超长钻孔灌注桩群桩承载性能的研究

1、报告简本1引言项目组以我国公路桥梁跨江、跨河及跨海大桥为工程背景开展研究，研究内容涵盖：超长钻孔灌注桩现场测试技术、荷载传递机理、荷载传递性状、有限元分析及数值分析、现场试验及室内模型试验、可靠度计算分析、成孔成桩检测与缺陷处理技术等诸多方面。该项目研究的目的：提高超长钻孔灌注桩现场测试水平，探究超长钻孔灌注桩界限值，提出超长钻孔灌注桩承载力计算方法、设计参数取值建议等，形成一套较完整的公路桥梁超长钻孔灌注桩试验、检测、设计以及缺陷处治技术。项目研究成果应用于大型桥梁桩基础建设，将会大大节约基础建设的资金，提高桥梁的安全性。2主要研究成果超长钻孔灌注桩单桩现场试技术及荷载试验研究2.1.1现场

2、测试技术研究(1)锚桩反力梁法常规的锚桩反力梁法采用普通混凝土反力系统，存在锚桩抗拔能力不足或反力系统抗弯能力不足，无法达到预期的高试验加载吨位。课题组研发了“大吨位基桩静载试验预应力反力系统装置”，使锚桩法试桩的加载吨位得以大大提高，解决了锚桩混凝土在高拔力下会出现开裂的难题，并能有效利用工程桩、承台和墩身，从而节约了试验的土建投资，该系统已获得国家实用新型专利。图2.1.1-1、2.1.1-2为反力系统有限元模型仿真示意图有及限元计算模型中预应力束布置图。图-1有限元模型仿真示意图-2有限元计算模型中预应力束布置图(2)自锚桩法改进的“自锚桩法荷载箱”能有效的消除荷载箱位移失真，提高测试的

3、精度，并获得国家实用新型专利。其核心内容是补偿荷载箱上下混凝土不密实引起的刚度降低。图为该新型荷载箱图片。图-3自锚桩法荷载箱现场荷载试验研究项目组在浙江、广东、山东等地结合多座大桥和特大桥梁依托推广工程中进行了13根锚桩反力梁法试桩和7根自锚桩法试桩试验。其中，锚桩法试桩加载吨位超过30000kN的共有9组试桩，最大加载吨位达40000kN，创下国内外锚桩反力梁法试桩加载吨位之最。锚桩法及自锚桩法试验情况汇总于表2.1.2-1、表2.1.2-2。图2.1.2-15为部分试桩现场照片及数据分析曲线。锚桩法静荷载试验情况汇总表表2.1.2-1序号工程名称试桩数量(根)试桩桩长(m)试桩桩径(cm

4、)计算承载力(kN)最大加载力(kN)1杭州钱塘江四桥2120220003300025000350002杭州钱塘江五桥2120220003300015000205003杭州钱塘江六桥2120220003250024000360004汕头市梅溪河金凤大桥西港高架桥20100130002200007800120005湛江海湾大桥212020000220003000240006青岛海湾大桥349.00120330003800052.00370004000003700040000自锚桩法静荷载试验情况汇总表表2.1.2-2序号工程名称试桩数量(根)试桩桩长(m)试桩桩径(cm)预计加载力(kN)最大加

5、载力(kN)1湛江海湾大桥(双荷载箱)1120上2*8500上2*9350下2*8500下2*76502东营黄河公路大桥(单荷载箱)41211202*150002*150001211202*150002*16500781002*80002*8800781002*80002*66103杭州湾跨海大桥(一个单荷载箱，一个双荷载箱)2852502*337502*36850125280上2*29000上2*29000下2*13000下2*130004陕西太枣沟特大桥1891202*80002*130002*50002*5000图2.1.2-1 钱塘江四桥桥试桩工程图2-2 湛江海湾桥试桩工程图2.1.

