2.3超长钻孔灌注桩群桩承载性能的研究.doc

超长钻孔灌注桩桩基承载性能的研究报 告 引言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。公路桥梁钻孔桩试验、测、设计及处治节约资金 2.1.1现场测试技术研究 (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”，使锚桩法试桩的吨位得以大大提高，锚桩开裂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 图2.1.1-1有限元模型仿真示意图 2.1.1-2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2.1.1-3为该新型荷载箱图片。 图2.1.1-3自锚桩法荷载箱 2.1.2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2.1.2-1～2.1.1-5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) 计算承载力 (kN) 最大加载力 (kN) 1 杭州钱塘 江四桥 2 63.32 φ120 22000 33000 69.32 25000 35000 2 杭州钱塘 江五桥 2 69.96 φ120 22000 33000 46.83 15000 20500 3 杭州钱塘 江六桥 2 77.29 φ120 22000 32500 80.64 24000 36000 4 汕头市梅溪河金凤 大桥—西港高架桥 2 80.30 φ100 13000 22000 42.50 7800 12000 5 湛江海湾大桥 2 60.32 φ120 20000 22000 67.82 3000 24000 6 青岛海湾大桥 3 49.00 φ120 33000 38000 52.00 37000 40000 36.50 37000 40000 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) 最大加载力 (kN) 1 湛江海湾大桥 (双荷载箱) 1 73.5 φ120 上2*8500 上2*9350 下2*8500 下2*7650 2 东营黄河公路大桥 (单荷载箱) 4 121 φ120 2*15000 2*15000 121 φ120 2*15000 2*16500 78 φ100 2*8000 2*8800 78 φ100 2*8000 2*6610 3 杭州湾跨海大桥 (一个单荷载箱， 一个双荷载箱) 2 85 φ250 2*33750 2*36850 125 φ280 上2*29000 上2*29000 下2*13000 下2*13000 4 陕西太枣沟特大桥 1 89 φ120 2*8000 2*13000 2*5000 2*5000 图2.1.2-1 钱塘江四桥桥试桩工程 图2.1.12-2 湛江海湾桥试桩工程 图2.1.2-3 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。 2.2.2桩身荷载传递的刚度法函数解 课题研究以荷