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1、山洞电厂试桩及桩身承载力评价 摘 要 通过试验桩的全过程提取冲孔灌注桩身承载力，试验内容包括：钢筋应力计、静载、大应变、小应变;结论采用动静对比法得出建议结果，确定竖向力、水平力、抗拔力设计承载力统计特征值。关键词 试桩；钢筋计；静载；桩身承载力；桩身设计承载力统计特征值1 前言1.1工程概况越南山洞热电厂（2110MW）工程，厂址位于越南社会主义共和国北江省山洞县境内的Dongri煤矿附近,地处山区，道路条件差，交通不便。原场地起伏较大，山沟部分是回填土，不能满足上部结构对地基的要求，原状土层存在较多孤石, 根据初步设计阶段的岩土工程勘察报告和施工图阶段的试桩技术要求，对厂区主要建筑物的地基
2、处理拟采用冲孔灌注桩方案。1.2、试验目的（1）确定单桩竖向、水平向和抗拔承载能力及其控制指标；(2）确定各层土的桩侧摩阻力、桩端持力层的端阻力及摩阻力；（3）确定单桩在高（低）应变动荷下与静荷载试验相关关系；(4）确定桩端进入持力层的合理深度；1.3 试验原则及试验内容1.3.1 试验原则根据试桩任务书的要求，确定此次试桩的原则为：（1） 选择适宜试桩位置，尽可能保证试桩成果有代表性；（2） 试桩区域的3根试桩中应有1根做破坏性试验或3倍的估算单桩承载力设计值，其余按不小于估算单桩承载力设计值的2.0倍加载；（3） 每个试桩区域的3根试桩中应有2根试桩做水平载荷试验；（4） 不同长度的桩各选
3、择2根试桩进行桩身应力应变测试；3根试桩均进行高应变测试，其余所有试桩和抗拔桩均进行低应变测试；1.3.2 试验内容（1）竖向静载荷试验;（2）应力应变试验;（3）水平抗力试验;（4）抗拔试验（5）动力锤击试验（6）对施工工艺进行试验2 场地岩土工程条件(略)3. 试验方案设计3.1 试验位置及试桩布置根据设计提供的灌注桩试桩技术要求，依回填土的厚度分为两个试验区（A,C）设计确定的试桩区。 3.2 试桩设计参数 冲孔灌注桩试桩设计及施工参数 试验目的桩号桩径（mm）设计承载力设计桩顶标高试验标高主筋螺旋箍筋加劲筋龄期抗压A1，A2,C1,C2100010500 kN117.5123.516f
4、20f10100f10200f10300f18150028天抗压C3,A315000kN117.5123.5同上同上同上28天抗拔B1D11500kN1950kN117.5123.5同上同上同上28天水平力C1A2480kN 123.5117.5同上同上 同上28天注： （1）选用第三系基岩（中等风化层）作为桩端持力层。（2）灌注桩参数： 混凝土等级：C25; 钢筋：主筋（II级）；箍筋（I级）；加劲筋（II级;螺旋箍筋范围：距桩顶1.5m范围内间距100mm，1.5-8.5m范围内间距200mm，其余范围内间距300mm。4 试桩成桩工艺4.1 冲孔灌注桩介绍及施工 为保证钢筋计安装的准确性
5、对称安放钢筋计的桩位进行了详细的钻探。(超前钻勘探资料略)施工设备：采用中国制造的KP-1500型冲孔桩机，最大允许成桩直径1500mm；PM3P型的泥浆泵，配备12t汽车吊一台，其他辅助设备若干。 山洞电厂冲孔桩试验施工统计表试桩编号桩身入土（m）桩尖入岩（m）混凝土(m3)充盈系数A131.3135.41.4A221.2120.81.19A315.61161.23B121.4127.21.36C19.5112.751.5C28.619.811.3C310.319.761.1D18.619.811.3合计126.58141.534.2 桩头的制作试桩顶部应制作桩头，桩头配置加密钢筋网23层，
6、和以薄钢板圆筒做成加箍筋与桩顶混凝土浇成一体，混凝土强度等级为C40，其尺寸及配筋按照加载设备和测试设备要求制作。5 试验检测与结果5.1 单桩竖向抗压静载试验5.1.1 试验方法本次冲孔桩的竖向抗压静力载荷试验按照中国建筑基桩检测技术规范 (JGJ 106-2003 J 256-2003)第四章所规定的标准执行。试验装置及现场情况见右照片：5.1.2 单桩竖向极限承载力的确定方法1)当Q-S曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且桩顶总沉降量达到40mm；2)桩顶总沉降量达到40mm后，继续增加2级或2级以上荷载仍无陡降段。 5.1.3 桩试验结果A组垂直静载试桩结果汇总表(曲线图略)桩号桩长（