6、2-3 青岛湾桥试桩工程图2.1.2-4试桩实测P-S曲线图2.1.2-5试桩实测桩身轴力图2.2超长钻孔灌注桩单桩承载力的理论研究2.2.1超长桩单桩荷载传递基本特点荷载传递是超长桩工作特性的重要内容。包括：荷载的分配，传递方式，地基土、桩身及桩端土共同承担外荷载的相互关系，发挥过程和分布规律。具有以下特点： 超长桩具有和普通桩前两阶段相似的特性，即荷载-沉降曲线为缓变型，没有明显的破坏特征； 桩顶限制沉降较小时桩侧阻力发挥并不充分； 超长钻孔桩承载力由沉降控制。在杭州钱塘江四桥、五桥、六桥，湛江海湾大桥，东营黄河大桥、青岛海湾大桥、杭州湾跨海大桥等工程项目的超长钻孔灌注桩荷载试验均得到验证

7、。2.2.2桩身荷载传递的刚度法函数解课题研究以超长桩荷载传递机理为核心，以我国正在新建的跨江、跨河及跨海公路特大桥为依托，在大量的现场试桩资料统计、分析基础上，通过桩土刚度与桩长的关系分析和超长钻孔灌注桩的受力特征分析，建立了基于桩土总刚度、桩土剪切刚度、桩端土抗压刚度等参数的超长钻孔灌注桩单桩承载力刚度计算法，使超长钻孔灌注桩的计算设计更加贴合实际。2.2.2.1桩土传递的函数模型建立(1) 超长钻孔灌注桩轴向荷载作用下的传递函数模型及解答桩侧阻力桩土相对位移的函数模型图2.2.2-1 桩土体系荷载传递在桩身任意深度处取一微分桩段图2.2.2-1，由平衡条件可得桩土体系荷载传递的基本微分方

8、程：(2.2.2-1)其求解取决于桩侧及桩端荷载传递函数的形式。桩侧土荷载传递函数模型通过大量的室内、室外试验可知，双曲线型传递函数能较好的对桩土进行拟合，且拟合方法简单、精度高，并可用相关系数来评价曲线的拟合效果，如图2.2.2-2所示。图2.2.2-2 双曲线函数模型双曲线型荷载传递函数表达式为：(2.2.2-2)桩端土的荷载传递函数模型超长钻孔灌注桩桩端土的力学模型即可采用双曲线函数，也可简化为双折线函数近似模拟其荷载传递性能。桩端土承载力双曲线型表达式：(2.2.2-3)桩端承载力双折线型表达式： (2.2.2-4)桩身荷载传递的刚度法函数解基于双曲线函数模型的荷载传递刚度法函数解是本

9、研究课题提出的超长钻孔灌注桩单桩承载力新计算体系，它使超长钻孔灌注桩的设计、计算更加精细化，计算更符合实际情况。图2.2.2-3 桩土计算模型图2.2.2-4 桩土简化计算模型图2.2.2-3和2.2.2-4分别为桩土计算模型、简化计算模型，若采用矩阵刚度法进行桩基结构计算，其基本方程为：(2.2.2-5)超长钻孔灌注桩桩顶受到一个桩顶力，得到沉降量为：为桩土总刚度(2.2.2-6)在桩顶荷载作用下，第n段桩第i分段的桩侧摩阻力可按双曲线函数表示为： (2.2.2-7)桩端反力可表示为：(2.2.2-8)若为桩侧的桩土位移，设为桩侧的桩土剪切刚度，则桩侧摩阻力及桩端反力可表示为：(2.2.2-

10、9)第i分段的弹性压缩量：(2.2.2-10)各段桩桩身压缩量与桩土间相对位移有如下关系：(2.2.2-11)经推导可得： (2.2.2-12)或(2.2.2-13)P单桩桩顶轴向受力（kN）第段桩对应的桩侧摩阻力（kPa）；桩端土承载力（kPa）；u桩的周长（m）；A桩底截面面积（m2）；n钻孔桩总段数；各土层的厚度（m）；桩土总刚度（kN/mm）；第段桩桩与土的剪切刚度（kN/mm）；第段桩桩身竖向弹性刚度（kN/mm）；K0桩端处土的弹性抗压刚度系数（kPa/mm）。通过引入的桩土刚度各参数及桩身荷载传递的刚度法函数解可对超长钻孔灌注桩的界定长度及有效桩长进行判定、分析。2.2.2.2桩

