大直徑?jīng)_孔灌注樁是大中型公路橋梁基本的關(guān)鍵樁型，杭州灣大橋主塔基本為 26 根直徑 2。8m，約長 125m 的大直徑較長沖孔灌注樁[1]，南海長江大橋主橋墩選用直徑 2。5m 的鉆孔灌注樁,樁長也做到了 110m[2]。沖孔灌注樁的承載力與持力層有密切相關(guān)：若樁端持力層為較密實(shí)度的砂礫石土壤層、巖層層等工程項(xiàng)目特性不錯(cuò)的土壤層，樁端通常能出示很大的承載力，樁基礎(chǔ)承重特點(diǎn)主要表現(xiàn)為端承樁或端承摩擦樁；若樁端坐落于軟黏土中，樁端阻力遠(yuǎn)低于側(cè)摩阻力，為摩擦樁。除此之外，若打孔成樁時(shí)泥漿護(hù)壁不完全，孔底會(huì)沉積較多沙漿殘?jiān)?，使樁端持力層工程?xiàng)目特性越差，會(huì)嚴(yán)重危害端阻的充分發(fā)揮。本實(shí)驗(yàn)中的三根試樁樁徑均為 1。5m，二根 40m 長的試樁持力層為卵砂礫層，一根 64m 長的試樁持力層為中風(fēng)化層泥巖石層。擬根據(jù)自均衡載荷試驗(yàn)，認(rèn)證樁基礎(chǔ)承載力可否做到設(shè)計(jì)方案規(guī)定，并由此探索不一樣持力層鉆孔灌注樁的承重特點(diǎn)，及其工程施工對同一持力層樁基礎(chǔ)承載力的危害。

　　一、工程項(xiàng)目及試樁概述

1．項(xiàng)目概況及地質(zhì)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)

南京長江五橋坐落于南京長江三橋中下游約 5km 處，約長10。3km。在其中，跨江大橋約長 4。4km，夾江隧道施工約長1。8km，其他道路約長 4。1km。檢測地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造上端均為第四系疏松沖積物，下伏灰?guī)r系巖層，地質(zhì)構(gòu)造共區(qū)劃為 6 大層，層號(hào)為

　?、佟?/p>

　　⑥，試樁地區(qū)地質(zhì)學(xué)狀況見表 1。

2．試樁概述

試樁為工程項(xiàng)目原點(diǎn)樁，選用打孔注漿成樁加工工藝工程施工，樁身混凝土的強(qiáng)度（strength)級(jí)別為 C35，試樁主要參數(shù)見表 2。試樁載荷試驗(yàn)選用自均衡測試方法[3]，檢測載荷由焊合在樁身灌注樁上的汽壓荷載箱出示，檢測基本原理詳細(xì)《基樁載荷試驗(yàn)-自均衡法》（JT/T 738-2009）[4]。表 1 試樁地區(qū)地質(zhì)學(xué)狀況表面號(hào) 巖土名字 情況 路基承載力允許值 fa0 側(cè)摩阻力指標(biāo)值 qik

　?、?雜填土 疏松-稍密 -- --

　?、? 質(zhì)地粘土 軟質(zhì) 100kPa 30kPa

　　②2 污泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 流塑 65kPa 20kPa

　?、? 粉砂 稍密-中密 100kPa 30kPa

　　③2 粉細(xì)砂 中密-密實(shí)度 160kPa 50kPa

　?、? 粉細(xì)砂 密實(shí)度 220kPa 60kPa

　?、? 質(zhì)地粘土 滲透性 100kPa 30kPa

　　④1 中粗沙 密實(shí)度 350kPa 70kPa

　?、? 礫砂 中密-密實(shí)度 450kPa 90kPa

　?、? 圓礫土 密實(shí)度 550kPa 130kPa

　?、? 河卵石土 密實(shí)度 700kPa 150kPa

　　⑤1 強(qiáng)風(fēng)化泥巖 極軟巖 400kPa 90kPa

　?、?1 強(qiáng)風(fēng)化泥巖 極軟巖 350kPa 75kPa

　?、? 中風(fēng)化層泥巖 極軟巖 500kPa 120kPa

　?、?1 中風(fēng)化層泥巖 極軟巖 450kPa 100kPa

表 2 試樁主要參數(shù)

