[發明專利]一種測試軟土地區PHC管樁負摩阻力中性點的現場試驗方法

有效

• 申請號: 202110769839.1
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113529815B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 張先偉;劉新宇;常志雄;劉智海;余敦猛;李悅;劉浩;彭龍帆
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00;E02D5/58;E02D27/12
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 王敏鋒

本發明公開了一種測試軟土地區PHC管樁負摩阻力中性點的現場試驗方法，步驟是：1)地層分層：用鉆機采用螺旋鉆進的方式鉆孔，得樁周土的地層分層信息；2)分層沉降設備的埋設：將斜管平放于地面，從底部開始依次卡入沉降環，沉降環個數與位置得到的地層信息確定，將沉降板固定在樁頭上；4)堆載：對樁頭與斜管圍成區域進行堆載，堆載土體為黏性土，邊堆載邊用碾壓機碾壓，直至堆載到高度；5)沉降數據采集：用測線兩端分別連接分層沉降探頭與分層沉降數據采集儀，將分層沉降探頭豎直下放到斜管中，重復測試分層沉降數據；6)計算與分析。方法易行，操作簡便，能有效的解決了目前利用室內試驗獲得PHC管樁負摩阻力中性點的失真的問題。

技術領域

本發明屬于巖土工程中樁基工程技術領域，更具體涉及一種測試軟土地區PHC管樁負摩阻力中性點的現場試驗方法，它適用于確定樁負摩阻力中性點的試驗。

背景技術

近年越來越多的高層建筑修建，淺基礎無法滿足結構對地基強度、變形等要求，樁基礎由于整體性好、剛度大、沉降小、能承受較大的水平荷載和豎向荷載等優點被廣泛應用。PHC管樁，即預應力高強度混凝土管樁。是采用先張預應力離心成型工藝，并經過10個大氣壓(1.0Mpa左右)、180℃左右的蒸汽養護，制成一種空心圓筒型混凝土預制構件，標準節長為10m，直徑從400mm～800mm，混凝土強度等級≥C80。對于軟土地區，特別是欠固結軟土地區，PHC管樁身周圍可能存在負摩阻力的不利影響。負摩阻力產生的原因是，上部荷載通過PHC管樁樁身傳遞給地基，豎向荷載有樁側土的摩阻力和樁端土的抗力承擔，當樁周土由于自重固結和地面荷載等作用下產大于基樁的沉降，將對樁產生下拉荷載，即負摩阻力。顯然，負摩阻力對于樁是不利的，會使基樁的有效承載力降低，使基礎產生不均勻沉降，嚴重時會使樁身破壞，是樁基工程的巨大隱患。

中性點是樁身－樁周土相對位移、正負摩擦力、應力應變及軸向壓力沿樁身變化的特征點，它是確定樁基負摩擦力大小的重要參數。若要分析樁產生的負摩阻力，首先必須確定中心點位置。目前，對中性點的確定常采用經驗公式來確定，如《建筑樁基技術規范(JGJ94-2008)》給出了不同持力層的中性點深度Ln的經驗確定方法，如對于粉土，中心點位于樁長的0.5～0.6倍處。然而，由于中性點的影響因素較多，如土層性質，樁的類型等，單純以經驗公式來確定中性點，可能會造成錯誤的結果，對樁基工程產生不利的影響。雖然，一些學者采用了理論方法與數值模擬法來分析中性點位置，但仍存在無法真實模擬實際工程的復雜土體應力狀態與施工工況，出現理論無法知道工程實踐的問題。針對這一問題，一些學者也發明了樁的負摩阻力中性點試驗方法或計算方法(如發明專利201610139233.9)，然而這些方法多為室內模型槽試驗，并不能真實反映現場實際土層性質，若要模擬不同樁徑、樁間距等影響因素在不同組合條件下負摩阻力中性點的試驗，需要進行大量的模型試驗，操作范圍，工作量極大，既降低了工作效率，又增加了測試成本。另一方面，樁的負摩阻力中性點確定方法顯然是根據現場測試，一些發明專利(如發明專利201410005769.2、202011180544.2)雖然是采用的現場試驗方法，但對樁的沉降的確定多是通過樁身的應力進行反算，計算得到的中性點并不是實測，存在一定的誤差，并且這些方法普遍過于繁瑣，土中的分層沉降也不容易被測得。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，是在于提供了一種提供了一種測試軟土地區PHC管樁負摩阻力中性點的現場試驗方法，方法易行，操作簡便，能有效的解決了目前利用室內試驗或理論計算獲得PHC管樁負摩阻力中性點的失真的問題。

為了實現上述的目的，本發明采用以下技術措施：

一種測試軟土地區PHC管樁負摩阻力中性點的現場試驗方法，其步驟是：

(1)地層分層：對正方形的樁頭的對角線向外延伸得到測試樁周土的分層沉降的位置，用鉆機采用螺旋鉆進的方式鉆孔，獲得樁周土的地層分層信息。