk = 80kPa 。桩端进入持力层2m ，q pk =2000kPa 。

(1)依据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)，采用经验参数法计算单桩竖向抗压承载力特征值R a 。

(2) 该工程拟定最大加载量为(1)计算得出的极限承载力，采用锚桩压重联合反力装置，4根锚桩提供的上拔力共为5000kN ，压重至少应为多重?

(3)利用邻近工程桩作为锚桩，请计算工程桩提供上拔力所需的主筋根数。主筋直径20mm ，采用Ⅱ级钢，钢筋强度标准值f yk 为335 N/mm 2。

(4) 工程桩抽检2根试桩，试验结果得出2根试桩的单桩竖向抗压极限承载力分别为 6750kN 和7500kN ，请计算单桩竖向抗压承载力特征值。

答：(1) 采用经验参数法计算单桩竖向抗压极限承载力：

=3.14*1.0*(2*15+4*15+24*30+18*50+2*80)+3.14/4*2000 =7442kN 则单桩竖向抗压承载力特征值R a =Q u /2=3721kN 。

(2) 最大试验荷载为7442kN ，反力装置提供反力应为1.2*7442=8930kN ，4根锚

桩提供的上拔力共为5000kN，则压重应为8930-5000=3930kN。

(3) 工程桩作为锚桩，上拔力不应超过钢筋强度标准值的0.9倍。每根锚桩提供的上拔力应为5000/4=1250kN，桩主筋面积应为1250/(0.9*335)=4146mm2, 20mm钢筋每根截面积为314mm2，需要根数为4146/314=13.2=14根。

(4) 按规范规定，单桩竖向抗压极限承载力统计值的确定，对于工程桩抽检数量少于3根时，应取低值。因此单桩竖向抗压极限承载力统计值取低值为6750kN，单桩竖向抗压承载力特征值按单桩竖向抗压极限承载力统计值的一半取值为6750/2=3375kN。