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基桩静载试验及其相关问题的讨论

发表于2005-07-25    2167人浏览    1人跟帖    复制链接  只看楼主

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基桩静载试验及其相关问题的讨论
摘要  基桩静载试验对于岩土工作者来说并不陌生,但试验过程中存在的众多实际问题大家未必了解,为此作者根据自己多年的亲身体会和经验,结合现行规范标准,对载荷试验相关的热点问题进行了分析讨论,以企引起大家的关注。
关键词  基桩静载试验   相关问题   讨论
一、引言
  在土木建筑工程中,桩基础作为深基础(还有沉井、地下连续墙等)的一种,其应用历史最长也最广。桩基础简称桩基,由承台和埋在土中的桩组成。桩基础可由单根桩构成,称作单桩基础,多数情况下桩基础形式为多桩组成的群桩基础。桩实质上是埋置于土中的受力杆件,一般用来承受轴向(竖向)压力或上拔力,有时可用来承受水平力,或承受竖向、水平力的综合作用,因此桩的承载力试验也分为抗压承载力试验、抗拔承载力试验、水平承载力试验等。本文重点分析工程上最常见的基桩竖向抗压静载试验,并对试验中的相关问题进行讨论。
二、桩的承载性状分类
  谈到桩的载荷试验,不能不了解桩的承载性状,为此按桩的承载性状进行如下分类:
  1、 摩擦型桩:桩顶竖向荷载全部或主要由侧阻力承担的桩。根据桩侧阻力分担荷载的大小,摩擦型桩可分为摩擦桩和端承摩擦桩两类。
摩擦桩:桩顶竖向荷载几乎全部由桩侧阻力承担,桩端轴力相比之下可以忽略。常见的该承载类型的桩有:深厚软土层中的桩(桩端无较硬持力层);桩的长径比很大(例如L/d>50)的桩;桩底沉淀较厚的桩(即使桩端持力层坚硬)等。
端承摩擦桩:桩顶竖向荷载大部分由桩侧阻力承受,小部分由桩端阻力承担的桩。这种类型的桩实际工程较常见。例如当桩的长径比不很大,桩端持力层为硬的粘性土或砂类土,这时,桩除侧阻力外还有一定的端阻力。
  2、 端承型桩:桩顶竖向荷载全部或主要由桩端阻力承担的桩。根据桩端阻力发挥的程度和分担荷载的比例,端承型桩可分为端承桩和摩擦端承桩两类。
端承桩:桩顶竖向荷载由桩端阻力承担的桩。北方(如石家庄地区)常见的长径比较小(小于10)的扩底灌注桩即属于该类型;另外桩底嵌入基岩的短桩也属于典型的端承桩。
摩擦端承桩:桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承担,小部分由桩侧阻力承担的桩。例如长径比并不是很小的扩底灌注桩即属于此类型。
三、桩的竖向承载力的确定方法
  桩基承载力取决于桩周土对桩的支撑力和桩身结构承载力。这里涉及到两个概念,即桩的竖向承载力特征值和单桩竖向极限承载力。桩的竖向承载力特征值是新规范的概念,对于建筑地基来说承载力特征值由载荷试验曲线形态和允许变形综合确定(因素1:曲线的线性段,因素2:允许变形),而对于桩则取决于桩的竖向极限承载力(见地基基础设计规范GB50007-2002 的第138页)。显然要确定桩的竖向承载力特征值,桩的竖向载荷试验应确保加载量达到或超过桩的竖向极限承载力(用于工程桩的验证性试验则可灵活掌握)。
  桩的竖向承载力特征值的确定方法,在新地基基础设计规范的8.5.5中有规定,大体上分为三种:直接试验法(原型桩载荷试验)、间接试验法(触探法、标贯法、岩基或深层载荷试验等)、经验计算法。显然三种方法能够直接得到桩的荷载和变形特征的是直接试验法,其它方法尽管能间接判定桩的承载力,但桩的实际变形特征并不能直接得到。实际工程中应该重视这一问题。
  讨论问题1:深层载荷试验能否完全取代桩的载荷试验?
  讨论:尽管规范上明确表示对持力层较密实、单桩承载力很高的大直径端承型桩,可采用深层平板载荷试验确定桩端土的承载力特征值,但是桩的承载力并不仅仅取决于桩周地层,桩的施工工艺也是决定桩的承载力的至关重要的一个因素(例如钻孔灌注桩,桩底沉淀是影响桩承载力的重要因素之一),如果仅仅通过判定桩端土的承载力就简单地得出桩的承载力结果,显然要冒一定的风险。另外,对于沉降敏感的建筑物,桩的沉降和沉降差也是判定桩的承载力能否满足要求的重要因素,不通过直接试验法,如何对桩的沉降和沉降差得出明确结论呢?
  讨论问题2:桩的竖向载荷试验其加载量要否考虑桩身强度因素?
  讨论:桩的极限承载力的出现分两种情况,一种是桩周土的破坏(包括大的变形),另一种是桩身的破坏。能否仅仅根据桩的载荷试验得到的极限承载力直接确定桩的承载力特征值,是值得商榷的,原因是某些桩的实际桩身强度可能远大于设计强度,对于采用实际强度确定承载力的情况可能造成桩的承载力被夸大而丧失代表性。因此,桩的竖向载荷试验其加载量(尤其在试桩阶段)不应超过桩的设计强度决定的极限承载力,如果桩的极限承载力已经超过按照桩身设计强度确定的极限承载力,则应重新换算现桩身强度,进行相应设计调整,否则提交的试验结果是不合理的,容易为工程埋下隐患。(相关规范条文见地基基础设计规范8.5.9款)
四、桩的竖向抗压载荷试验可依据的最新标准
  现行较新的涉及桩的竖向抗压载荷试验的国家和行业标准有:
1、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
2、《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-94
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 当前离线   发表于2005-07-25  | 只看该作者      

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桩基地新规范要出来拉!

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