11、土传递的函数模型拟合分析通过对大量桩土位移室外现场原位试验及室内模型试验数据进行分析，表明双曲线函数能够较好的拟合侧摩阻力与桩土位移之间的关系，且拟合方法简单，参数少，拟合精度高（见图-5）。室内各类土试验及模型桩试验数据拟合相关系数均在以上，试桩实测各土层的拟合相关系数大于0.8 的为98%以上。图.2-5室内试验各类土与土拟合曲线图图.2-6模型桩桩土拟合曲线图2.2.2-7原型试桩桩侧摩阻力与桩土相对位移拟合曲线图图2.2.2-8原型试桩桩端土曲线图 桩基的PS曲线拟合利用各原型试桩得到的桩侧桩端荷载传递函数后，对桩顶实测PS曲线进行拟合，图2.2.2-9和图2.2.2-10为部分原位超

12、长桩试桩拟合结果，从图中可以看出用双曲线传递函数能较好的对桩顶PS曲线进行拟合，误差较小。2号试桩3号试桩图2.2.2-9钱江四桥实测与计算曲线1号试桩2号试桩图2.2.2-10钱江五桥实测与计算曲线2.2.2.3不同参数对超长桩承载性能的影响项目组主要分析桩侧土剪切模量、桩身混凝土模量、长径比、桩长和桩径等对超长钻孔灌注桩荷载传递性状影响因素。图-115为部分不同参数下计算曲线。各参数对桩基承载性状有不同程度的影响，设计时应选择合适的长径比，在尽量减少工程量的同时，达到设计要求的承载能力和桩顶容许位移的要求。图2.2.2-11桩侧土不同剪切模量下曲线图2.2.2-12不同长径比单桩荷载PS曲

13、线图2.2.2-13不同桩长单桩荷载PS曲线图2.2.2-14不同桩径单桩荷载PS曲线图2.2.2-15不同桩身弹模单桩PS曲线2.2.2.4超长桩有限元分析计算本研究借助大型通用有限元软件ANSYS对钻孔灌注桩进行三维空间仿真分析，通过计算实例分别分析了桩长、桩径、土体粘聚力值、桩侧土体刚度、桩端土体刚度对桩基承载性能的影响程度。图2.2.2-16计算模型示例图片图2.2.2-17不同桩长桩基Q-S曲线图2.2.2-18不同桩径桩基Q-S曲线图2.2.2-19不同C值桩基Q-S曲线图2.2.2-20桩侧土不同剪切刚度桩基Q-S曲线L=60mL=20m图2.2.2-21不同桩端土刚度桩基Q-S

14、曲线2.2.2.5超长桩的界定及定义超长钻孔桩是由普通桩通过逐渐增加桩长而形成。在已定的桩径下，普通桩在桩顶荷载作用下，桩侧及桩端抗力将达到极限状态。增加桩长度，桩顶可承受荷载逐渐增大，桩土刚度呈直线增加；当桩长增加到一定数值时，桩顶可承受荷载增大速率逐渐减小，桩土刚度的增幅逐渐平缓形成拐点。此时，如继续增加桩长，则桩土刚度不再增大，基本保持在一个定值。a）桩顶沉降10mm时b）桩顶沉降20mmc）桩顶沉降30mm图2.2.2-22桩长桩土刚度曲线图从图2.2.2-22可以看出，在相同桩顶沉降的情况下，随土层桩土剪切刚度减小而拐点下移，在土层不变的情况下随着桩顶沉降增加拐点下移。按现有规范计算

