湿陷性黄土区铁路桩基试验研究

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1、铁道建筑2010年第7期RailwayEngineering87文章编号：1003-1995(2010)07-0087—03湿陷性黄土区铁路桩基试验研究黄世斌(广西工学院土木建筑工程系，广西柳州545006)摘要：黄土湿陷性对铁路桩基承载力及变形产生较大影响，现场浸水试验是研究该类问题的主要手段。通过天然及饱和两种状态下单桩竖向载荷试验，探讨在该过程中湿陷性黄土地层的合理力学指标及桩基侧摩阻力、端阻力、沉降与载荷的变化规律。重点分析桩基浸水过程中桩体负摩阻力的变化特征，为湿陷性黄土地基处理及桩基方案的优化提供相关参数和设计依据，以达到湿陷性黄土区铁路建设安全可靠、经济合

2、理的目的。关键词：湿陷性黄土铁路桩基负摩阻力浸水试验中图分类号：U443．15；TU413．4文献标识码：B湿陷性黄土中的桩基受力机理与负摩阻力是黄土验资料计算得出的湿陷量△s分别为575．3mm和地区桩基设计的重要问题¨。郑州一西安铁路修建585．2mm，自重湿陷量Azs分别为349．2mm和336．4通过大量湿陷性黄土地区，其桥梁基础主要采用钻孔mm，该场地湿陷性黄土地基的湿陷等级为II级(中灌注桩，设计桩长均为50～60m，国内外对湿陷性黄等)。土区桩基开展了大量的现场试验研究，但绝大多数桩长较短，湿陷性黄土层较薄，如何合理评价黄土湿2试验方法与内容陷性对铁路桩基

3、承载力及变形的影响，目前国内还处于研究阶段。据文献[7]在自重湿陷性黄土场地进行2．1试验方法桩基设计时，不仅不能计入自重湿陷地层的正侧摩阻本次桩基浸水载荷试验共布置5根试桩(S1-s5)，力，还要扣除负摩阻力，这使桩长大大增加，投资亦大l2根锚桩，试桩及锚桩均布置在试验坑内。试桩中，量增加。故现场选定典型地段进行桩基浸水载荷试s2、s4试桩桩长为50m，其余桩长为60m，试、锚桩直验，对湿陷性黄土产生的桩基影响进行全面分析，为湿径均为800mm。S1、s2、s5试桩混凝土强度等级为陷性黄土地基处理及桩基方案的优化提供相关参数和C45，S3、S4试桩混凝土强度等级为C3

4、5，锚桩混凝土设计依据。强度等级为C25。试桩钢筋笼主筋为16qb22mm，锚桩钢筋笼为19+28mm。试验中采用瑞士Solexperts公司1工程地质条件生产的滑动测微计进行桩体微应变的测量。2．2试验内容‘试验工点位于三门峡市大桥镇，地貌单元为黄河2．2．1天然状态下单桩竖向抗压静载试验二级阶地，现为农田，地势较平缓，境内地表主要以黄分别对s1、S2试桩进行竖向抗压静载试验，测试土出露为主，未见基岩。其中本场地桩长范围内地层各级载荷下桩身轴向应变，分析计算天然状态下单桩划分主要为：松散砂质黄土(深度0—16in)、中密砂质侧摩阻力、端阻力等设计参数。黄土(深度16～

5、33in)、粉砂(深度33～36m)、粉土2．2．2饱和状态下单桩竖向抗压静载试验(深度36～38In)、粉砂(深度38～41m)、粉土(深度分别对s3、S4试桩在天然状态下，浸水(不饱41～45m)、粉砂(深度45—52m)、粉土(深度52～56和)、设计工作载荷下，饱和状态、极限载荷下进行单m)、细砂夹少量圆砾(深度56～60rl1)。其中具有自桩竖向抗压静载试验，测定各级压力下桩顶沉降及桩重湿陷性的土层主要在5—29m，根据探井的室内试身应力、分析负摩阻力变化规律及饱和状态下有关设计参数。对s5试桩在浸水(不饱和)、无载荷，饱和、收稿日期：2010-04—13；修

6、回日期：2010-05-04分级加载至极限载荷下进行单桩竖向抗压静载试验，作者简介：黄世斌(1974一)，男，广西柳州人，讲师，硕士研究生。测定各级压力下桩顶沉降及桩身应力、分析负摩阻力88铁道建筑变化规律及饱和状态下有关设计参数。至＼3试验成果及分析圈磐3．1天然状态下单桩竖向抗压静载试验图1为S1试桩桩身轴力沿桩长分布曲线。从图1可见，在桩顶载荷作用下，试桩桩身轴力均随桩长的图3不同桩顶载荷作用下试桩端阻力曲线增加而递减，反映出摩擦桩的特征。试桩终止载荷下桩端受力很小，都不足桩顶载荷的10％。图2为s1生明显，随浸水时间的延长逐渐增大，在“浸水后”加压试桩侧摩阻力沿

7、桩长分布曲线。从图2可见，试桩的过程中，负摩阻力未立即消失，其变化是一个渐变过程，侧摩阻力沿桩长分布呈“单峰状”，侧摩阻力峰值随桩随加压级别的增加，中性点逐渐向上移二动．，}负二摩阻力逐—¨mB顶载荷的增大而增大，试桩中峰值侧摩阻力位置随载渐减小。S3试桩加压至9000kN时、S4试桩加压至荷增加而不断下移，且桩越长，移动幅度越大。7000kN时、s5试桩加压至8400kN时，其桩侧上㈨部负轴力／kN摩阻力均变为正摩阻力。从总体形态上看，当负摩阻力O消除后，各桩侧摩阻力沿桩长的分布均呈“单峰状”。试l0桩s3峰值位置保持在36m左右；试桩