自平衡法中侧阻力修正系数的讨论范文

《广东土木与建筑杂志》2014年第七期

1算例

下面通过一个算例考察两种算法的不同。假设有泥浆护壁的某冲钻孔桩，上段桩长15m，桩侧土为10m粘土+5m硬质岩，按JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》，粘土和硬质岩抗拔系数分别取0.75和1.0，极限侧阻力标准值分别取60，200kPa。按上述采用侧阻力标准值和厚度的联合加权平均算法，得g=0.91；若仅采用土层厚度加权平均的算法，得g=0.83；即按后者计算会高估抗压极限承载力达9%。不难看出，随着上下两层土强度差的加大，两种算法产生的误差还会继续增大。当桩侧存在多层不同属性的岩土时，虽然计算复杂些，但采用联合加权平均算法会更接近于实际。

2工程实例

深圳某工程基础采用冲孔灌注桩，其中施作了1根f1400试验桩，设计单桩竖向抗压承载力特征值10000kN，抗拔承载力特征值2500kN，桩身设计混凝土强度等级为C35，有效桩长25.6m，设计要求桩端持力层入中风化片麻岩不小于1m。详勘资料提供的桩侧土层分布情况见表1。现场完成冲孔后，作为第三方检测结构，我中心采用KE-400超声波侧壁测定仪检测了成孔质量。检测结果表明，其孔深、孔径、倾斜度均符合设计要求，孔径140cm，全长未有扩孔现象。接着在钢筋笼底部安装了自平衡试验专用荷载箱，荷载箱的单向出力大于5000kN，同时沿钢筋笼全长预埋了2条滑动测微计用应变测试管，之后下放钢筋笼、清孔、浇灌混凝土等工序均正常完成。半年后，基坑开挖到桩顶标高处，借用自平衡试验专用位移测管，我中心采用RS-ST06D（T）跨孔超声检测仪对其桩身混凝土完整性进行了检测。检测结果表明，桩身完整，完整性类别为Ⅰ类，平均声速4383ms，声速离散率仅2.1%。

然后进行了自平衡法测试，同步采用SolexpertsAG公司的滑动测微计测试桩身应变和应力，试验共分10级，历时27h（加载20h+卸载7h），当施加至最大加荷等级（上、下加载值均为2.0倍抗拔承载力特征值，即5000kN）时，荷载箱上盖板累计向上位移3.04mm，荷载箱下盖板累计向下位移-2.59mm，桩顶位移1.5mm。卸载至0后，荷载箱上盖板累计向上位移1.49mm，荷载箱下盖板累计向下位移-1.42mm，桩顶残余位移0.45mm。从Q-s和s-lgt曲线判断，桩侧土及桩底持力层均处于弹性变形初期，桩侧摩阻力及桩端阻力均有较高的安全储备。桩身应变、应力测试结果表明，在最大荷载下，扣除桩身自重后，各土层单位摩阻力为：粘土5.4kPa，全、强、中风化岩分别为21.6，54.3，76.4kPa。修正系数计算见表2。按实测负摩阻力和厚度的联合加权平均计算得：g=941.9996.6=0.945；按正摩阻力经验值和厚度的联合加权平均计算得：g=26532788=0.952；按厚度的加权平均计算得到：g=23.3桩长=23.325.6=0.910。前两者接近，而仅按厚度的加权平均与前两者相比有4%的误差。当自平衡法试验时未同步测试桩身内力，联合加权平均采用的正摩阻力经验值可参考详勘资料提供的数据。

3结论

规范DGJ32TJ77-2009《基桩自平衡法静载试验技术规程》和JTT738-2009《基桩静载试验自平衡法》中，对修正系数g，若简单地采用不同土层厚度加权平均的算法会产生误差，特殊情况下误差会较大。对此，建议采用土层摩阻力经验值和厚度的联合加权平均的算法，以避免出现抗压摩阻力换算时出现较大偏差。

作者：杨立张道修单位：深圳市建设工程质量检测中心