15、方法计算桩长时，设计承载力取桩侧摩阻力极限值和桩端阻力极限值的1/2。在桩顶容许大沉降的前提下，中小桥梁的中短桩计算结果与实际情况基本吻合。对特大桥及重要桥梁，桩顶容许沉降均较小的长桩或超长桩才能满足上部结构的正常使用功能。从超长桩受力机理得知，因桩土位移的限制，下段桩侧摩阻力和桩端阻力不可能充分发挥，桩侧摩阻力和桩端阻力不可能出现整体达到极限的状态。超长桩定义为：特大桥及重要桥梁在极限荷载作用下，为满足桥梁对桩顶沉降的限制条件，钻孔桩逐渐增长，但增加到一定长度后部分桩侧摩阻力并不能完全发挥，我们把有此特征值的桩基称为超长桩。桩侧各土层摩阻力恰好达到极限值时的临界桩长为超长桩界定值。超长桩的长

16、度界定因桩顶位移、荷载及桩土参数的变化而不同。从单层土的计算分析可以看出，在荷载作用下，同等桩顶沉降时，超长桩界定值在软土中较大，硬土中较小。统计分析可以看出实际工程桩在不同的荷载作用或不同的桩顶位移时，96的超长桩界定值分布在40m80m的范围内。2.2.3超长钻孔灌注桩单桩室内模型试验课题组完成了三期77组单桩室内模型试验，包括有机玻璃单桩模型试验、混凝土单桩模型试验、土土剪切试验、土混凝土剪切试验、单元桩室内模型试验。试验结果较好的反映了单桩的受力特性及不同土质不同埋深对桩基承载性能的影响。图2.-1有机玻璃模型桩桩身节段照片图2.2.3-2混凝土模型桩加载照片图2.2.3-3混凝土单桩

17、Q-S曲线图2.2.3-4混凝土单桩桩身轴力图土土剪切试验成果：各种土体剪切试验最大水平推力随深度的增加而增加，即土体的剪切强度随深度的增加而增加，基本呈正比例关系，见图）。土混凝土剪切试验成果：土混凝土剪切试验最大水平推力随深度的增加而增加，即土体与混凝土的极限摩阻力随深度的增加而增加，基本呈正比例关系，见图2.23-5 b）。a）土-土剪切试验 b）土-混凝土剪切试验图2.2.3-5 各土样极限摩阻力与深度关系曲线单元桩试验成果：在不同深度下，混凝土桩的极限摩阻力随模拟深度的增加而增加。图2.2.3-6不同深度单元桩试验P-S曲线图2.2.3-7极限承载力与深度关系曲线2.2.4单桩承载力

18、参数取值及计算方法2.2.4.1超长钻孔灌注桩单桩承载力参数取值分析(1) 单桩承载力标准值的确定钻孔桩的设计长度因桩顶位移、荷载及桩土刚度变化而不同。对于大桥和特大桥，一方面应尽量使桩基充分发挥桩侧摩阻力和桩端反力，另一方面，为了桥梁的安全使用功能，要控制桩基位移。因此，应按以下原则确定设计桩长。安全等级一级：即特大桥、重要桥梁桩基桩长应根据本课题推荐承载力公式计算，其设计桩长应大于超长钻孔灌注桩长度界定值，建议大于倍超长桩界定值。安全等级二级：即大桥、中桥、重要小桥桩基桩长应根据本课题推荐承载力公式计算，其设计桩长应不大于倍超长桩界定值。安全等级三级：即小桥桩基，其设计桩长应不大于超长桩界

19、定值，可根据现有规范承载力公式进行计算。安全等级一级、二级，超长钻孔灌注桩桩基竖向极限承载力标准值的取值，在桩基试验与静力触探、标准贯入测试结果差值不大于50时，超长钻孔灌注桩桩基竖向极限承载力标准值的取值应参考本课题统计推荐极限承载力，宜取试桩极限承载力倍。测试结果差值大于50时，建议应取小于倍试桩极限承载力。安全等级三级，超长钻孔灌注桩桩基竖向极限承载力标准值参考表如下：超长钻孔灌注桩极限桩侧阻力标准值取值参考(kPa) 表2.2.4-1土类规范中值规范取值推荐中值)推荐取值流塑亚粘土、亚砂土25 2030302040硬塑粘土65 50808550120软塑亚粘土、亚砂土45 355548

