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1、岩土工程界第11卷第10期检测与分析*东江大桥大直径软岩嵌岩桩自平衡试验研究魏巍冷伍明聂如松杨奇(中南大学土木建筑学院)摘要通过分析东江双层桥嵌岩桩自平衡试验实测数据,探讨了大直径、嵌岩深的钻孔灌注桩的竖向承载性状,分析了桩端压浆对于提高桩基承载力及减少桩基沉降的作用,研究了桩侧阻力和桩端阻力的发展规律及注浆前后的变化,得到了桩端承载力在桩基承载力中的比重。试验结果表明:大桥嵌岩桩的承载力满足设计荷载要求,并有较大富余;桩端压浆对提高桩基承载力,改善桩基沉降效果显著;桩侧阻力的发挥程度与桩土间的相对位移有很大的关系,桩端阻力增长与沉降近似成线性关系,桩端承载力为
2、整个桩基承载力的30%~50%,该嵌岩桩属于端承摩擦桩。关键词嵌岩桩自平衡法承载性状后压浆小,于试桩的不同岩土分界面处对应的钢筋笼主筋1工程概况上对称布置埋入式振弦应变计。N2AT试桩工程地跨越东江南支流的东江大桥,为双层特大桥,其质柱状图及应变计布置(图1)。主桥采用首创的刚性悬索加劲连续钢桁梁结构,空间三桁承重结构,受力复杂。大桥上层的莞深高速公路为双向六车道,下层北五环路为双向八车道,全桥共14车道,桥宽36m。东江大桥上部结构传到基础的荷载大,沉降要求很小,基础持力层主要为泥质砂岩,属软岩,极限强度较低,大桥基础采用直径115m的钻孔灌注桩,几乎全部嵌固
3、在软岩中。依据公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)的规定以及设计文件要求,选取两根桩进行静载荷试验,以客观正确地评价成桩的承载能力和沉降性质,验证设计和理论计算、检验施工工艺效果和质量,确保大桥基础工程的绝对安全。2试桩概况图1试桩应变计布置及岩土层分布图试桩位于北岸N2墩及南岸S6墩附近,两根试桩的桩径、桩长及成桩工艺与其所处墩位的工程桩完全相同。具体试桩情况如表1所示。3试验过程限于篇幅,下面仅介绍N2AT试桩的自平衡试(1)N2AT试桩压浆前试验过程:N2AT试桩压验的结果。为了获得分层岩土体与桩间侧阻力的大浆前试验连续进行了28个小时,整个测试
4、程序严格依据桩承载力自平衡测试技术规程(DB32/T291-表1试桩的基本情况试桩桩径桩长桩底标高设计荷载最大试验荷载荷载箱位置桩身混凝土编号/m/m/m/kN/kN(桩端以上)/m弹性模量/GPa泊松比S6AT11523-22151120030800311311601187N2AT11533-3415000484003注:(1)试桩S6AT为非工程桩,最大试验荷载加到设计荷载的2倍多;(2)试桩N2AT为非工程桩,桩身混凝土和成桩工艺同工程桩,N2AT试桩先加载到35200kN,然后卸载进行桩端压浆,待浆液凝固3天后再次试验加载到48400kN;(3)表中桩长
5、为设计桩长。1收稿日期22008-03-13*国家自然科学基金资助项目(50678175)。59检测与分析GEOTECHNICALENGINEERINGWORLDVOL.11No.101999)规定。所加荷载共分七级,第一级荷载为2@力就开始发挥作用,而且压浆后下段桩曲线因桩端4400kN,以后每级递增2@2200kN,加载到2@阻力发挥作用造成的转折没有压浆前曲线明显。从17600kN后,荷载箱向下位移了18123mm,停止加图2可以看出,无论压浆前后,上段桩都还处于弹性载,然后逐级卸载到0。测试中同时测定了各级荷状态,其侧阻力还有较大剩余。载对应的桩顶位移及
6、桩身各测试截面应变值。如图2所示,试桩压浆前,加载到2@17600kN(2)N2AT试桩压浆情况:第一阶段载荷试验时,上、下荷载箱的总位移分别为1190mm、完成后,接着对N2AT试桩进行压浆试验。压浆试-18123mm,卸载后位移回弹量占总位移的比例分验采用二回路U形管压浆工艺。试桩龄期达到14别为31131%、2100%;而压浆后,加载到2@天后,开始注浆,用高压水冲开注浆管头,配制水泥24200kN时,上、下荷载箱的总位移分别为5196mm、浆液,进行初注,注浆过程中监测桩的上抬量,观测-14170mm,卸载后回弹比例分别为25117%,注浆压力和注浆量,
7、记录最大注浆压力及注浆量,达27189%。这说明桩端压浆起到了比较好的效果,使到要求后停止注浆,再对另一压浆回路进行注浆。得下段桩产生位移中,弹性位移比例增加,也迫使上N2AT试桩注浆稳定压力为4MPa,桩端压入水泥浆段桩侧阻力发挥的更充分,加大了桩基的安全系数。3液共0118m,为孔底沉碴预估体积的2倍,说明桩压浆后,加载到2@17600kN时,上、下荷载箱的位端具有一定的可灌性。试桩压浆试验完成7日后,移分别为1114mm、-12100mm,下荷载箱位移减小开始第二次加载试验,试验过程严格按照规范进行,了6123mm,桩端压浆对于改善桩基沉降效果显著。载荷逐
8、级加到2@24200kN
