NO.2011G01地塊單樁豎向抗壓承載力靜載試驗(yàn)

宋 永 忠

(威海建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，山東 威海 264200)

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NO.2011G01地塊單樁豎向抗壓承載力靜載試驗(yàn)

宋 永 忠

(威海建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，山東 威海 264200)

結(jié)合南京市NO.2011G01地塊的工程地質(zhì)條件，采用了旋挖法鉆孔灌注樁形式，并通過單樁豎向抗壓承載力靜載試驗(yàn)方法，對旋挖法鉆孔灌注樁進(jìn)行了檢測，結(jié)果顯示，抽檢樁基的豎向承載力均滿足設(shè)計(jì)要求，可保證施工質(zhì)量。

鉆孔灌注樁，靜載試驗(yàn)，豎向承載力，巖土工程

1 工程概況

本項(xiàng)目位于南京楠溪江東街以南、恒山路以西，處于長江漫灘地貌，地質(zhì)條件復(fù)雜、較差，主要為淤泥或淤泥質(zhì)粉細(xì)砂，擬建1棟19層辦公樓、1棟9層酒店、4層商業(yè)裙房和3層整體地下車庫，地下室開挖深度約17 m。總用地10 193 m2,總建筑面積65 418 m2。工程樁設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁，施工采用旋挖法成樁，該施工工藝在本區(qū)域尚屬首次應(yīng)用于樓樁工程。為使地基傳力均勻，采用柱網(wǎng)式框架梁結(jié)構(gòu)。樁徑采用700 mm，900 mm兩種，施工樁長為68.9 m～69.6 m?？倶稊?shù)量為626根，本次試驗(yàn)檢測數(shù)量為6根。混凝土強(qiáng)度等級為C35，樁端位于第⑧層棕紅色中分化泥巖內(nèi)，未穿透該土層。本次鉆孔灌注樁單樁豎向抗壓承載力分兩類，其抗壓承載力特征值分別為3 500 kN，5 000 kN，靜載試驗(yàn)過程中最大加載量分別為7 000 kN，10 000 kN。

2 巖土工程地質(zhì)

根據(jù)野外鉆探、原位測試及室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)資料，根據(jù)成因、物理力學(xué)性質(zhì)、形成時(shí)代將勘探揭示深度范圍內(nèi)的巖土劃分為5層，亞層共計(jì)7個(gè)，地質(zhì)情況逐層描述如表1所示。

①層雜填土：顏色多樣，土質(zhì)松散，粉質(zhì)粘土是該層的主要礦物成分，含有少量碎磚、灰渣、混凝土塊等，硬質(zhì)含量約10%～80%，填齡小于5年。場區(qū)普遍分布，厚度：1.50 m～4.80 m,平均2.89 m;層頂標(biāo)高：6.68 m～7.63 m,平均7.01 m。

②層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：淡灰色,流塑～可塑狀，光澤較弱，中等干強(qiáng)度，無搖震反應(yīng)，中等韌性，具有水平層理，局部夾有薄層粉砂。場區(qū)普遍分布，厚度：13.70 m～18.00 m,平均16.18 m;層頂標(biāo)高：2.65 m～5.33 m,平均4.12 m;層頂埋深：1.50 m～4.80 m,平均2.89 m。

③-1層粉砂：中密，局部稍密，飽和，顆粒成分主要為石英、長石等，圓形，級配一般，含云母碎片，局部夾有薄層粉質(zhì)粘土，軟塑。

場區(qū)普遍分布，厚度：8.00 m～12.20 m,平均10.20 m;層頂標(biāo)高：-14.00 m～10.62 m,平均-12.05 m;層頂埋深：17.30 m～21.50 m,平均19.07 m。

