轨道交通大直径灌注桩承载性能试验研究思路

王月刚，崔冬梅,孙蕴甜

（1.青岛地铁集团有限公司,山东 青岛 266000;2.山东省建筑材料工业设计研究院,济南 250000）

轨道交通大直径灌注桩承载性能试验研究思路

王月刚1，崔冬梅2,孙蕴甜1

（1.青岛地铁集团有限公司,山东 青岛 266000;2.山东省建筑材料工业设计研究院,济南 250000）

依托济南市轨道交通R1线高架段工程，提出一种研究轨道交通大直径灌注桩承载性能试验研究思路，通过研究以期达到优化桩基设计、控制大直径灌注桩成桩质量并提出济南市典型地质条件下大直径灌注桩施工质量验收技术的目的。

轨道交通;大直径灌注桩;承载性能

0 前言

济南市轨道交通建设中存在的复杂地质条件、多种基桩类型与尺寸等因素，对轨道交通桩基工程的承载要求、变形控制、稳定性、施工质量提出了更高的要求，给济南市轨道交通桩基工程的设计与施工造成较大困扰，进而埋下安全隐患或增加工程总造价与施工工期。为确保济南市轨道交通工程安全、合理控制工程造价与施工工期，开展济南市轨道交通大直径桩承载性能试验研究具有重大的社会效益和经济效益。

1 国内外研究现状

大直径桩一般是指直径等于或大于800mm的桩，它的使用可以显著提高桩的承载力，在桩长不变的情况下，增大桩径可使桩侧面积、底面积增大，从而使得单桩的极限承载力得以提高[1]。目前国内外学者多针对大直径灌注桩荷载传递的一般规律进行了研究，研究方法采用试验、数值模拟、理论分析等方法，而很少针对特定地质条件下大直径摩擦桩、柱桩等不同桩型的侧阻力、端阻力取值、嵌岩桩侧、端阻力发挥程度及嵌岩深度影响开展研究。

对于大直径灌注桩成桩质量的研究，多集中在成桩质量检验方法的研究[2]，较少涉及施工工艺、地质条件对大直径灌注桩成桩质量的影响和控制技术方面的研究。

2 主要研究内容

2.1 济南市典型地质条件下大直径摩擦桩、柱桩的承载性能研究

1）桩身荷载传递规律；

2）不同岩土层的桩侧、端阻力取值及影响因素；

3）嵌岩桩侧、端阻力发挥程度及影响因素；

4）桩身压缩量及影响因素。

2.2 济南市典型地质条件下大直径灌注桩成桩质量研究

1）大直径灌注桩成孔质量及影响因素，包括施工机具、工艺流程、地层条件等影响因素；

2）大直径灌注桩桩身完整性、沉渣厚度及影响因素。

2.3 斜坡地基（基岩）上的嵌岩桩承载性能及稳定性研究

R1线高架段某地质单元区局部基岩面埋深较浅，基岩面倾角较大，例如K4+288～K5+142里程范围内达到基岩面倾角5°～18°，倾斜率9%～32%。该区域内嵌岩桩两侧覆盖土层厚度不相等，长期作用下有可能对桩基产生水平推力，影响桩基稳定性，危及工程安全。

2.4 振动荷载作用下基桩承载性能研究

桩基不均匀沉降是危及轨道交通安全的重要因素之一，而轨道交通车辆振动荷载，特别是运营后的振动荷载长期影响，对桩基承载性能（包括桩基沉降）会有较大影响。

3 研究思路

依托济南市轨道交通R1线高架段工程，选择典型地质条件剖面进行足尺模型试验，一次进行成桩质量检验、单桩竖向抗压静载试验与内力测试，研究典型地质条件下大直径摩擦桩、柱桩等不同桩型的荷载传递规律，确定不同岩土层的极限侧阻力、端阻力取值，提出嵌岩深度对嵌岩桩侧、端阻力发挥程度的影响，为优化设计提供依据；结合试验桩施工及测试结果，研究施工工艺、典型地质条件对大直径灌注桩成桩质量的影响，为桩基施工提供参考。具体技术路线如下：

1）调研和资料收集；2）优化技术路线，制定试验方案；3）试验桩桩孔位置岩土层划分；4）试验过程监控与测试元件埋设；5）试验桩成孔直径测试；6）声波透射法测试；7）单桩竖向抗压静载试验；8）桩身内力测试；9）钻芯法检测；10）基桩承载性能分析；11）基桩成桩质量分析；12）基桩侧、端阻力取值及嵌岩深度；13）基桩施工质量控制与验收技术。

图1 成孔质量测试仪器

图2 成孔质量测试仪器

4 结论

通过提出一种研究轨道交通大直径灌注桩承载性能试验研究思路预期达到以下目的：

（1）济南市典型地质条件下大直径摩擦桩、柱桩等不同桩型的极限侧阻力、端阻力取值，嵌岩桩侧、端阻力发挥程度及影响因素，为优化桩基设计提供依据。（2）桩基施工工艺、典型地质条件对大直径灌注桩成桩质量的影响及控制技术，为桩基施工质量控制提供依据。（3）提出济南市典型地质条件下大直径灌注桩施工质量验收技术。

[1]朱骏.大直径桩承载性状理论分析[D].南京：南京工业大学,2004.

[2]陆志华,褚光,高建忠.大直径灌注桩的桩身完整性检测[J].上海地质,2006(01)：13-32.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.075

王月刚（1983-）,男,山东平度人，研究生,中级职称,主要从事轨道交通结构方向研究。