自平衡检测桩风化岩侧阻力换算系数

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 自平衡检测桩风化岩侧阻力换算系 数 摘要：本文分析了自平衡测桩抗 拔抗压两种情况下桩与桩周土的相互作 用，根据有关规程结合岩石的工程地质 分类，提出风化岩自平衡测桩时上拔与 下压桩侧极限阻力的换算系数取值。 中国论文网 /2/view-12895826.htm 关键词：自平衡测桩；风化岩； 侧阻力换算系数 Abstract: this paper analyzed the measured resistance to pull the balance of compressive two cases of piles and soil pile of interaction, according to relevant regulations combined with the engineering geological rock classification, proposed -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 the weathered rock from the balance between pile side down and pulled out the limit of the conversion resistance coefficient. Keywords: from the pile balance; Weathered rock; Coefficient of frictional resistance conversion 中图分类号：TU74 文献标识码： A 文章编号： 1 引 言 自平衡试桩是一种新的基桩静 载检测试验方法。试验前，在桩端或桩 身某合适的截面处预先埋设专用荷载箱。 荷载箱与钢筋笼连接而安置于桩身下部。 试验时，通过荷载箱对其上、下段桩身 施加荷载，使上段桩身逐渐上抬并激发 出桩侧摩阻力，同时下段桩受力下沉并 使桩侧摩阻力、桩端阻力得以逐步发挥， 从而达到试桩自身反力平衡加载的目的， 其测试原理见图 1 1。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 图 1 自平衡法试桩加载示意图 及典型试验曲线 通过试验加载获得上、下段桩 的位移-荷载曲线，分析以上曲线根据 自平衡测桩检测规程2，分别求得上、 下段桩的极限承载力 Qu 上、Qu 下。然 后考虑荷载箱以上桩段抗拔和抗压极限 侧阻力力值不相等，相互间存在一定比 例关系，即桩极限侧阻力换算系数，由 上拔极限侧阻力力值换算得出单桩竖向 抗压极限侧阻力值，并据此确定单桩极 限承载力： = （1） 式中：Qu单桩竖向抗压极 限承载力(kN) ； 上段桩竖向抗拔极限承载力 (kN)； 下段桩竖向抗压极限承载力 (kN)； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 G荷载箱上部桩自重(kN)； 为桩上拔与下压极限侧阻力的 比值。 我国一些地方规程将桩上拔与 下压极限侧阻力换算系数根据桩侧土性 划分。对于黏性土，为 0.8。对于砂土 为 0.7。对于岩石 取 1.0。以上参数取 值，已被证明是偏于安全的，但是对于 岩石类风化土没有考虑风化程度对的影 响，特别是对于强风化岩、全风化岩以 及残积土，取=1 明显偏于保守。本文 分析自平衡测桩加载时上段桩和下段桩 与桩周土两种作用机理，根据风化岩的 工程地质性质，参考国内有关基桩承载 力自平衡检测技术规程2中对于粘性土、 砂性土侧阻力换算系数的取值，提出强 风化岩、全风化岩、残积土的抗拔与抗 压极限侧阻力换算系数取值范围。 2 试验加载桩与桩周土的相互作 用 2.1 桩周土的竖向受力平衡方程 取桩周边土一体积微元，其竖 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 向受力满足平衡方程： = （2） 式中：为上覆土的重力和桩侧 阻反力的合力； 为微元土体的重力； 为桩周土体的摩阻反力标准值； 为桩周土体的粘聚力； 为微元土体与桩的作用面积。 当桩在自平衡检测时，上段桩 相对于周边土向上位移，桩周土所受桩 侧阻力反力与重力方向相反，以上公式 取负号，下段桩相对于桩周土向下位移， 桩周土受桩的侧阻力反力与重力方向相 同，以上公式取正号。国内外大量的对 比试验已证明，自平衡法试验检测时， 荷载箱以上桩段侧阻反力将使土层减压 松散，既对桩周土的有卸载效应，荷载 箱以下桩段侧阻反力将使桩侧土层增压 密实，即对桩周土有加载效应。 3 对岩石风化土桩侧阻力换算系 数的取值 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 的数学表达式如下： （3） 式中为桩受压时候桩的极限侧 阻力标准值，与土的内摩擦角有关； 为桩上拔时候桩的极限侧阻力 标准值，由于上拔时卸载效应和下压时 的加载效应； 为土的粘聚力。 经国内有关规程根据大量试验 对比，目前的国内自平衡检测规程对砂 土 =0.7，对粘性土 =0.8。粘性土的侧 阻力换算系数比砂性土高，这是因为粘 性土摩阻力机理中，要考虑粘聚力作用， 粘性土中粘聚力的存在有弱化了自平衡 测桩时荷载箱上段桩周土受卸荷效应、 下段桩周土受加载效应，而且粘聚力的 大小与桩与土相对位移方向无关。由于 以上原因，根据(3)式，由不等式的有关 性质不难得到粘性土的侧阻力换算系数 大于砂性土的结论。例如，当土性为于 砂土时，=0，由（3）式： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 （5） 对照（4）式和（5）式，显然 小于。 国内规程对岩石取 =1.0，这对 于未风化、微风化岩、中风化岩是合理 的。未风化、微风化岩石，岩石结构基 本未变，桩与岩体的摩阻力只取决于与 桩和岩石的粘结强度，可以不计两种相 互作用下桩周岩土加卸载效应对岩石结 构强度的影响，而桩与桩周岩石的 粘聚力力没有方向性，按（3）式不难 得到1。 中风化岩，岩石结构部分破坏， 岩体被切割成岩块，桩与岩体的摩阻力 主要取决于桩与岩石的粘结强度，也受 岩体结构的影响。荷载箱以上桩段对桩 周岩土的卸荷作用对岩体结构强度可能 会有一定影响，按（3）式，1.0。 但考虑到中风化岩略小于，建议对于中 风化岩石取侧阻力换算系数=0.9-1.0。 对于强风化岩、全风化岩以及 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 残积土国内规程未作更细的划分。对这 三类土，岩石风化程度不同，自平衡测 桩时对于桩周土加载和卸载作用的影响 程度也不同。参考国内规程对粘性土和 砂土的参数取值，对强风化岩、全风化 岩和残积土桩侧阻力换算系数取值如下： （1）强风化岩结构大部分破坏， 矿物成份显著变化，风化裂隙很发育， 岩体破碎，桩与周边岩石的摩阻力取决 于桩与风化岩的粘结强度和岩体结构本 身的残余强度。考虑荷载箱以上桩段对 桩周岩土的卸荷作用，会对岩体结构强 度带来一定的影响。强风化岩力学性质 介于密实砂土和中风化岩之间，故对于 强风化岩取桩侧阻力换算系数建议取值 =0.8-0.9。 （2）残积土组织结构完全于破 坏，风化成土状，具可塑性，力学性质 接近于粘土，应参考粘性土取值，但含 有一定量的砂颗粒，对于残疾土桩侧阻 力换算系数建议取值 =0.7-0.8 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 （3）全风化岩岩体结构基本破 坏，尚有残余结构强度，力学性质近于 砂土，应参考国内地方规程中砂土取值， 对于全风化岩桩侧阻力换算系数建议取 值 =0.7。 4 结语 本文分析了自平衡测桩