7、m）Q-S曲线的第一拐点S-Lg t曲线的第一拐点Q-S曲线的第二拐点允许承载力（t）极限承载力(t) A132.3不明显6000 kN10500 kN5000 kN10500 kNA222.24500 kN6000 kN10500 kN5000 kN10500 kNA316.66000 kN7500 kN15000 kN6000 kNC组垂直静载试验结果汇总表(曲线图略)桩号桩长（m）Q-S曲线的第一拐点Q-Lg t曲线的第一拐点Q-S曲线的第二拐点允许承载力（t）极限承载力(t) C110.54500 kN4500 kN 10500 kN4500 kN 10500 kNC29.64500
8、kN6000 kN 10500 kN4500 kN 10500 kNC311.3不明显不明显9000 kN4500 kN9000 kN说明：C3桩加载到12000 kN 时达到破坏荷载，没有加载到15000 kN ，桩长较短主要承载力为端承力，从施工和加载情况分析是桩底沉渣过厚原因。5.2 单桩竖向抗拔静载试验本次钻孔桩的竖向抗拔静载试验按照中国建筑基桩检测技术规范 (JGJ 106-2003 J 256-2003)第五章所规定的标准执行。 抗拔力试验结果汇总表( 曲线图略)桩号桩长（m）U-曲线的第一拐点-Lg t曲线的第一拐点U-曲线的第二拐点允许抗拔力（t）极限抗拔力(t) B122.4
9、300 kN450 kN 1950 kN800 kN 1950 kND19.6450 kN750 kN 1500 kN750 kN 1500 kN说明： 试验D1桩时荷载加至1500 kN桩身和钢筋都没有达到极限，因此试验B1桩时荷载在1500 kN后继续往上加，至1950 kN抗拔装置出现严重变形，为确保试验安全停止了试验。试验发现，由于试验桩底端嵌入岩石1m，该试桩的极限抗拔强度将主要取决于钢筋的抗拉强度,允许抗拔力可取750 kN。5.3 单桩水平静载试验本次钻孔桩的水平静载试验按照中国建筑基桩检测技术规范 (JGJ 106-2003 J 256-2003)第六章所规定的标准执行。 使用
10、2块百分表作为读数仪表，上表和下表的间距为500mm，所有百分表均经过越南国家计量单位进行了标定。 水平静载试验结果汇总表桩号桩长H-Y0曲线的第一拐点H-Y0/H曲线的第一拐点H-Y0/H曲线的第二拐点LgH0-LgX0曲线的第一拐点钢筋计H-g突变点允许水平力（t）极限水平力(t) C19.6m240 kN240 kN 360 kN240 kN240 kN200 kN480 kNA222.2m360 kN360 kN不明显360 kN360 kN320 kN480 kNC1桩水平力5.4 桩身应力测试5.4.1 测试原理计算公式轴力计算Pgik（f02fi2 ）式中：Pgi第i次测量的钢筋
11、拉（压）力，i=1、2、3；f0初始频率；fi实测频率；k钢筋计灵敏度系数；试桩弹模应为：E=Es16 Ag+Ec(A-16Ag)/A (-2)计算得：F1000试桩弹模为3.132104MPa，F800试桩弹模为3.138104MPa；* 计算桩身混凝土截面应力sh：shi (-3) * 计算桩身截面轴力N：NishiA (-4)* 计算桩身侧摩阻力qs：qsi (-5)qsi为每段地层Hi 的侧摩阻力； D为桩的直径；DNi为地层的上下界面的轴力差。钢筋计测试表格整理如下( 试验记录略)1) 垂直(水平)应力测试记录表;2) 垂直(水平)应力测试加载时间内读数计算表;3) 垂直(水平)钢筋
12、计应力计算表;4) 垂直应力测试桩身砼应力计算表;5) 垂直应力测试桩身轴力计算表;6) 垂直应力测试桩身摩擦力计算表;7) 桩竖向抗压桩身轴力分布图;(H-Q)8) 桩身竖向抗压侧阻力分布图; (h-qs)9) 竖向抗压桩端-阻力荷载分布;(D-Q)10) 桩水平力试验桩身应力分布图; (水平H-h-g)11) 桩身水平力-最大弯矩截面钢筋应力图; (水平H-g)5.4.2测线安装及测试(钢筋计安装埋设记录略) 5.4.3 竖向抗压桩桩身应力测试结果A1、A2钢筋计抗压测试分析试验项目桩号桩长(m)加载1050T端承力D-Q曲线拐点主要摩擦力受力深度(m)明显转向端承载荷中风化层摩擦力发挥桩
13、端阻力增长趋势抗压A132.34300 kN没有-7-10m及-30 m下10500 kN以上良好很好抗压A222.24500 kN没有-17m以下10500 kN一般很好说明:A1桩在-7m左右偏桩，经过修孔,孔径较大,此处摩擦力增长明显。C1、C2钢筋计抗压测试分析: ( 试验记录及报告略)试验项目桩号桩长加载1050T端承力D-Q曲线拐点主要摩擦力受力深度明显转向端承荷载中风化层摩擦力发挥桩端阻力增长趋势抗压C19.6m6250 kN 没有-4m以下良好10500 kN 以上良好良好抗压C28.6m6600 kN 没有-4m以下均匀7500 kN 一般很好5.4.4 单桩水平静载试验桩身应力测试结果C1钢筋计水平测试分析:试验项目桩号桩长加载48T最大拉应力明显反弯点位置H-g第一拐点H-g第二拐点土侧压