20、3560硬塑亚粘土、亚砂土7055859560130粉砂、细砂45 3555584075中砂50 4060684590风化岩石*250120380超长钻孔灌注桩极限端阻力标准值取值参考(kPa) 表2.2.4-2土名称土的状态标准值土名称土的状态标准值亚粘土、粘土软塑200240卵石密实600800亚粘土、粘土硬塑260280角砾岩强风化450500粉砂、细砂松散70100角砾岩弱风化600800中砂中密260300角砾岩微风化8001000粗砂中密270350泥质砂岩、粉砂质泥岩强风化400450粗砂密实450500泥质砂岩、粉砂质泥岩弱风化500600砾砂密实400500泥质砂岩、粉砂质泥

21、岩微风化650750注：表中无取值土类，建议采用原公路桥涵地基与基础设计规范JTJ024-85取值。(2) 单桩桩土剪切刚度和桩端土抗压刚度的确定超长钻孔灌注桩的桩侧摩阻力值及桩端土抗力按桩土剪切刚度和桩端土的抗压刚度进行分配，其、的取值原则应按现场试验测试结果得出的各土层双曲线拟合函数计算确定。没有试桩资料时，超长钻孔灌注桩桩基剪切刚度和桩端土的抗压刚度取值建议参考表如下：超长钻孔灌注桩桩土剪切刚度标准值取值建议参考表(kPa/mm) 表2.2.4-3土类推荐取值范围流塑亚粘土、亚砂土13硬塑粘土1530软塑亚粘土、亚砂土36硬塑亚粘土、亚砂土1222粉砂、细砂38中砂515风化岩石*257

22、5(4)桩土相对位移桩侧土极限位移桩土侧摩阻力和桩土位移可近似用双曲线来模拟，在没有试桩实测资料或简化计算时，人们往往习惯于用桩侧土极限侧摩阻力和桩土达到极限摩侧阻力时的位移来表示桩土荷载传递函数。本课题结合我国公路桥梁的现状，按前述的我国公路桥梁通常取桩顶沉降：S=2040mm所对应的桩顶荷载为桩的极限承载力，取S520mm所对应的桩顶荷载为设计荷载的依据。试桩实测各土层摩阻力达到极限承力时桩土的相对位移研究成果汇总如表2.2.4-4。桩土的相对位移的研究成果汇总（mm）表2.2.4-4土类推荐中值推荐取值范围流塑亚粘土、亚砂土301540硬塑粘土7410软塑亚粘土、亚砂土201030硬塑亚

23、粘土、亚砂土8610粉砂、细砂201030中砂16725风化岩石*10515桩端土极限位移表2.2.4-5为各试桩在试验荷载作用下桩端土极限位移统计表，从表中可以看出桩端土极限位移离散性很大。大部分试桩在试验荷载作用下桩端土仍然处于弹性状态并未达到极限。建议桩端极限位移取值为210mm或。实测试桩桩端极限位移统计表表2.2.4-5序号土层名称极限位移值（mm）试桩名称1微风化安山玢岩5.25 钱江4桥2号试桩2微风化含砾砂岩14.76 钱江4桥3号试桩3弱风化凝灰质粉砂岩21.13 钱江5桥1号试桩4卵石42.22 钱江5桥2号试桩5强风化砾凝灰质中砂117.14 钱江6桥3号试桩6强风化砾凝

