砼灌注樁豎向承載力的確定

張華華,胡在榮，肖功亞，王要超

（1.中國(guó)中材國(guó)際工程股份有限公司,江蘇南京211100；2.江蘇天宇建設(shè)集團(tuán)有限公司，江蘇揚(yáng)州225000；3.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所，江蘇南京211100）

砼灌注樁豎向承載力的確定

張華華*1,胡在榮2，肖功亞3，王要超1

（1.中國(guó)中材國(guó)際工程股份有限公司,江蘇南京211100；2.江蘇天宇建設(shè)集團(tuán)有限公司，江蘇揚(yáng)州225000；3.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所，江蘇南京211100）

通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算和靜載試驗(yàn)，分別得出砼灌樁理論計(jì)算豎向承載力和試驗(yàn)豎向承載力，對(duì)比兩者的差別，分析了產(chǎn)生偏差的原因，并確定樁最終的豎向承載力，為工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)，節(jié)約了工程成本，縮短了工期。

砼灌注樁；豎向承載力；樁靜載試驗(yàn)

1　概述

砼灌注樁在工程實(shí)踐中應(yīng)用廣泛，豎向荷載承載力的確定，不僅關(guān)系項(xiàng)目的質(zhì)量，還關(guān)系項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)成本，本文通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算和靜載試驗(yàn)，最終確定樁豎向荷載承載力，為工程設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

2　樁豎向承載力

樁豎向承載力指單樁在豎向荷載作用下，不喪失穩(wěn)定性、不產(chǎn)生過大變形時(shí)的承載能力。承載力取決于2個(gè)部分，一是樁側(cè)土的阻力，二是樁端土的阻力。

根據(jù)《公橋基規(guī)》所用經(jīng)驗(yàn)公式：

單樁允許承載力［P］=［樁側(cè)極限摩阻力Psu+樁底極限阻力Ppu］/安全系數(shù)

式中：［P］——單樁軸向受壓允許承載力，kN；

U——樁的周長(zhǎng)，m；

Li——樁在承臺(tái)底面或最大沖刷線以下的第i層土層中的長(zhǎng)度，m；

τi——與Li相對(duì)應(yīng)的各土層與樁側(cè)的極限摩阻力，kPa；

A——樁底面積，m2；

σR——樁底處上的極限承載力，kPa；

αi、α——振動(dòng)下沉對(duì)各土層樁側(cè)摩阻力和樁底抵抗力的影響系數(shù)。

3　工程實(shí)例

本文以海外某一工程灌注樁為例，對(duì)樁的承載力進(jìn)行計(jì)算、分析。該工程位于紅海邊，地質(zhì)條件良好，土質(zhì)為砂地，土質(zhì)參數(shù)見表1。

表1　土層的物理力學(xué)指標(biāo)

根據(jù)公式（1）計(jì)算樁基承載力，見表2。

4　通過靜載試驗(yàn)確定單樁豎向承載力

4.1試驗(yàn)方法、終止加載條件

（1）加載：逐級(jí)等量加載，分級(jí)荷載宜為最大加載量或預(yù)估極限承載力的1/10，其中第一級(jí)可取分級(jí)荷載的2倍。

滿足連續(xù)2h內(nèi)每小時(shí)的樁頂沉降量不超過0.1mm的相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，施加下一級(jí)荷載，每級(jí)荷載施加后按第5、15、30、45、60min測(cè)讀樁頂沉降量（及樁側(cè)阻力與樁端阻力），以后每隔30min測(cè)讀1次。

（2）卸載：分級(jí)卸載，每級(jí)卸載量取分級(jí)加載量的2倍。每級(jí)荷載維持1h，按第15、30、60min測(cè)讀測(cè)試值。卸載至零后，測(cè)讀樁頂殘余沉降量，維持3h，測(cè)讀時(shí)間為第15、30min，以后每隔30min測(cè)讀1次。

4.2終止加荷條件

（1）某級(jí)荷載下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的5倍。

（2）某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。

（3）已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載量。

（4）工程樁做錨樁時(shí)，錨樁上拔量已達(dá)到允許值。

（5）當(dāng)荷載—沉降曲線呈緩變型時(shí)，加載至樁頂總沉降量達(dá)60～80mm；特殊情況下，根據(jù)具體要求加載至樁頂總沉降量超過80mm。

4.3樁承載力確定

本工程共9根試驗(yàn)樁，分3個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域3根。并根據(jù)以上試驗(yàn)方法對(duì)9根樁進(jìn)行加載試驗(yàn)，加載數(shù)據(jù)見表3。

確定單樁極限承載力：

表2　樁理論計(jì)算承載力表

表3　樁靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

（1）P-S曲線有明細(xì)陡降點(diǎn)，取陡降點(diǎn)Pj為極限承載力值；

（2）P-S曲線呈緩變形時(shí)，取S=40mm對(duì)應(yīng)Pj值。

再根據(jù)公式（2）確定單樁豎向允許承載力：

式中：［P］——單樁豎向受壓允許承載力，kN；

Pj——試樁的極限荷載，kN；

K——安全系數(shù)，一般為2。

極限荷載和軸間允許承載力見表4。

5　結(jié)論

表4　樁靜載試驗(yàn)承載力表

（1）對(duì)比表2和表4，可以明顯看出，通過靜載試驗(yàn)確定樁承載力，比經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值的提高了1倍，最后工程設(shè)計(jì)采用了試驗(yàn)確定的承載力值。

（2）造成兩者偏差比較大，一方面是勘察報(bào)告中的地基承載力偏于保守，導(dǎo)致樁的理論承載力偏低。

（3）另一方面是本工程樁施工直接鉆機(jī)旋挖成孔，未采取泥漿護(hù)壁，導(dǎo)致樁砼充盈系數(shù)比較大，特別是區(qū)域2的樁充盈系數(shù)達(dá)到1.3，這也導(dǎo)致樁實(shí)際承載力比理論計(jì)算承載力大。

（4）根據(jù)靜載試驗(yàn)，進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使樁基工程設(shè)計(jì)量減少一半，不僅降低了工程的成本，而且節(jié)約了工程施工時(shí)間。

Determination of Vertical Bearing Capacity of Concrete Filling Pile

ZHANG Hua-hua，Hu Zai-rong，Xiao Gong-ya，WANG Yao-chao
（Sinoma International Engineering Co.，Ltd，Nanjing Jiangsu 211100，China）

The each vertical bearing capacity come from theoretical calculation and test for concrete filling pile were obtained by empirical formula calculation and static loading test.Comparing the difference between the two capacity，the paper analyzes the cause of the deviation，and gets the final vertical bearing capacity of pile，which provides a basis for engineering design，reduces the project cost and saves the construction time.

concrete filling pile；vertical bearing capacity；static load test of pile

TU473.1

B

1004-5716（2016）01-0174-03

2015-01-28

2015-01-30

張華華（1981-），男（漢族），江蘇鹽城人，工程師，現(xiàn)從事工程總承包項(xiàng)目管理工作。