樁號(hào) 樁徑/m 合理樁長/m 終孔地質(zhì)構(gòu)造 荷載箱部位

1# 1。5 40。0

　?、? 圓礫土 距樁端 6。0m

2# 1。5 41。0

　?、? 河卵石土 距樁端 12。0m

3# 1。5 64。0

　　⑤2 中風(fēng)化層泥巖 距樁端 12。0m

在樁身每一土壤層分頁面處勻稱布局 4 個(gè)建筑鋼筋測力計(jì)（光纖線應(yīng)變力控制器），載入時(shí)樁身軸力由樁身預(yù)埋件的振弦式建筑鋼筋測力計(jì)測出（試樁 2 選用光纖線應(yīng)變力控制器）。選用 4 只電子器件位移計(jì)測量試樁位移量的轉(zhuǎn)變，電子器件位移計(jì)根據(jù)磁性表座固定不動(dòng)在標(biāo)準(zhǔn)主梁，2 只用于測量荷載箱現(xiàn)澆板的位移，2 只用于測量荷載箱底版的位移。

　　二、檢測全過程

試樁成樁 15 天之后開展自均衡靜載試驗(yàn)檢測（TestMeasure)，依據(jù)《基樁載荷試驗(yàn)-自均衡法》（JT/T 738-2009）[4]，選用慢速度保持載荷法載入。載入前根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)（experience)計(jì)算公式試樁的承載力，并依據(jù)測算值不一樣持力層的沖孔灌注樁自均衡法原點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 247 明確每個(gè)級(jí)別載荷的尺寸，每個(gè)級(jí)別載入量為估計(jì)承載力的 1/15，級(jí)按二倍等級(jí)分類載荷載入。以試樁 1#為例，評(píng)測載荷-位移曲線圖如圖所示 1 圖示。

　　三、數(shù)據(jù)處理方法與結(jié)果剖析

1．試樁的極限承載力

應(yīng)用載荷傳送分析方式，能夠 將樁側(cè)摩阻力與變位量的關(guān)聯(lián)、荷載箱載荷與往下變位量的關(guān)聯(lián)，計(jì)算成樁頂載荷相匹配的載荷—地基沉降關(guān)聯(lián)[5]。等效電路變換后的樁頂載荷-地基沉降曲線圖如

圖 2 圖示。

試樁 1#的檢驗(yàn)于 2018 年 2 月 28 日進(jìn)行，樁基礎(chǔ)的承載力安全性能為 2。依據(jù)檢測結(jié)果試樁 1#的評(píng)測極限承載力基礎(chǔ)考慮設(shè)計(jì)方案規(guī)定，經(jīng)權(quán)威專家評(píng)審會(huì)審查，覺得試樁 1#的承載力充裕偏少，極限承載力相匹配的樁頂?shù)鼗两抵瞪源?，試?2#為試樁 1#的認(rèn)證樁。依據(jù)圖 2，試樁 2#和試樁 3#的極限承載力各自約為28,000kN 和 32500kN，均考慮設(shè)計(jì)方案規(guī)定且有很大充裕。

三根試樁的 Q-s 曲線圖在載入早期較為貼近，當(dāng)載荷提升至17,000kN 上下時(shí)，試樁 1#的 Q-s 曲線圖出現(xiàn)了比較顯著的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，試樁 2#和試樁 3#則持續(xù)保持緩變，試樁 1#的極限承載力顯著低于其他二根試樁。融合表 2 所知試樁 1#的荷載箱坐落于距樁端 6m 處，試樁2#和試樁 3#的荷載箱均坐落于距樁端 12m 處。荷載箱部位偏下造成在載入全過程中荷載箱上端樁段的側(cè)摩阻力不可以充分運(yùn)用，端阻卻會(huì)比較早充分發(fā)揮，而樁端能出示的承載力比較有限，因此出現(xiàn)承載力較小、地基沉降量很大的結(jié)果。除此之外，假如試樁 1#在工程施工時(shí)泥漿護(hù)壁不完全，孔底沉積的沙漿殘?jiān)彩菍?huì)危害下面樁端阻和側(cè)摩阻力的充分發(fā)揮，可能會(huì)導(dǎo)致所述狀況的產(chǎn)生。

2．試樁的側(cè)摩阻力

樁身應(yīng)自變量可由樁身預(yù)埋件的鋼筋應(yīng)力計(jì)或光纖線應(yīng)變力控制器測到，帶到樁身橫截面的混泥土(Concrete)和建筑鋼筋彈性模具就可以算出相對部位的軸力 PZ 。樁身量測橫截面中間的徑向力之誤差 ?PZ 與樁身量測橫截面中間樁段的側(cè)面積 ?F 比例即是樁側(cè)各土壤層的摩阻力 sq ，即 / q P F s Z。各試樁的側(cè)摩阻力遍布如圖所示 3~圖 5 圖示。

