自平衡法中側阻力修正系數的討論范文

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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