HJC黄金城

  一、概述  

受广州市建筑科学研究院委托，我公司承担了嘉仕花园四根挖孔灌注桩桩身应变测试及分析工作，以便确定垂直静载条件下，摩阻力沿桩身分布曲线以及各级荷载下总摩阻力和端阻力的比值，并评价桩身质量。测试仪为瑞士Solexperts公司生产的滑动测微计。

四根桩的主要设计参数如表一，基岩地质条件较单一，除上部1-2m有粉土及粉质粘土外，主要由强风化和中微风化泥岩组成。挖孔过程中，孔壁用约为15cm的混凝土护壁，因此实际桩径应为1.5m、1.7m。

表一、试桩主要设计参数

    
5月14-20日，制桩时在四根试桩的钢筋笼内安装了总计168个滑动测微计测环和168m套管，安装质量好，除43桩测管由于吊装时钢筋笼弯曲受损外，其余均正常，受损处经修补对测量无影响。8月8日开始试桩，采用堆载法加载，1×1×2m3混凝土作为堆载体。由于28号桩二条测管连线方向与堆载体系不协调，因而放弃了滑动测微计测试；此外54号桩原计划加载18000kN，采用二根主梁，后增至20000kN，必须采用三根主梁，其中一根必定将测孔盖住，无法进行测试。

二、测试方法

本次测试采用线法测量原理及相应的便携式应变仪—滑动测微计，此方法适用于各种桩型的应变测试，国内曾用于钢管桩、预制桩、钻孔或挖孔灌注桩、钻孔压浆桩，均取得了非常满意的结果。详情请参阅欧美HJC黄金城仪器设备有限公司有关资料及“岩土工程界”第三卷第七期“岩土工程应变监测中的线法原理及便携式系列仪器（一）”2000.7。

三、测试数据分析

图1及图7为二根试桩实测应变曲线，从二组曲线可看出如下规律：

1、  除桩43第6m处应变偏小及17m应变偏大外，二根桩的实测应变曲线没有突变点，表明桩身质量较均匀，完整性较好，6m处应变偏小可能由于该点处于强、中风化岩层交界处，强风化层可能有局部超挖，桩身实际截面较大，而17m处应变偏大则可能是局部混凝土质量较差。
2、  图7第一点（1m处）应变偏小，因处于桩头扩大部分，图1桩17也有同一现象，因对摩阻力分析无意义，因而未标出。图1桩端应变偏小，因作桩端地基承载力试验扩孔所致。
3、  图1桩17第8级荷载维持时间较长，应变增大，表明混凝土的弹模随加载时间延长而降低，桩身计算弹模应该低于标号所对应的弹模。
4、  桩17第8、9、10级荷载及桩43第10级荷载下桩顶应变明显增大，表明混凝土弹模随荷载量级增大而降低。

四、摩阻力端阻力计算

 实测应变曲线（图1、图7）是一切计算分析的依据，但由于测量中不可避免的误差，不应该直接用它进行摩阻力和端阻力计算，否则其误差将被恶性放大，因此首先必须对其进行平滑处理。一些特殊点，如43桩，1、6、17点将不被考虑。有的点实测值必须作截面修正，如17桩第18点按桩端和桩身截面积比值增大。

1、图2、图8为平滑处理后的曲线，利用各级荷载下顶部应变可计算各级荷载下桩身平均弹性模量，如图5、图11所示。利用线性回归计算可得到弹模与应变量级（荷载）的关系如下：

       Ei=27.00—0.007εi (MPa) （桩17）

       Ei=26.40—0.0077εi (Mpa) （桩43）

2、利用上述二式并根据图2、图8两组曲线可得到桩身轴力曲线组，如图3，图9所示；以及摩阻力曲线组，如图4、图10。

    轴力 = Eiεi A

    单位摩阻力= (εi-εi+1) Ei A/πD

              = (εi-εi+1) Ei D /4

3、根据图3、图9可计算各级荷载下总摩阻力及端阻力增长曲线，如图6、图12所示。
 

五、结果分析

1、桩身混凝土质量较均匀、完整、平均弹模约25Mpa。
2、孔壁直径较一致，桩43第6m处可能有超挖。
3、承载力主要由摩阻力承担，桩43端阻力极小，最高荷载下只占约5%，桩17端阻力也不高，18000kN时端阻力约2500kN，占14%。
5、  桩17最大单位摩阻力处于14~18m，而桩43则处于10~12m段，而14m和8m深处，正好是二桩所处地层强风化和中风化层交界处，强风化层平均摩阻力小于200kPa，而中风层摩阻力则高达400kPa以上。
6、  桩17最大摩阻力点处于约2/3桩深处，符合一般规律，而桩43最大摩阻力点 偏高，约10~12m，可能由于下述原因，中风化岩层埋藏深度浅，承担了大部分摩阻力，沉降很小，桩身下部摩阻力尚未发挥，加之桩身下部分为强风化泥质砂岩，摩阻力不可能高。
7、  两根桩均未达到极限承载力，摩阻力和端阻力尚未充分发挥，特别是43桩，15m以下摩阻力不到30kPa，端阻力只有约800kN，按桩端面积（约3.5m2）计算，平均单位端阻力仅为228kPa。
8、  从两根桩试验可知嵌岩桩嵌入中风化岩的摩阻力是远超过勘察资料和规范提供的摩阻力强度值的，对嵌岩桩而言，摩阻力是不可忽视的。