PHC管桩水平承载力试验研究

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1、PHC管桩水平承载力试验研究徐志山，朱维平(大连先锋建筑设计咨询有限公司，大连116021)[摘耍]在抗震设防烈度为8度及以上的地区，当建筑物的基础采用预应力高强混凝土管桩时，应验算桩的抗剪承载力能否满足较大底部剪力的要求。本文通过某小区预应力高强混凝土管桩的结构设计，结合桩的水平承载力试验，探讨8度区预应力高强混凝土管桩的适用性，并指出了布桩设计时应注意的关键问题。[关键词]预应力高强混凝土管桩；水平承载力；水平位移中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：0前言由于高烈度地区建筑物在地震作用下基底剪力较大，管桩的抗剪承载力能否满足要求就变成设

2、计中不可忽视的环节。《建筑桥基技术规范》[1](JGJ94-2008)提出了桩的水平承载力估算公式，但公式较繁琐，经验因素较大，且未考虑预应力对[2]桩水平承载力的影响；文献通过对天津16个场地预应力管桩的水平静载荷试验结果，分析预应力管桩单桩水平承载力与竖向承载力Z间的关系，建立了简便的估算公式，但有地区性限制。本文通过某小区预应力高强混凝土管桩的结构设计，结合桩的水平承载力试验，探讨8度区预应力高强混凝土管桩的适用性。1工程概况大连市某小区，总建筑面积34万应，共45栋单体建筑，地上五至十八层不等，抗震设防烈度为8度(0.2g),II类场地。六层

3、以下采用框架结构，十五层以上采用剪力墙结构，其余采用框架■剪力墙结构。工程地质条件如下：ml%1素填土(Q4)：层厚0.50-1.20mom%1淤泥(Q4)：层厚2.40~4.30m。al+pl%1粉质粘土(Q4)：层厚1.10-2.30moal+pl%1粉质粘土(Q4)：层厚9.10^10.70mo⑤全风化页岩(Qrrn)：层厚4.90^8.80mo⑤・2强风化页岩(Qnn)：层厚3・lrm%1・3中风化页岩(Qnn)：最大揭露厚度7.20m。@-1全风化混合岩(Ml)：层厚6.8m。⑥・2强风化混合岩(Ml)：层厚3.0~6.2m。⑥・3中风化混

4、合岩(Ml)：最大揭露厚度7.40m。根据上述地质条件，确定基础采用预应力高强混凝土管桩，桩长30m,桩径400mm,AB型。桩端持力层为强风化页岩或强风化混合岩。2不同结构形式对桩水平承载力的耍求根据不同的结构形式计算各构件底部剪力来考虑对桩的水平承载力要求，见表1。3单桩水平承载力试验试验采用8根非工程桩，单桩竖向承载力特征值lOOOKNo其中，2根（编号9001、9002）未加载荷，3根（编号9003、9004、9008）桩顶施加600KN竖向载荷,3根（编号9005、9006、9007）桩顶施加900KN竖向载荷。桩顶水平位移限值为lOrnr

5、rio根据《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2003）,单桩水平静载试验采用慢速维持[3]荷载法。每级荷载施加后按第5、15、30、45、60min测读桩顶位移量，以后毎隔30min测读一次。试桩位移相对稳定标准：每一小时的桩顶位移量不超过0.1mm,并连续出现两次（从分级荷载施加后第30min开始，按1.5h连续三次每30min的位移观测值计算）。当桥顶位移速率达到相对稳定标准吋，再施加下一级荷载。水平试验各级荷载与水平位移对应的检测结果见表2-4和图lo桩顶白由时,Q・S对应表表2桩顶施加600KN约束时，Q・S对应表表3桩顶施加900KN

6、约朿时，Q・S对应表表42按规范计算的单桩水平承载力特征值4.1规范计算公式1《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）提出了灌注桩的单桩水平承载力特征值按下式计算：R?0.75??mftW0?(1.25?22??NNkhag)(l?)(1)M?mftAn式中a=(mbl/5O/EI)(2)取m=4.0MN/m4,并考虑预加应力，则桩顶自由时,R10-3ha=24.5[l+1.2XNy](3)桩顶固接时，R-3ha=20.3[l+1.2X10(Nk+Ny)](4)式中Ny为桩预应力有效压力。根据⑶及⑷可以计算出：桩顶口由时，Rha=40.0KN桩顶

7、固接时，Rha二47.8KN(桩顶600KN约束)Rha=55.1KN(桩顶900KN约束)图19001号〜9008号桩Q・S曲线4.2规范计算公式2《建筑桩基技术规范》(JGJ9牛2008)提出了桩的单桩水平承载力特征值按下式计算：R0.75?3Elha???0a(5)x取m=4.0MN/m4,并考虑预加应力，根据⑵及⑸可以计算出：桩顶自由时，Rha二26.9KN桩顶固接时，Rha=69.9KN2试验及计算结果分析（1）根据规范耍求，单桩水平承载力特征值可取地面处水平位移为10mm所对应荷载的75%,故桩顶自由时，实测单桩水平承载力特征值为54KN

8、,水平承载力极限值（侧向位移30mm）为178KN；桩顶施加600KN约束时，实测单桩水平承载力特征值为95