③-2層粉細(xì)砂：灰色，密實(shí)，飽和，顆粒成分主要為石英、長石等，圓形，級配一般，含云母碎片。場區(qū)普遍分布，厚度：8.80 m～30.10 m,平均21.64 m;層頂標(biāo)高：-23.77 m～20.61 m,平均-22.25 m;層頂埋深：27.30 m～30.70 m,平均29.26 m。

③-2-1層粉質(zhì)粘土夾粉細(xì)砂：灰褐色，硬塑，無搖震反應(yīng)，稍有光澤，中等干強(qiáng)度，中等韌性，局部夾有中密粉砂。場區(qū)內(nèi)呈透鏡體分布③-2層中，厚度：0.50 m～2.00 m,平均1.15 m;層頂標(biāo)高:-36.01 m～30.83 m,平均-33.66 m;層頂埋深：37.80 m～43.00 m,平均40.58 m。

④層卵礫石：雜色，中密～密實(shí)，卵礫石成分主要為石英巖、石英砂巖, 骨架顆粒含量60%左右,磨圓度中等,分選性一般,粒徑0.2 cm～6 cm,少量達(dá)10 cm以上，中粗砂充填。場區(qū)普遍分布，厚度：7.10 m～9.60 m,平均8.34 m;層頂標(biāo)高：-52.07 m～49.22 m,平均-50.32 m;層頂埋深：56.50 m～58.90 m,平均57.33 m。

⑤-1層強(qiáng)風(fēng)化泥巖：棕紅色,組織結(jié)構(gòu)已大部分破壞，礦物成分已發(fā)生變化，含大量粘土礦物。風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖芯破碎，巖塊手捏易碎，浸水軟化，屬極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。場區(qū)普遍分布，厚度：1.40 m～3.60 m,平均2.31 m;層頂標(biāo)高：-59.70 m～57.67 m,平均-58.66 m;層頂埋深：65.10 m～66.70 m,平均65.68 m。

⑤-2中風(fēng)化泥巖：棕紅色,層狀結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)膠結(jié)，巖芯呈柱狀，巖體較完整，屬極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為V級。場區(qū)普遍分布，該層未穿透。

表1 場地地層分布情況 m

3 試驗(yàn)方法簡介

單樁豎向抗壓承載力靜載試驗(yàn)是一種以工程實(shí)際條件作為試驗(yàn)的出發(fā)點(diǎn)，將豎向荷載逐級施加在抽檢樁頂部，跟蹤記錄樁頂部隨時(shí)間產(chǎn)生的沉降量，然后通過分析研究荷載沉降曲線，沉降時(shí)間對數(shù)曲線，最后得出單樁豎向抗壓承載力的試驗(yàn)方法。

該試驗(yàn)研究的主要作用為：設(shè)計(jì)初期，提供一手設(shè)計(jì)資料；工程驗(yàn)收期間，是證明產(chǎn)品達(dá)標(biāo)的方法；配合監(jiān)測設(shè)備，用于進(jìn)行驗(yàn)證分析；創(chuàng)新科研階段、編輯規(guī)范等，提供數(shù)據(jù)支持。維持荷載法是我國最常用的單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)方法，又分為快速維持荷載法和慢速維持荷載法，二者之間的區(qū)別為前者是在每級加荷后沒有達(dá)到規(guī)定的相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，就進(jìn)行下一級荷載的施加，本次試驗(yàn)采用慢速維持荷載的方法[1]?，F(xiàn)場抗壓靜荷載試驗(yàn)示意圖見圖1。

4 試驗(yàn)依據(jù)

對于單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)參照現(xiàn)行中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ 106—2003建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范第四節(jié)“單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)”[2]。

5 試驗(yàn)步驟

本次試驗(yàn)抽檢兩種承載力的鉆孔灌注樁，抗壓承載力特征值為3 500 kN的鉆孔灌注樁第一級荷載為1 400 kN,之后每級增加700 kN，抗壓承載力特征值為5 000 kN的鉆孔灌注樁第一級荷載為2 000 kN,之后每級增加1 000 kN，二者荷載最大值均為2倍的抗壓承載力特征值。