24、灰质中砂122.62 钱江6桥4号试桩7强风化花岗岩92.92 金凤桥1号试桩8强风化花岗岩48.42 金凤桥2号试桩9亚粘土4.30 东营1号10亚砂土10.09 东营2号11中细砂4.84 东营3号12中细砂7.80 东营4号13弱风化粉砂岩20.23 杭徽1号试桩14强风化碳质砂质页岩3.90 广惠1号试桩15强风化碳质、泥质页岩4.42 广惠2号试桩2.2.4.2 超长钻孔灌注桩单桩承载力计算方法提出刚度变形协调原则计算桩基垂直承载力的方法，根据现场试验及室内试验资料及经验参数值，通过分析程序控制，依据桩基刚度及剪切刚度等参数值分配，自动生成最优桩长、桩径。(1) 单桩承载力设计计算表

25、达式单桩竖向极限设计计算的表达式为：（法）（2.2.4-1）其中：，按刚度变形协调原则计算桩基垂直承载力：（K法）（2.2.4-2）式中：P单桩竖向荷载（kN）；公路桥梁桩基重要性系数，对安全等级一、二、三级公路桥梁分别取、；单桩竖向承载力（kN）；、单桩抗力分项系数、桩侧阻抗力分项系数和端阻力抗力分项系数，根据不同成桩工艺取值，一般；、分别为桩周第i层土极限侧摩阻力标准值和桩端持力层极限端阻力标准值。第段桩对应的桩侧摩阻力折减系数；桩端土承载力折减系数；其余参数同式(2.2.2-13)达式中引入了、四个参数，目的在于建立的概念，并积累有关数据，以利于修订规范时明确提出不同桩基的、值。桩侧阻力

26、分项系数、端阻力分项系数表征同类桩侧阻和端阻的变异性。根据超长钻孔灌注桩的受力特征，侧摩阻力折减系数、桩端土的承载力折减系数是当下半段未能达到极限值时，桩侧摩阻力按桩土刚度分配的折减。（2）单桩设计桩长的确定原则钻孔桩的设计长度因桩顶位移、荷载及桩土刚度变化而不同。对于大桥和特大桥，一方面应尽量使桩基充分发挥桩侧摩阻力和桩端反力，另一方面，为了桥梁的安全使用功能，要控制桩基位移。因此，应按以下原则确定设计桩长。安全等级一级：即特大桥、重要桥梁桩基桩长应根据本课题推荐承载力公式计算，其设计桩长应大于超长钻孔灌注桩长度界定值，但应小于有效桩长。安全等级二级：即大桥、中桥、重要小桥桩基桩长应根据本课

27、题推荐承载力公式计算，其设计桩长应不大于。安全等级三级：即小桥桩基，桩基桩长其设计桩长应不大于，因此，可根据现有规范承载力公式进行计算。课题组以青岛海湾大桥等大桥为例，按课题方法计算设计桩长表明，在极限荷载作用下，满足桩顶容许沉降时，与原设计相比，课题计算方法部分工程桩桩长减短，说明原设计偏于保守，造成工程上的浪费。同时，部分桩基桩长增大，说明在原设计的桩长、桩径状况下，桩顶沉降不能满足使用功能要求。对于特大桥梁设计，在桩顶容许沉降有严格要求时，采用现有规范设计方法，尽管极限侧摩阻力取值保守，由于设计时没有对桩顶容许沉降进行充分考虑，所设计的桩基仍然存在安全隐患，可能影响桥梁正常使用。采用课题

28、提出的方法，按桩基实际受力情况进行桩基设计，参数取值充分参考勘察报告和试桩实测值，使桩径、桩长设计得到最好的优化。2.2.5超长钻孔灌注桩承载能力可靠度研究利用JC法计算各类土的可靠度指标，当抗力按对数正态分布计算时可靠度平均值在之间，当抗力按正态分计算时，可靠度平均值在之间，汽车荷载分布概型对计算结果影响不大，抗力按对数正态分布计算时，计算结果高于按正态分布计算的结果。一般运行状态和密集运行状态计算结果相差不大。利用最小二乘法确定超长钻孔灌注桩目标可靠度指标在之间。2.2.6超长钻孔灌注桩扩孔值的统计及成孔检测规程通过对多个工程共计2630根钻孔灌注桩的成孔直径进行统计分析，给出了实际成孔直

