津濱輕軌橋梁基樁設(shè)計試樁試驗

1、津濱輕軌橋梁基樁設(shè)計試樁試驗摘要:津濱輕軌一期工程橋梁根底一般采用直徑0.8的鉆孔灌注樁,樁長3545,全線基樁約1.5萬根。在橋梁設(shè)計中準確地選取各項地基參數(shù),對確保設(shè)計質(zhì)量和降低工程投資具有重要意義。介紹試樁的設(shè)計,試樁的原理、方法及試驗成果,該成果為津濱輕軌橋梁樁根底設(shè)計提供了科學(xué)根據(jù)。關(guān)鍵詞:輕軌橋梁;基樁;設(shè)計試樁;試驗1概述天津市區(qū)至濱海新區(qū)快速軌道交通工程一期工程2工程地質(zhì)及設(shè)計概況(1)橋梁根底一般采用直徑0.8的鉆孔灌注樁,部分大跨度和特殊工點橋采用了直徑1.0和1.5的鉆孔灌注樁。全線基樁根數(shù)約1.5萬根,樁長一般在3545。津濱輕軌高架橋梁上采用無碴軌道和超長無縫線路,且

2、橋梁構(gòu)造大部分采用3跨一聯(lián)的連續(xù)梁構(gòu)造,因此對橋梁的工后沉降要求非常嚴格,橋梁設(shè)計中根底不均勻沉降按510控制,工后總沉降量按20控制。該工程地質(zhì)勘察根據(jù)?地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察標準?(gb503071999),而設(shè)計那么主要根據(jù)相關(guān)的鐵路橋涵設(shè)計標準,地質(zhì)勘察所提供的根底數(shù)據(jù)與鐵路橋規(guī)的匹配性需加以驗證。另外,由于該工程工程規(guī)模宏大,在設(shè)計中采取各項合理的地基系數(shù)進展樁根底設(shè)計,以確保橋梁構(gòu)造平安和控制工程投資是必要的。因此,為驗證樁根底設(shè)計選取樁周土極限摩阻力值及樁底支承力折減系數(shù)值的準確性和科學(xué)性,進展大規(guī)模設(shè)計前的設(shè)計試樁具有非常重要的意義。根據(jù)沿線總體地質(zhì)情況,共選取了3處有

3、代表性的工點進展了3組設(shè)計試樁,每個試樁工點為1組,每組試樁共計3根,試樁位置距輕軌線位旁約5。試樁及錨樁的施工由濱?？焖俳煌ㄩ_展委托天津地質(zhì)新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用中心完成,靜力及動力檢測委托中國石油天然氣總公司工程技術(shù)研究院完成。下面結(jié)合k21+320工點的設(shè)計試樁對樁基設(shè)計及試樁的原理、方法及試驗成果進展分析介紹。(2)試樁設(shè)計該工點處橋梁孔跨為325預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁,樁基采用8根80的群樁,初步估算樁長為36?？紤]承臺厚度為2,從地面向下算起取值為38。為了施工方便,利于試驗和檢測,樁頭露出地面0.3,共計樁長38.3。該樁單樁允許承載力p確實定采用鐵路橋規(guī)公式p=(ufili)/2+0a式中

4、,樁周土極限摩阻力fi的取值根據(jù)地質(zhì)報告中土性的描繪和土工實驗報告中提供的土體物理、力學(xué)指標進展選取:對于粘性土主要根據(jù)其液性指數(shù)在標準規(guī)定值的范圍內(nèi)內(nèi)插確定;而砂類土那么根據(jù)其密實度等性質(zhì)在標準規(guī)定值的范圍內(nèi)取中值,各土層fi取值詳見表1。對于公式中樁底支承力折減系數(shù)0,根據(jù)土體性質(zhì)在標準規(guī)定值范圍內(nèi)取中下限值。按上述公式計算得到單樁允許承載力p=2068.95kpa,樁極限承載力為容許承載力的2倍,為4137.9kpa。本次試驗設(shè)計采用錨樁法,每組試樁為3根,每根試樁需4根錨樁。為減少錨樁數(shù)量,降低投資,試樁及錨樁呈梅花形布置,其平面布置如圖1所示。圖1試樁平面布置(單位:)圖1中s1s3

