桩基受压承载力估算与静载试验结果对比分析

王 昕 明

(扬州工业职业技术学院建筑工程学院，江苏 扬州 225127)

桩基受压承载力估算与静载试验结果对比分析

王 昕 明

(扬州工业职业技术学院建筑工程学院，江苏 扬州 225127)

通过对某桥梁工程单桩受压承载力的估算值与静载试验成果对比，分析了二者结果差异的原因，并且提出了一些桩基工程设计施工的建议，保证了桩基承载力设计值的准确性。

桩基轴向受压承载力容许值，静载试验，对比分析

目前我国大多数桩基工程都是先设计、再施工。桩基工程的设计是根据地质勘察报告中所提供的桩基设计相关参数和桩基设计规范进行桩基承载力的估算。而在实际工程建设过程中，由于多种客观因素的干扰，勘察工程师很难准确把握桩基设计相关参数，导致估算桩基轴向受压承载力容许值不是偏大就是偏小，给工程安全、工程经济等方面带来损失。现从工程实例入手，对桩基轴向受压承载力容许值的估算和确定进行分析及探讨，提出桩基设计应重视采取多种手段，如对桩基轴向受压承载力容许值的估算、对桩基进行静载试验、采取多种勘察方法等，这样既能满足安全的要求又有较好的经济性。

1 工程概况

该桥梁工程位于天津市团泊新城西区西主干道上，桥梁跨越规划四纬溪，桥梁总长66.62 m。共三跨，跨径布置为：18+24+18=60 m。全桥宽度为40 m，分为上下行两幅桥，桥梁与规划四纬溪正交。边墩处采用四排直径为1.2 m的钻孔灌注桩基础，桩长28 m，全桥共112根，中墩采用四排直径为1.2 m钻孔灌注桩，桩长28 m，全桥共112根。

2 单桩承载力估算

首先根据地质勘查报告提供的桩侧摩阻力为30 kPa和桩端土的承载力估算桩基承载力为90 kPa。并结合JTG D63—2007公路桥涵地基与基础设计规范第5.3.3条，对该工程的钻孔灌注桩单桩轴向受压承载力容许值进行了估算[1]：

(1)

qr=m0λ[[fa0]+k2γ2(h-3)]

(2)

其中，[Ra]为单桩竖向受压承载力容许值，kN；u为桩身周长，m；Ap为桩端截面面积，m2；n为土的层数；li为土层厚度，m；qik为土的摩阻力标准值，kPa;qr为桩端处土的承载力容许值，kPa;

[fa0]为桩端处土的承载力基本容许值，kPa;h为桩端的埋置深度；k2为容许承载力随深度的修正系数；γ2为桩端以上各土层的加权平均重度，kN/m3；λ为修正系数；m0为清底系数。

经计算，单桩竖向受压承载力容许值：1 825 kN。

3 静载试验方法与结果

根据JTG/T F50—2011公路桥涵施工技术规范及设计要求，分别对该工程3根钻孔灌注桩进行静载荷试验，试验要求单桩竖向抗压静载试验最大加载量大于2倍承载力设计标准值，不小于3 650 kN[2]。

现场试验采用慢速维持荷载法采用手动加压千斤顶逐级加载，根据预估单桩承载力特征值的2倍荷载进行试桩检测，共分9级加载和5级卸载，第一级按两倍分级荷载加载。采用混凝土预制块作为反力装置。卸载时每级卸载荷载取加载荷载的2倍。

当出现如下任意一种情况时，认为试桩承载力达到极限状态，即终止加载：1)本级荷载下的桩顶沉降量达到前一级的5倍；2)本级荷载下的桩顶沉降量达到前一级的2倍且24 h内未达到稳定；3)加载产生的反力已达承载力设计标准值的2倍。试桩成果见表1。

表1 试桩成果汇总表

根据试桩成果汇总，绘制Q—s曲线，如图1～图3所示。

静载试验结果分析：1号～3号试桩试验加载到3 650 kN时，本级沉降均未超过上级沉降的5倍，Q—s曲线均未出现陡降段，由于加载值已达到预估单桩承载力特征值的2倍荷载，试桩检测终止加载。由于Q—s曲线均未出现陡降段，说明该三组试桩均可以继续加载，即桩基轴向受压承载力均比估算值大。该工程对该三组桩基进行了桩基完整性检测，桩基不存在缺陷，桩身完整，均为Ⅰ类桩。

4 对比分析原因

通过对桩基轴向受压承载力的估算和进行桩基受压承载力试验可以看出，估算值偏于保守，实际桩基承载力要比估算值大。造成该差异的原因主要有以下几方面：1)地基土组成复杂，场地土性指标具有较大的随机性、离散性和变异性，根据勘察报告所提供的桩基承载力计算参数较难准确估算单桩极限承载力。2)勘察工程师在桩基设计参数取值上都偏于保守，一般都会取实验低值甚至最小值，而没有结合桩基承载力试验进行参数调整。3)桩基试验本身存在误差，会造成试验值和估算值有差异。

针对以上几方面原因，在今后的桩基工程设计施工过程中本文提出以下几方面建议：1)可采用多种勘察手段进行试验，要侧重原位测试，并且结合当地经验进行参数的校正。2)在提供桩基设计参数前，尽量做桩基承载力试验，结合桩基承载力试验值，对桩基设计参数进行修正。3)细化桩基静载试验或者增加试桩根数，使试验数据更接近事实。

在实际工程中，桩基承载力试验只要满足设计值要求就停止加载，所以桩基的极限承载力的确切数值并没有通过试验证实，加之桩基设计参数的保守取值，往往造成很多桩基工程设计过于浪费。对于较大规模的工程，如果在工程勘察阶段就进行试桩试验，看似这个阶段工程造价量增加，其实桩基设计会缩减很多工程量，对于整个工程来讲还是节约了很多资金，获得一定的经济收益。

5 结语

单桩竖向极限承载力是工程设计的重要参数，它直接影响着工程的安全性和经济性。对于重大工程，仅以土工试验和经验公式估算此值，是无法对工程安全性和经济性负责的。应综合分析各种方法以确定其最接近值，为此类型的桩基工程的设计提供参考，保证工程安全可靠，并且节约工程造价，更好地服务于工程建设。

[1] JTG D63—2007，公路桥涵地基与基础设计规范[S].

[2] JTG/T F50—2011，公路桥涵施工技术规范[S].

Comparative analysis of compressive bearing capacity estimated-value of the pile foundation and static load testing results

Wang Xinming

(CollegeofBuildingEngineering,YangzhouVocationalCollege,Yangzhou225127,China)

Through comparing the single-pile compressive bearing capacity estimated-value of the bridge engineering with static load testing results, the paper analyzes causes leading to their similarities and differences, and puts forward some pile foundation engineering design suggestions, with a view to guarantee the designed value accuracy of the pile foundation bearing capacity.

pile foundation axial compressive bearing capacity permitted-value, static load test, comparative analysis

2015-08-20

王昕明(1984- )，男，讲师

1009-6825(2015)31-0044-02

TU473.1

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