巖溶地質(zhì)樁基自平衡靜載試驗(yàn)成果研討

簡(jiǎn)易明，童 濤，危斯敏

江西省勘察設(shè)計(jì)研究院，江西南昌 330095

巖溶地質(zhì)樁基自平衡靜載試驗(yàn)成果研討

簡(jiǎn)易明，童 濤，危斯敏

江西省勘察設(shè)計(jì)研究院，江西南昌 330095

近些年，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及人們生活水平的日益提高，再加上國(guó)家加大了對(duì)交通、水利等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度，極大的促進(jìn)了建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。但由于我國(guó)的地理環(huán)境比較復(fù)雜，因此在工程施工作業(yè)過程中經(jīng)常會(huì)碰到各種各樣的情況，所以這就需要我們?cè)谑┕ぷ鳂I(yè)時(shí)，結(jié)合工程特點(diǎn)以及施工環(huán)境來切實(shí)做好工程的施工建設(shè)。本文就以巖溶地質(zhì)樁基為例，通過平衡靜載試驗(yàn)來對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的探究與討論。

基礎(chǔ)設(shè)施；巖溶地質(zhì)；樁基；平衡靜載試驗(yàn)

應(yīng)該說，在現(xiàn)階段的工程建筑作業(yè)過程中，由于我國(guó)的地理環(huán)境比較復(fù)雜，因此會(huì)碰各種不同類型的地質(zhì)環(huán)境。就拿巖溶地質(zhì)來說，由于其多處于溶溝以及溶洞中，因此選擇使用自平衡測(cè)試來進(jìn)行相應(yīng)的靜載試驗(yàn)以及軸向應(yīng)力測(cè)試，可以對(duì)樁基自身的承載力以及承載特性還有樁端阻力進(jìn)行科學(xué)有效的分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)為類似地質(zhì)情況的工程施工建設(shè)提供相關(guān)的數(shù)據(jù)參考。

1 自平衡靜載試驗(yàn)的重要原理以及實(shí)際應(yīng)用

在工程施工作業(yè)過程中，由于其自身的試樁加載噸位相對(duì)較大，所以選擇使用的靜載試驗(yàn)就如同以往的堆載試驗(yàn)一樣，因受其自身的條件限制而最終導(dǎo)致無法完成。因此我們?cè)谑┕そㄔO(shè)過程中，可以選擇使用自平衡試樁的方法來對(duì)該種地質(zhì)的樁基進(jìn)行相應(yīng)的靜載試驗(yàn)。從某種意義來說，我們所選擇使用的自平衡試樁因其所實(shí)際占用的場(chǎng)地相對(duì)較小，因此操作起來比較方便，而且花費(fèi)的費(fèi)用相對(duì)較低，并節(jié)約了大量的時(shí)間，還能夠在完成大噸位加載的同時(shí)，來有效的克服和解決各種不利地形所帶來的一些負(fù)面影響。在作業(yè)時(shí)，如果選擇使用以往的堆載平臺(tái)或者是傳統(tǒng)的錨樁反力架，不僅會(huì)導(dǎo)致其操作流程復(fù)雜起來，而且所產(chǎn)生的成本還會(huì)相對(duì)較高。所以，我們不能否認(rèn)在使用這種方法進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，通過使用自平衡試樁往往還具有以下優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)⑺显嚇兑约捌碌卦嚇哆€有基坑底試樁能應(yīng)用到該試驗(yàn)中來。

簡(jiǎn)單來說，自平衡試驗(yàn)樁，是現(xiàn)階段工程施工作業(yè)過程中，比較接近于當(dāng)前豎向抗壓樁的一種先進(jìn)的試驗(yàn)方法。其自身所需要的加載設(shè)備往往需要將荷載箱依據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn)逐漸的埋設(shè)到樁身平衡點(diǎn)處的。因此在試驗(yàn)過程中，從其樁頂處通過使用相應(yīng)的高壓油管來對(duì)這幾個(gè)荷載箱充加壓力，以使得箱頂可以同箱底逐漸的分離開來，會(huì)產(chǎn)生一些向上或者是向下的某種推動(dòng)力。進(jìn)而在工程建設(shè)中，將樁基周圍土體的端阻力以及側(cè)阻力調(diào)動(dòng)開來，直至破壞。此外在工程施工建設(shè)過程中，可以將樁基側(cè)面處的土摩阻力以及相應(yīng)的樁端阻力經(jīng)過相應(yīng)的疊加方法而將其自身的樁基抗壓力給添加到極限承載力中。

2 對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析與討論

2.1 極限承載力

在我們所熟知的自平衡方法中，所得出的相關(guān)荷載值以及位移曲線其整體表示如圖所示，所得出的數(shù)據(jù)結(jié)果需要按照標(biāo)準(zhǔn)和流程進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換，并通過傳統(tǒng)的靜載試驗(yàn)將其在樁頂位移曲線中顯示出來。

