超長鉆孔灌注樁群樁承載性能的研究

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1、超長鉆孔灌注樁樁基承載性能的研究報告簡本1引言項(xiàng)目組以我國公路橋梁跨江、跨河及跨海大橋?yàn)楣こ瘫尘伴_展研究，研究內(nèi)容涵蓋：超長鉆孔灌注樁現(xiàn)場測試技術(shù)、荷載傳遞機(jī)理、荷載傳遞性狀、有限元分析及數(shù)值分析、現(xiàn)場試驗(yàn)及室內(nèi)模型試驗(yàn)、可靠度計(jì)算分析、成孔成樁檢測與缺陷處理技術(shù)等諸多方面。該項(xiàng)目研究的目的：提高超長鉆孔灌注樁現(xiàn)場測試水平，探究超長鉆孔灌注樁界限值，提出超長鉆孔灌注樁承載力計(jì)算方法、設(shè)計(jì)參數(shù)取值建議等，形成一套較完整的公路橋梁超長鉆孔灌注樁試驗(yàn)、檢測、設(shè)計(jì)以及缺陷處治技術(shù)。項(xiàng)目研究成果應(yīng)用于大型橋梁樁基礎(chǔ)建設(shè)，將會

2、大大節(jié)約基礎(chǔ)建設(shè)的資金，提高橋梁的安全性。2主要研究成果2.1超長鉆孔灌注樁單樁現(xiàn)場試技術(shù)及荷載試驗(yàn)研究2.1.1現(xiàn)場測試技術(shù)研究(1)錨樁反力梁法常規(guī)的錨樁反力梁法采用普通混凝土反力系統(tǒng)，存在錨樁抗拔能力不足或反力系統(tǒng)抗彎能力不足，無法達(dá)到預(yù)期的高試驗(yàn)加載噸位。課題組研發(fā)了“大噸位基樁靜載試驗(yàn)預(yù)應(yīng)力反力系統(tǒng)裝置”，使錨樁法試樁的加載噸位得以大大提高，解決了錨樁混凝土在高拔力下會出現(xiàn)開裂的難題，并能有效利用工程樁、承臺和墩身，從而節(jié)約了試驗(yàn)的土建投資，該系統(tǒng)已獲得國家實(shí)用新型專利。圖2.1.1-1、2.1.1-2為

3、反力系統(tǒng)有限元模型仿真示意圖有及限元計(jì)算模型中預(yù)應(yīng)力束布置圖。27圖2.1.1-1有限元模型仿真示意圖2.1.1-2有限元計(jì)算模型中預(yù)應(yīng)力束布置圖(2)自錨樁法改進(jìn)的“自錨樁法荷載箱”能有效的消除荷載箱位移失真，提高測試的精度，并獲得國家實(shí)用新型專利。其核心內(nèi)容是補(bǔ)償荷載箱上下混凝土不密實(shí)引起的剛度降低。圖2.1.1-3為該新型荷載箱圖片。圖2.1.1-3自錨樁法荷載箱2.1.2現(xiàn)場荷載試驗(yàn)研究項(xiàng)目組在浙江、廣東、山東等地結(jié)合多座大橋和特大橋梁依托推廣工程中進(jìn)行了13根錨樁－反力梁法試樁和7根自錨樁法試樁試驗(yàn)。其中

4、，錨樁法試樁加載噸位超過30000kN的共有9組試樁，最大加載噸位達(dá)40000kN，創(chuàng)下國內(nèi)外錨樁－反力梁法試樁加載噸位之最。錨樁法及自錨樁法試驗(yàn)情況匯總于表2.1.2-1、表2.1.2-2。圖2.1.2-1～2.1.1-5為部分試樁現(xiàn)場照片及數(shù)據(jù)分析曲線。27錨樁法靜荷載試驗(yàn)情況匯總表表2.1.2-1序號工程名稱試樁數(shù)量(根)試樁樁長(m)試樁樁徑(cm)計(jì)算承載力(kN)最大加載力(kN)1杭州錢塘江四橋263.32φ120220003300069.3225000350002杭州錢塘江五橋269.96φ1202

5、20003300046.8315000205003杭州錢塘江六橋277.29φ120220003250080.6424000360004汕頭市梅溪河金鳳大橋—西港高架橋280.30φ100130002200042.507800120005湛江海灣大橋260.32φ120200002200067.823000240006青島海灣大橋349.00φ120330003800052.00370004000036.503700040000自錨樁法靜荷載試驗(yàn)情況匯總表表2.1.2-2序號工程名稱試樁數(shù)量(根)試樁樁長(m)試樁

6、樁徑(cm)預(yù)計(jì)加載力(kN)最大加載力(kN)1湛江海灣大橋(雙荷載箱)173.5φ120上2*8500上2*9350下2*8500下2*76502東營黃河公路大橋(單荷載箱)4121φ1202*150002*15000121φ1202*150002*1650078φ1002*80002*880078φ1002*80002*66103杭州灣跨海大橋(一個單荷載箱，一個雙荷載箱)285φ2502*337502*36850125φ280上2*29000上2*29000下2*13000下2*130004陜西太棗溝特大橋

7、189φ1202*80002*130002*50002*5000圖2.1.2-1錢塘江四橋橋試樁工程27圖2.1.12-2湛江海灣橋試樁工程圖2.1.2-3青島灣橋試樁工程圖2.1.2-4試樁實(shí)測P-S曲線圖2.1.2-5試樁實(shí)測樁身軸力圖272.2超長鉆孔灌注樁單樁承載力的理論研究2.2.1超長樁單樁荷載傳遞基本特點(diǎn)荷載傳遞是超長樁工作特性的重要內(nèi)容。包括：荷載的分配，傳遞方式，地基土、樁身及樁端土共同承擔(dān)外荷載的相互關(guān)系，發(fā)揮過程和分布規(guī)律。具有以下特點(diǎn)：①超長樁具有和普通樁前兩階段相似的特性，即荷載-沉降曲線

8、為緩變型，沒有明顯的破壞特征；②樁頂限制沉降較小時樁側(cè)阻力發(fā)揮并不充分；③超長鉆孔樁承載力由沉降控制。在杭州錢塘江四橋、五橋、六橋，湛江海灣大橋，東營黃河大橋、青島海灣大橋、杭州灣跨海大橋等工程項(xiàng)目的超長鉆孔灌注樁荷載試驗(yàn)均得到驗(yàn)證。2.2.2樁身荷載傳遞的剛度法函數(shù)解課題研究以超長樁荷載傳遞機(jī)理為核心，以我國正在新建的跨江、跨河及跨海公路特大橋?yàn)橐劳?，在?/p>