依據(jù)圖 3，試樁 1#荷載箱下邊樁段的側(cè)摩阻力隨載荷的提高迅速：當(dāng)載入值做到 13,344kN 時(shí)，側(cè)摩阻力已達(dá)200kPa，載荷升至 20,016kN 時(shí)，側(cè)摩阻力升至 300kPa248左 右 ， 已 經(jīng) 遠(yuǎn) 大 于 地 勘 資 料 給 出 的 側(cè) 摩 阻 力 標(biāo) 準(zhǔn) 值（150kPa），可是荷載箱上端樁段的側(cè)摩阻力沒有被不斷加強(qiáng)。在此相對性應(yīng)的，試樁 2#在相匹配載荷下，荷載箱下邊樁段的側(cè)摩阻力低于試樁 1#，可是荷載箱上端樁段的側(cè)摩阻力獲得了比較充足的充分發(fā)揮。所述狀況也間接性證實(shí)試樁 1#荷載箱部位偏下，造成上端樁段的側(cè)摩阻力不可以充分運(yùn)用。試樁 3#持力層為中風(fēng)化層泥巖，參考圖 3 和圖 5，所知中風(fēng)化層泥巖石層與卵砂礫層中的樁側(cè)摩阻力充分發(fā)揮特點(diǎn)比較類似。在考慮樁身地基沉降規(guī)定的前提條件下，中風(fēng)化層泥巖石層和卵砂礫層能出示的較大 側(cè)摩阻力都約為 200kPa。

3．樁端阻力

將布局在樁身下邊的應(yīng)變計(jì)測出應(yīng)變力值變換為軸力作為樁端阻力，三根試樁的樁端阻力-位移曲線圖（Curve）如圖所示 6 圖示。

試樁 1#和試樁 2#持力層均為卵砂礫層，二根試樁的樁端位移都超過 20mm，試樁 1#的樁端位移乃至做到了45mm。能夠 覺得二者的端阻都獲得比較充足的充分發(fā)揮，規(guī)定值也比較貼近，約為 3,500kN?？墒?，端阻同樣的狀況下，試樁 1#的樁端位移更大：相匹配端阻為 3,000kN 時(shí)，試樁 1#相匹配的樁端位移約為 35mm，而試樁 2#相匹配的樁端位移僅為 15mm 上下。荷載箱的部位不容易使試樁 1#的端阻充分發(fā)揮落后于試樁2#，這表明試樁1#樁端土的工程項(xiàng)目特性比試樁2#差，由于試樁 1#和試樁 2#有同樣的持力層，清除土壤層的可變性，能夠 推知試樁 1#在工程施工全過程中樁底沉積了較多的殘?jiān)瑢Χ俗璧某浞职l(fā)揮造成了比較不好的危害。試樁 3#的持力層為中風(fēng)化層泥巖，樁端位移不大，載入至終一級(jí)載荷時(shí)樁端位移不夠 10mm。該試樁的端阻一直在持續(xù)增長，載入完畢時(shí)，端阻達(dá) 6,000kN，而且端阻-位移曲線圖顯示信息試樁 3#的端阻仍有挺大的充分發(fā)揮室內(nèi)空間。可是該試樁樁長較長，載入全過程中樁身縮小形變很大，因?yàn)闃俄斘灰?樁端位移 樁身縮小量，因而在限定樁頂?shù)鼗两盗康臉?biāo)準(zhǔn)下，其端阻無法得到充分運(yùn)用。

　　四、依據(jù)

根據(jù)對三根工程項(xiàng)目(Engineering)原點(diǎn)樁開展承載力自均衡檢測（TestMeasure)，獲得以下依據(jù)：

1、試樁在卵砂礫層與立風(fēng)化層泥巖石層中的極限側(cè)摩阻力比較貼近，約為 200kPa；可是中風(fēng)化層泥巖石層能出示超出6,000kN 的樁端阻力，卵砂礫層能出示的樁端阻力僅為3,500kN 上下；

2、64m 長樁的中風(fēng)化層泥巖持力層能出示 6,000kN 左右的端阻力，可是在載入全過程(guò chéng)中樁身縮小量很大，當(dāng)樁頂?shù)鼗两底龅皆O(shè)計(jì)方案控制值的情況下樁端位移較小，端阻無法得到充分運(yùn)用；

3、若工程施工全過程中樁底有較多的殘?jiān)?，?huì)毀壞樁端土壤層的工程項(xiàng)目特性，嚴(yán)重危害樁端阻力的充分發(fā)揮(主要表現(xiàn)出本質(zhì)的工作能力)；

4、開展單荷載箱自均衡靜載試驗(yàn)檢測時(shí)，要留意有效挑選荷載箱部位，荷載箱部位偏下會(huì)造成荷載箱上端樁段側(cè)摩阻力無法得到充分運(yùn)用，測到的試樁承載力偏小、樁端位移稍大。