5、為3根試樁,18為8根錨樁。s1s3試樁的配筋及對混凝土要求與工程樁一樣,主筋采用14根16、長24.8的級鋼筋,混凝土采用20;18錨樁的樁長采用38,樁內(nèi)設(shè)置通長縱向主筋,采用14根25的級鋼筋,并延伸至樁頭以上1.2長,以便與反力梁進展連接。3基樁檢測3.1基樁動力檢測試驗樁與錨樁施工完成后,為驗證試驗樁樁身的完好性,并為將工程樁動測信號進展比照作準備,在試驗樁靜載試驗之前進展了低應(yīng)變動測檢驗。低應(yīng)變動力檢測方法采用反射波法,檢測儀器采用美國pdi公司消費的pitv型樁基檢測系統(tǒng)(該系統(tǒng)由主機、加速度傳感器和力棒組成),根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標準?基樁低應(yīng)變動力檢測規(guī)程?(jgj/t93

6、95)執(zhí)行。采用該方法可檢測樁身混凝土的完好性,推定缺陷類型及其在樁身中的位置,也可對樁長進展核對,對樁身混凝土的強度等級作出估計。本次試驗對3根試驗樁逐一進展了動測,實測信號說明3根試驗樁樁身完好,有較明顯樁底反射,無其他不良反射信號。經(jīng)評定,3根樁均為類樁。3.2基樁靜力檢測靜載試驗采用錨樁法,采用接近于豎向抗壓樁的實際工作條件的試驗方法確定單樁豎向抗壓極限承載力。本次試樁為破壞性試樁,設(shè)計單樁極限承載力為4137.9kn。(1)試驗加載裝置本次試驗加載裝置采用錨樁橫梁反力裝置,錨樁、反力梁裝置能提供的反力不小于6000kn,每根試樁配置錨樁4根,試驗時在每根錨樁樁頂設(shè)置百分表以對錨樁的上

7、拔量進展監(jiān)測。試驗加載是通過油壓千斤頂頂反力梁實現(xiàn)的,荷載通過放置于千斤頂上的應(yīng)變式測力傳感器直接測定。錨樁反力法靜載試驗裝置如圖2所示。圖2試驗加載裝置(2)試驗方法試驗方法采用慢速維持荷載法。由于輕軌工程樁基和以往的鐵路橋梁、市政、公路橋梁、工業(yè)與民用建筑均不完全一樣,因此,本次試驗的加載分級、沉降觀測、終止加載條件、卸載及卸載沉降觀測,綜合了?建筑樁基技術(shù)標準?(jtj9494)和?鐵路橋涵施工標準?(tb102032002)所規(guī)定內(nèi)容進展試驗。(3)資料整理及結(jié)果根據(jù)試樁的原始試驗記錄,編錄靜載試驗結(jié)果匯總表,繪制qs、slgq、slgt曲線,并分別根據(jù)以上2個標準確定單樁豎向抗壓極限

8、承載力。檢測結(jié)果如表2所示。表2試樁檢測結(jié)果注:qu為單樁極限承載力;quk為單樁極限承載力標準值?建筑樁基技術(shù)標準?(jtj9494);pu為單樁極限荷載值;puk為單樁極限承載平均值?鐵路橋涵施工標準?(tb102032002)。試驗過程中對每組錨樁的上拔量進展了監(jiān)測,當加載到最大一級荷載時,最大錨樁上拔量為3.17,均小于規(guī)定最大上拔量6。(4)試驗結(jié)論3根試樁均加載到4500kn時到達終止加載條件而停頓加載。根據(jù)?建筑樁基技術(shù)標準?(jtj9494)中對單樁豎向極限承載力的判斷方法,3根試樁發(fā)生明顯陡降的起始點均為4200kn,綜合斷定該試驗樁的單樁極限承載力為4200kn。根據(jù)?鐵路橋涵施工標準?(tb102032002)要求,單樁豎向抗壓極限荷載為終止加載時最大一級荷載的小一級荷載(后期每級加載為300kn),斷定單樁極限承載力為4200kn。經(jīng)試驗比照,采用2種標準所要求的試驗方法沒有明顯的區(qū)別,試驗結(jié)論根本一致。根據(jù)?鐵路橋涵地基和根底設(shè)計標準?(tb10002.599),鐵路橋梁工程基樁平安系數(shù)為2,因此,試驗樁單樁容許承載力為p=2100kn。4結(jié)語設(shè)計試樁試驗結(jié)果說明,基樁單樁容許承載力的設(shè)計值2068.95kn和試驗值2100kn是根本一致的,可以推定基樁設(shè)計與實際是比