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大直径灌注桩的应力应变测试研究力巨大.根据基桩的受力特点和单桩可能承受的最 大负荷,采用一套最大加载为24000kN的锚桩钢 梁反力架系统,按26000kN的承载能力设计,试验 的最大加载限制在24000kN,留有2000kN的安全 裕度.用2根主梁上下叠加,利用主梁两侧的应力分 散点将主梁2的应力分散到主梁1,由主梁1分散 到次梁1,再由次梁通过4个吊篮分散到4根锚桩 上,详见图1所示,从而使荷载均衡分布,提高反力 架的承载能力,确保试验安全,
1钢梁反力架装置及应力分析示意图
目前国内基桩桩身的应力应变测试基本上采用 钢筋计和压力盒法,测试方法简单,测试元件易于安 装,测试成本低、操作方法如下:在每一代表层位的某 深度截面正交对称地安装4个振弦式钢筋应力计
曲线图如图2,图3和图4所示
将式(1)和式(2)代人式(3)得轴力
试桩桩身轴力曲线如图5,图6和图7所示.由 图中可以看出,在各级荷载下,桩身轴力从桩顶到桩 端逐步递减,且递减的速率不一样,这与桩周土体的 性质有关[5.":当荷载较小时,力作用在桩身上产生 的变形就小,不能很好地调动桩周土体的摩阻力,从 桩顶到桩端,轴力衰减的速率较小;当桩顶荷载逐步 加大时,桩体产生的变形逐步增大,桩与周围土体之 间产生相互滑动的趋势逐步增大;当荷载足够大时, 甚至产生局部滑动,桩周土体对桩的摩阻力贡献也 不断变大.三根桩在自桩顶12m左右处开始轴力衰 减突然加剧,分析认为这部分土性较硬,荷载大多传 递到周围土层中,这个现象在荷载较大时更加明显,
2.3单位摩阻应力曲线
三根桩的单位摩阻应力,在桩的上部较小、下部 大,且随着试验荷载的增大,各部位单位摩阻应力不 断增大.在嵌岩段,桩的单位摩阻应力最大.由计算 结果可知,桩在嵌岩段贡献的侧摩阻力分别占总承 载力的27.5%,19.8%和20.5%,如图8~10所示.
.4平均桩周摩阻应力随加载量变化的曲
图11~13表明,随着桩顶荷载的增大,除个别 土层外,其余各土层的桩侧摩阻应力基本上呈线性 变化,且变化幅度不大,这是土层土质较软造成的
图5SZ1轴力分布曲线
图6SZ2 轴力分布曲线
第八层是嵌岩段,由三根试桩曲线可以看出,嵌岩部 分桩侧摩阻应力随着荷载的增大发挥很快,呈不断 增长的趋势,特别是SZ3,在加载到12000kN时,增
图8SZ1单位摩阻应力分布曲线
图9SZ2单位摩阻应力分布曲续
图10SZ3单位摩阻应力分布曲线
图11SZ1单位摩阻应力随加载量变化的关系曲线
图13SZ3单位摩阻应力随加载量变化的关系曲线
长势头不减,由施工资料可知,其嵌岩深度只有1.0 m,因此,在桩身质量相同的情况下,可以考虑以后
长势头不减,由施工资料可知,其嵌岩深度只有1.0 m,因此,在桩身质量相同的情况下,可以考虑以后
施工时适当增大类似地形桩的嵌岩深度某某综合办公楼及附属施工组织设计,进一步提 高桩的极限承载力
从桩身应变测试结果来看,SZ1,SZ2和SZ3对 上部荷载的承载能力分别来自于上覆土层的侧摩阻 力Q.,嵌岩段侧摩阻力Q.和桩端阻力的贡献Q。 即:Q=Q.+Q.+Q.最主要的承载能力发生在桩 侧,三根桩总侧摩阻力分别占总荷载的84.17% 81.17%和80.37%,总端阻力分别为15.83% 18.83%和19.63%.由于三根桩同处一个工地,地 质条件相差不大,因而得出的承载能力没有太大的 区别,都属于端承摩擦桩 在桩的侧阻力中,三根桩上覆土层侧摩阻力分 别占总侧摩阻力的67.4%,75.6%和74.5%,嵌岩 段侧摩阻力则分别为33.6%,24.4%和25.5%,可 见在此三根嵌岩桩中,土体对桩的摩阻力贡献最大, 总侧摩阻力在总阻力的比值均超过80%,表明桩的 侧摩阻力得到了较为充分的发挥. 该项目通过试桩,表明桩基竖向承载力达不到设 计的要求(试桩的单桩竖向极限承载力标准值为8930 kN,小于设计值9803kN),原基础设计方案存在安全 隐患,必须修改.经设计优化后,减低了单桩极限承载 力,增加了桩基数量,在原设计基础上增加基桩103根, 修改设计参数基桩38根,确保了扩建工程基础的质量 与安全.该工程现已投入使用,各主要建筑物的沉降量 经变形观测检验均在规范允许范围之内
该工程试桩桩端持力层为中等风化灰岩,试桩 的嵌岩深度都达到或超过1m,测试数据表明,当试 桩加载至破坏荷载时,桩底压力盒读数反映出桩端 阻力很小,三根试桩的总桩端阻力均小于20%,而 且随着桩顶荷载的增大,总端阻力占总阻力的比例 也不断增加,表明中等风化灰岩的端阻力没有得到 充分的发挥,具有较大的潜力,可以作为随后工程设 计的参考,尽可能发挥端承力,提高工程可靠度,合 理安排造价
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