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《廣東土木與建筑雜志》2014年第七期
1算例
下面通過一個算例考察兩種算法的不同。假設有泥漿護壁的某沖鉆孔樁,上段樁長15m,樁側土為10m粘土+5m硬質巖,按JGJ94-2008《建筑樁基技術規范》,粘土和硬質巖抗拔系數分別取0.75和1.0,極限側阻力標準值分別取60,200kPa。按上述采用側阻力標準值和厚度的聯合加權平均算法,得g=0.91;若僅采用土層厚度加權平均的算法,得g=0.83;即按后者計算會高估抗壓極限承載力達9%。不難看出,隨著上下兩層土強度差的加大,兩種算法產生的誤差還會繼續增大。當樁側存在多層不同屬性的巖土時,雖然計算復雜些,但采用聯合加權平均算法會更接近于實際。
2工程實例
深圳某工程基礎采用沖孔灌注樁,其中施作了1根f1400試驗樁,設計單樁豎向抗壓承載力特征值10000kN,抗拔承載力特征值2500kN,樁身設計混凝土強度等級為C35,有效樁長25.6m,設計要求樁端持力層入中風化片麻巖不小于1m。詳勘資料提供的樁側土層分布情況見表1。現場完成沖孔后,作為第三方檢測結構,我中心采用KE-400超聲波側壁測定儀檢測了成孔質量。檢測結果表明,其孔深、孔徑、傾斜度均符合設計要求,孔徑140cm,全長未有擴孔現象。接著在鋼筋籠底部安裝了自平衡試驗專用荷載箱,荷載箱的單向出力大于5000kN,同時沿鋼筋籠全長預埋了2條滑動測微計用應變測試管,之后下放鋼筋籠、清孔、澆灌混凝土等工序均正常完成。半年后,基坑開挖到樁頂標高處,借用自平衡試驗專用位移測管,我中心采用RS-ST06D(T)跨孔超聲檢測儀對其樁身混凝土完整性進行了檢測。檢測結果表明,樁身完整,完整性類別為Ⅰ類,平均聲速4383ms,聲速離散率僅2.1%。
然后進行了自平衡法測試,同步采用SolexpertsAG公司的滑動測微計測試樁身應變和應力,試驗共分10級,歷時27h(加載20h+卸載7h),當施加至最大加荷等級(上、下加載值均為2.0倍抗拔承載力特征值,即5000kN)時,荷載箱上蓋板累計向上位移3.04mm,荷載箱下蓋板累計向下位移-2.59mm,樁頂位移1.5mm。卸載至0后,荷載箱上蓋板累計向上位移1.49mm,荷載箱下蓋板累計向下位移-1.42mm,樁頂殘余位移0.45mm。從Q-s和s-lgt曲線判斷,樁側土及樁底持力層均處于彈性變形初期,樁側摩阻力及樁端阻力均有較高的安全儲備。樁身應變、應力測試結果表明,在最大荷載下,扣除樁身自重后,各土層單位摩阻力為:粘土5.4kPa,全、強、中風化巖分別為21.6,54.3,76.4kPa。修正系數計算見表2。按實測負摩阻力和厚度的聯合加權平均計算得:g=941.9996.6=0.945;按正摩阻力經驗值和厚度的聯合加權平均計算得:g=26532788=0.952;按厚度的加權平均計算得到:g=23.3樁長=23.325.6=0.910。前兩者接近,而僅按厚度的加權平均與前兩者相比有4%的誤差。當自平衡法試驗時未同步測試樁身內力,聯合加權平均采用的正摩阻力經驗值可參考詳勘資料提供的數據。
3結論
規范DGJ32TJ77-2009《基樁自平衡法靜載試驗技術規程》和JTT738-2009《基樁靜載試驗自平衡法》中,對修正系數g,若簡單地采用不同土層厚度加權平均的算法會產生誤差,特殊情況下誤差會較大。對此,建議采用土層摩阻力經驗值和厚度的聯合加權平均的算法,以避免出現抗壓摩阻力換算時出現較大偏差。
作者:楊立張道修單位:深圳市建設工程質量檢測中心