從圖1我們可以看出，兩個(gè)樁體之間的等效轉(zhuǎn)換應(yīng)該是緩變型的，但當(dāng)整個(gè)樁體正端處的阻力值沒有充分的發(fā)揮出來時(shí)，其自身最大的位移數(shù)，所相以對(duì)應(yīng)的實(shí)際荷載值應(yīng)該是當(dāng)前極限承載力7～11#，而相應(yīng)的試樁承載力則應(yīng)該是212805kN，所以與之對(duì)應(yīng)的位置距離應(yīng)該為20.77mm。這個(gè)所使用的極限承載力值是170410，所產(chǎn)生的相對(duì)位移則需要不斷的滿足其當(dāng)前的設(shè)計(jì)來完成。

圖1 試樁等效轉(zhuǎn)換曲線

2.2 承載特性

在現(xiàn)階段的施工作業(yè)過程中，其樁基兩端處的承載力都是將其樁基兩側(cè)的摩阻力來作為其主要力，從其性質(zhì)上看是屬于一種端承摩擦力。而且其樁基所處的持力層正屬于那種弱風(fēng)化巖。因而其樁基的樁端處所不斷伸入的巖層可以算得上是嵌巖樁。由于受到一定作用力的影響，樁端處原有的承載力并沒有將其應(yīng)有的作用充分有效的發(fā)揮出來，所以自身還有很大的潛力。

但我們也不難看出，在開始進(jìn)行試樁加載時(shí)，其樁上部分位置開始同土地逐漸形成相位對(duì)移，進(jìn)而導(dǎo)致樁側(cè)摩阻力被激活。雖然在這個(gè)過程中，它所產(chǎn)生的位移量相對(duì)較小，也只有區(qū)區(qū)的2～3mm，但其之間的摩阻力卻已經(jīng)將其發(fā)揮到一個(gè)很大的程度，大約要占其最終摩阻力值的80%左右。當(dāng)然，這同作業(yè)過程中，其樁基周圍處的土壤是有著密切關(guān)聯(lián)的。結(jié)合當(dāng)前第的施工現(xiàn)狀來說，我們將巖溶性地質(zhì)大體劃分成為3個(gè)層次，其中最表層的一個(gè)層次是漂石層，然后依次往下就是相對(duì)比較薄弱的溶溝石芽層，接著就是最底層的灰?guī)r層。整個(gè)分層過程中，由于樁基周圍的巖層，其自身的圖土層的彈性值相對(duì)較大，所以對(duì)周圍的樁基產(chǎn)生較大的圍壓值。依據(jù)相應(yīng)的公式還有計(jì)算方法，我們不難得出對(duì)樁土位移產(chǎn)生一定抵抗作用的剪切力是非常大的。但從另一層次來看，它對(duì)激活施工作業(yè)過程中，樁基周邊的摩阻力所產(chǎn)生的位移值的影響卻相對(duì)較小，也就是在2～3mm。這就同樁基除土層是砂土或者是粘土的情況有所區(qū)別。但當(dāng)樁基的兩側(cè)是巖土層時(shí)，我們只需要很小的一個(gè)相對(duì)位移只就能夠使得當(dāng)前樁基側(cè)邊處的摩阻力達(dá)到一定的極限值。單從這一點(diǎn)來看，其就具有很重要的指導(dǎo)意義。但從另外一個(gè)層次來說，極端阻力值從最初就開始不斷的將其作用有效的發(fā)揮出來，但隨著自身的加載值慢慢的發(fā)生變化，其樁端阻力所需要承載的荷載力也正在逐漸的發(fā)生變化，也就是在不斷的增大。而當(dāng)整個(gè)樁土位移值超過2mm之后，那么極端處的阻力值就會(huì)同樁土之間的相對(duì)位移值停留在一條直線上。但當(dāng)整個(gè)加載過程中完成之后，這條直線并沒有絕對(duì)明顯的變化，那么就說明一直等到這個(gè)加載全部完成之后，其樁端處的灰?guī)r層卻始終處于一種彈性階段，沒有真正的將其承載力充分的發(fā)揮出來。所以在這種情況之下，其原本的承載安全系數(shù)就已經(jīng)足夠了。

3 總結(jié)

應(yīng)該說，在現(xiàn)階段的工程建筑作業(yè)過程中，由于我國(guó)的地理環(huán)境比較復(fù)雜，因此會(huì)碰各種不同類型的地質(zhì)環(huán)境。就拿巖溶地質(zhì)來說，由于其多處于溶溝以及溶洞中，因此選擇使用自平衡測(cè)試來進(jìn)行相應(yīng)的靜載試驗(yàn)以及軸向應(yīng)力測(cè)試，可以對(duì)樁基自身的承載力以及承載特性還有樁端阻力進(jìn)行科學(xué)有效的分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)為類似地質(zhì)情況的工程施工建設(shè)提供相關(guān)的數(shù)據(jù)參考。因此這就要求我們現(xiàn)階段在施工作業(yè)過程中，應(yīng)切實(shí)做好相應(yīng)的自平衡靜載試驗(yàn)工作。

[1]李國(guó)文.基樁自平衡法測(cè)試技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].山西建筑，2009，6（35）：56-59.

[2]徐國(guó)翔，王婷婷.自平衡法靜載試驗(yàn)在樁基檢測(cè)中的應(yīng)用[J].浙江建筑，2010，2（03）：14-17.

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1674-6708（2015）150-0066-01