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摘要：摩擦樁靜栽試驗(yàn)Q—s曲線呈緩變型，在產(chǎn)生較大沉降后，端承力才能充分發(fā)揮。本文實(shí)例表明，高應(yīng)變動(dòng)力試樁法對(duì)其承載力測(cè)試結(jié)果誤差可達(dá)25％以上。...

摩擦樁承載力動(dòng)靜誤差分析

劉東旭章智展

(西部建筑抗震勘察設(shè)計(jì)研究院710054西安)

1、前言

    承載力是樁基工程檢測(cè)的一項(xiàng)主要內(nèi)容。目前較為廣泛地用來(lái)檢測(cè)基樁承載力的兩種方法，是單樁靜載荷試驗(yàn)和高應(yīng)變動(dòng)力試樁法。

    靜載荷試驗(yàn)是確定單樁承載力最可靠的方法，但它具有試驗(yàn)周期長(zhǎng)、試驗(yàn)費(fèi)用高等缺點(diǎn)，使得試驗(yàn)數(shù)量受到了極大的限制。高應(yīng)變動(dòng)力試樁法具有試驗(yàn)周期短、試驗(yàn)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地補(bǔ)充和部分取代傳統(tǒng)的靜載荷試驗(yàn)，增加試樁數(shù)量。受自身特點(diǎn)和人們對(duì)它認(rèn)識(shí)程度的限制，高應(yīng)變動(dòng)力試樁法比單樁靜載荷試驗(yàn)具有較大的誤差。

    對(duì)于摩擦端承樁而言，在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載主要由樁端阻力承受。一般情況下，摩擦端承樁靜載試驗(yàn)的Q—s曲線呈緩變形狀，只有在沉降達(dá)到較大值時(shí)，樁端阻力才能充分發(fā)揮。對(duì)于此類(lèi)樁，高應(yīng)變動(dòng)力試樁產(chǎn)生的位移小，端阻力不能充分激發(fā)，使得高應(yīng)變承載力分析結(jié)果具有更高的誤差。

    本文通過(guò)3根混凝土預(yù)制靜壓樁的靜、動(dòng)對(duì)比試驗(yàn)分析，對(duì)摩擦端承樁高應(yīng)變承載力誤差進(jìn)行定量分析。

2、工程地質(zhì)條件概述

    場(chǎng)地土層上部主要為第四系上更新統(tǒng)黃土、古土壤、粉質(zhì)粘土，可塑～硬塑，厚度18.50~20.20m。場(chǎng)地土層下部主要為中粗砂，中密一密實(shí)，厚度9.90~12.30m。中粗砂頂面下80cm夾粉土透鏡體。

    3根試樁有效樁長(zhǎng)13.50m，樁截面450mm×450mm。樁身處于黃土、古土壤、粉質(zhì)粘土層，樁端位于中粗砂層頂部。

    按照設(shè)計(jì)思想，中粗砂層為主要持力層，側(cè)摩阻力與端阻力各占50％左右。

3、高應(yīng)變承載力試驗(yàn)結(jié)果

    按照高應(yīng)變動(dòng)力試樁法，對(duì)Sl、S2、S3試樁進(jìn)行了單樁豎向極限承載力測(cè)試，實(shí)測(cè)波形圖與擬合分析結(jié)果圖見(jiàn)圖1～圖3。

    從高應(yīng)變實(shí)測(cè)曲線形態(tài)觀察，樁端反射特征較明顯，力和速度時(shí)程曲線在樁端處的距離較近，具有摩擦端承樁力一速度時(shí)程曲線特征。

    高應(yīng)變承載力采用實(shí)測(cè)曲線擬合法分析計(jì)算，其樁土參數(shù)按已有的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并參考規(guī)范提供的參數(shù)選取，樁土主要參數(shù)及承載力擬合計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。   

表1高應(yīng)變動(dòng)力試樁結(jié)果匯總表

    由于實(shí)測(cè)曲線擬合法的解不是唯一解，其強(qiáng)調(diào)的是樁土參數(shù)的合理性與擬合質(zhì)量。表l中的參數(shù)較為合理，從動(dòng)測(cè)角度評(píng)價(jià)，其承載力應(yīng)是一個(gè)普遍認(rèn)可的結(jié)果。

4、單樁豎向靜載試驗(yàn)結(jié)果

    高應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試后，對(duì)三根試樁進(jìn)行了單樁豎向靜載荷試驗(yàn)，其荷載與沉降關(guān)系見(jiàn)表2，Q—S、s—lgt曲線見(jiàn)圖4～圖6。

表2靜載試驗(yàn)荷載與沉降關(guān)系表

    三根試樁在各級(jí)荷載作用下沉降逐漸增大，均達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。Q—s曲線呈緩變形狀，曲線尾部未出現(xiàn)陡降。S-lgt曲線在各級(jí)荷載下均較平直，尾部未出現(xiàn)明顯下彎現(xiàn)象。

    由于Q—s曲線呈緩變型，取與樁頂沉降s=40mm對(duì)應(yīng)的荷級(jí)值為單樁豎向極限承載力，確定三根樁單樁豎向極限承載力分別為4000kN、3600kN、3400kN。

5、承載力動(dòng)靜對(duì)比分析

    將高應(yīng)變動(dòng)力試樁法與靜載荷試驗(yàn)結(jié)果列于表3。可見(jiàn)，采用高應(yīng)變實(shí)測(cè)曲線擬合法分析計(jì)算，其單樁豎向極限承載力較靜載試驗(yàn)結(jié)果低25％以上。

表3動(dòng)靜試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表

    三根試樁靜載試驗(yàn)的Q—s曲線呈緩變狀，沉降隨試驗(yàn)荷載緩慢增加，致加載終止也未出現(xiàn)陡降現(xiàn)象。端承力逐漸增加是曲線呈緩變狀的主要原因。試驗(yàn)表明，當(dāng)樁體發(fā)生較大的沉降后(s>40mm)，端承力才能得到較好發(fā)揮。

    對(duì)于高應(yīng)變動(dòng)力試樁法而言，在沖擊荷載作用下樁頂僅產(chǎn)生幾個(gè)毫米的動(dòng)位移。對(duì)比表3中的實(shí)測(cè)結(jié)果，最大動(dòng)位移約為靜載試驗(yàn)最大沉降量的1／7～1／9，顯然難以使端承力充分激發(fā)。這就是摩擦端承樁高應(yīng)變動(dòng)測(cè)結(jié)果誤差較大的原因所在。

    對(duì)于摩擦端承樁高應(yīng)變動(dòng)力試樁而言，所激發(fā)的端阻力較小。無(wú)論試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)人員多么精心，無(wú)論怎樣改進(jìn)動(dòng)測(cè)試驗(yàn)方法，若不能使樁產(chǎn)生足夠的位移，承載力動(dòng)測(cè)結(jié)果存在較大誤差的缺陷是難以克服。

6、結(jié)束語(yǔ)

    高應(yīng)變動(dòng)力試樁法對(duì)摩擦端承樁承載力測(cè)試存在較大的誤差，其原因不可能簡(jiǎn)單地進(jìn)行幾組傳統(tǒng)的動(dòng)靜對(duì)比試驗(yàn)就能完全明了。在此類(lèi)工程樁檢測(cè)中應(yīng)優(yōu)先選用靜載試驗(yàn)，若采用高應(yīng)變動(dòng)力試樁法進(jìn)行檢測(cè)且承載力結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，不能就此結(jié)束，須用靜載試驗(yàn)法作進(jìn)一步驗(yàn)證。 

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)

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