29、径扩孔值标准值的建议取值，如表2.2.6-1所示。扩孔值建议取值表2.2.6-1桩径(m)中值（cm）取值范围(cm)建议取值范围(cm)1141851210416510415510510根据公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)和公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ02485)对钻孔灌注桩成孔质量标准的规定，结合多个工程的成孔质量检测实践，编写了超长钻孔灌注桩成孔质量检测规程。该规程对超声法成孔检测的设备要求、检测方法、数据分析、报告编写方法等做了详细规定，对今后超声成孔检测方法的推广和应用具有指导意义。2.3超长钻孔灌注桩群桩承载性能的研究2.3.1超长钻孔灌注桩群桩承载力的理论研究

30、课题对3D、和6D三组不同桩间距超长钻孔灌注桩进行了理论计算分析，总结了桩端应力与桩端位移与桩间距的关系，图-1图为计算分析图。(a)单桩桩端最大应力50.361kPa (b)3D桩间距群桩桩端最大应力62.434 kPa桩间距群桩桩端最大应力62.048 kPa （d）6D桩间距群桩桩端最大应力61.525 kPa图2.-1不同桩间距下桩端应力云图图2.3. 1-2桩端应力与桩间距关系图2.3.2-3桩端位移与桩间距关系2.3.2超长钻孔灌注桩群桩室内模型试验课题组通过试验对三组不同桩间距的群桩承载性能进行了室内模型试验分析，图-1为桩间距分别为3D、和6D的群桩的荷载沉降曲的实测曲线，并得

31、到群桩中各桩的桩身轴力、侧摩阻力、桩侧阻力与桩土相对位移分布，如图-2图所示。图2.-1不同桩间距的三组群桩的Q-S曲线图-23D、6D群桩中各级荷载下的轴力分布图图-3 3D、6D群桩中各级荷载下的侧阻力分布图图-4 3D群桩中桩身侧阻力与桩土相对位移关系曲线2.3.3超长钻孔灌注桩群桩承载力计算方法、参数取值和合理桩距分析课题组通过试验数据与计算数据的比较，认为港口桩基规范（JTJ254-98）提出的群桩效率系数公式克服了Conrerse-Labrre公式的缺点，因此可以推荐用于群桩效率系数计算。课题组对砂土、软土、粘性土合理桩距进行分析，并通过试验和空间分析得到的桩距x与群桩效率系数y的

32、关系曲线：2。2.4超长钻孔灌注桩质量检测与缺陷处理基桩质量检测技术为解决小应变锤击能量不足，达到提高锤击能量的目的，课题组对三源均振叉装置的结构原理和测试技术进行了系统的研究，并进行了有限元分析程序ANSYS/LS-DYNA的桩土振动体系参数变化的数据模拟分析。图2.-1为模拟的三源均振叉激振下速度-时间波形，图2.-2为橡胶锤三源均振叉激发实测速度-时间波形。图2.-1计算三源均振叉激振下速度-时间波形图2.-2橡胶锤三源均振叉激发实测速度-时间波形2.4.2质量缺陷严重程度判定与现场处治为解决现行规范关于超声波法桩身质量单一判据的不足，本研究将检测到的混凝土声学参数，用数理统计方法计算得到梯形隶属函数的分类，应用模糊数学理论，将桩基混凝土质量设定为优、合格和不合格三类,综合考虑各个参数对基桩质量评价的影响，确定各个参数对总体影响的模糊权向量，建立模糊综合评价模型，得到桩基质量判断的综合判断结果。课题组对超长桩桩基灌注质量事故的预防与处理措施、不同缺陷处理方案、后注浆的施工工艺及参数进行了研究，形成一套完备的超长桩，该技术在工程中得到成功应用。表-1为该缺陷处理技术应用情况表。缺陷处