1)樁頂沉降量測讀時(shí)間為各級荷載施加后的第5 min，15 min，30 min，45 min，60 min，之后的測讀間隔為每30 min進(jìn)行一次。

2)當(dāng)檢測樁沉降穩(wěn)定后施加下一級荷載，該穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)動態(tài)的速率數(shù)據(jù)，即沉降速率小于0.1 mm/h，速率測量起點(diǎn)為各級荷載施加后的第30 min。

3)逐級卸載過程中，各級荷載均測試三次樁頂沉降量，按照卸載后的第15 min，30 min，60 min逐次讀數(shù)；當(dāng)完全卸載后，記錄樁頂殘余沉降量，并跟蹤記錄樁頂回彈量，第一二次記錄時(shí)間間隔為15 min，之后每30 min記錄一次，該操作共進(jìn)行3 h。

6 試驗(yàn)終止條件[3]

1)當(dāng)上一級荷載產(chǎn)生的沉降量小于本級荷載沉降量的1/5時(shí)。

2)當(dāng)上一級荷載產(chǎn)生的沉降量小于本級荷載沉降量的1/2時(shí)，且本級荷載持續(xù)時(shí)間超過一晝夜未達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)的。

3)超過反力裝置加載極限值時(shí)。

4)滿足試驗(yàn)設(shè)計(jì)加載值時(shí)。

5)當(dāng)作錨樁設(shè)計(jì)時(shí)，錨樁上拔量達(dá)到允許值。

滿足上述條件任一條時(shí)，即可終止試驗(yàn)。

7 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

由于篇幅所限，試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析部分僅對兩個(gè)樁進(jìn)行分析研究，這里選擇433號,562號樁進(jìn)行說明分析。

433號樁：加載至7 000 kN時(shí)，經(jīng)120 min觀測，樁頂本級沉降量為3.00 mm，累計(jì)沉降量為15.76 mm，所繪Q—s曲線未出現(xiàn)明顯陡降，s—lgt曲線尾部亦無明顯向下彎曲。判定本級對應(yīng)的荷載7 000 kN為該樁豎向極限承載力，見圖2。

562號樁：加載至10 000 kN時(shí)，經(jīng)120 min觀測，樁頂本級沉降量為3.00 mm，累計(jì)沉降量為19.61 mm，所繪Q—s曲線未出現(xiàn)明顯陡降，s—lgt曲線尾部亦無明顯向下彎曲。判定本級對應(yīng)的荷載10 000 kN為該樁豎向極限承載力，見圖3。

8 結(jié)語

經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證，該工程中，433號，562號樁實(shí)測單樁豎向抗壓承載力極限值分別為7 000 kN，10 000 kN，是單樁承載力特征值的2倍，滿足設(shè)計(jì)要求，能夠保證工程質(zhì)量。

[1] 李 賓.天津地區(qū)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁豎向抗壓承載能力分析[D].天津：天津大學(xué),2014.

[2] JGJ 106—2003，建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 王金海.中美印單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)方法對比[A].山東電機(jī)工程學(xué)會2012年度學(xué)術(shù)年會論文集[C].山東電機(jī)工程學(xué)會，2012:9.

The static load test of single pile vertical bearing capacity of NO.2011G01 block

Song Yongzhong

(Weihai Construction Group Limited Company by Share, Weihai 264200, China)

Combining with the engineering geological conditions of Nanjing NO.2011G01 block, used the rotary drilling method bored pile form, and through the single pile vertical compressive bearing capacity static load test method, tested the rotary drilling method bored piles, the results showed that the vertical bearing capacity of inspection pile foundation all met the design requirements, could ensure the construction quality.

bored pile, static load test, vertical bearing capacity, geotechnical engineering

1009-6825(2017)08-0067-03

2017-01-05

宋永忠(1973- ),男，工程師

TU473.11

A