大直径超长钻孔灌注桩承载特性研究

大直径超长钻孔灌注桩承载特性研究

赵慧英

赵慧英

（江苏海宏电力工程顾问股份有限公司江苏无锡214028）

摘要：随着社会经济不断的推动和发展，我国电力工程也逐渐的发展；尤其是大直径的超长桩应用也非常的广泛，虽然我国科学技术进步的非常快，可是国家相关的政策以及规定的计算方式，都是针对于小型桩进行规范的；所以并不能满足于现有的超长桩的研究需求，对此本文就大直径超长钻孔罐注桩的承载力，结合荷载性能、试验数值进行分析，并提出相关的见解，对大直径桩有个比较全面的认识。

关键词：大直径；超长；钻孔灌注桩；承载特性

0.前言

随着我国输电线路工程的大规模发展，目前输电线路的建设项目规模也越来越大，路径越来越长，地形地貌越来越复杂，特别是在市区中，土地资源受限，需要使用大直径钢管杆，然而大直径钢管杆必须采用大直径灌注桩，大直径超长钻孔灌注桩也被逐渐的使用，现在做过工程中桩基础最大直径已经可以达到3.4m，2010年220kV太仓电网加强工程中，由于采用了四回路钢管杆4HSSJ1G-27转角杆，钢管杆底径达到了2.37m，最后计算需要直径3.4m桩长20m的大直径灌注桩。根据国家《架空输电线路基础设计技术规程》的规定，地基是保证建设质量的基础，其承载力计算更是保证安全用电以及群众生命财产安全的重要保障；虽然大直径超长桩的荷载力非常大，但是计算不合理，还会有沉降的危险，对此针对大直径超长桩进行专门的荷载力探究，是非常有必要的。

1传统的测试方法

要想测试桩的荷载力，最有效地测试方法是静载试验，而传统的静载试验的主要方法是锚桩法，这种试验方法，具有规模大、测试期长以及经耗损大的特点，在测试的过程中，会随着锚桩的增加，试验的成本也随之增加，从而严重的影响着自身的使用率；随着大直径超长桩的应用，由于桩的自身荷载力非常大，静载试验往往会出现误差的现象，导致桩的性能、荷载力和施工的质量不能得到保证；而大型桩的自平衡试验是结合先进技术、围绕国家多种规定设置的荷载力探究的方法，它不仅能够补充传统试验的缺陷，测量的准确度还能很好的挖掘大型桩的使用价值。

2.测试的目的和根据

自平衡测试大型桩基的荷载力，主要是根据公路建设技术标准、基础设计规范与质检评定标准等国家规程进行规范设计的，其主要的目的是为了测试大直径超长桩的可靠度、桩基内部的轴向心力、受土层的摩擦力、端承桩的承载力、大型桩自身的收缩力以及桩基荷载力；同时也起到检验大型桩设备、施工技术、建筑材料选择可行性的目的。

3桩基测试的流程

在进行桩基测试时，也要严格的规定进行是施工，首先要熟练地掌握钻孔的技巧，测量钻孔的尺寸，钻孔结束后，还要利用的线锤测试孔的垂直度防止倾斜；然后是施工人员准备好承载箱和钢筋笼，埋在钻孔内，并将声测管固定在笼上，进入到孔中时，要保证的箱笼的尺寸是否与钻孔的尺寸相同，同时也要保证声测管的的质量；最后在导管随着箱笼进入到桩基的一端并考试振捣混凝土，混凝土经过导管振捣到顶端是时，会通过荷载箱，此时拔出导管，并做好防护的措施，避免砂石进入；通过测量得到的长径比、刚度比、阻力荷载比、压缩沉降比以及极限荷载比；从而通过计算得出大直径超长桩的荷载力。

4测试桩基的原理

自平衡测桩法是利用箱笼进行入到桩基础中，随后顺着垂直的方向进行加压，并根据荷载箱低端和顶部所受的荷载力测试出桩基的承载能力；这种测试方法主要应用到的设备是承载箱，承载箱内部顶端与低端之间的位移杆，会随时起到振捣混凝土的作用；同时利用地面上的加载系统进行施加压力，根据荷载箱向上移动，从而在截面受到的应变力以及随着荷载变化摩擦力的规则，具体的桩承载力自平衡实验的分析图如图所示；

5自平衡测量承载力注意的问题

自平衡测量大直径超长桩荷载力时，除了要遵循管理部门的事项外，还要注意各种的测试技术的规程；当桩基强度达到国家规定要求时，才能进行试验，而这期间做少也得间隔半个月，才能保证成桩的最低强度；在利用的加载装置继续拧施加压力时，应当由小到大进行施加压力，也可以每次增加上一次的两倍进行加载；施压后用位移传感器每隔15分钟进行读数；同时桩的沉降程度按照国家规定的标准每小时不可以超过0.1mm；卸载时稳定3h后，间隔15分钟静心读书，利用εg=Kε读+B可以算出桩基内部的轴力，利用qS=ΔPZ/ΔF可以计算出装机社会社受到的面阻力。利用（Qu上-W）/r+Qu下计算出荷载力，其中Qu为桩竖直受到的承载力，Qu上为荷载箱上端受到的荷载力，Qu下为荷载箱下端受到的荷载值，W为荷载箱航上端的桩基重，r为桩基侧阻力系数。

6工程案例分析

110kV清江变进线工程位于江苏省常熟市，本工程自G204国道西侧，虞东路南侧双T接杆G1A起，双T接110kV琴董、铁虞线后向西，与改造110kV虞里线在G2A处合并为同杆3回线路，沿虞东路南侧架设至G7A处，利用原110kV虞里线通道架设至G10A处右转，经G11A左转继续沿虞东路南侧架设，至G21A处3回路分开：上层双回路右转穿越220kV常虞线至G22A处改单回电缆敷设接入110kV清江变；下层单回线路至G23A，左转至G24A处与现状110kV虞里线接通；G23A～G24A段按双回路设计及架线，本期预留1回。

地质情况：沿线30.00米以浅地基土均为第四纪全新世纪松，散土层粉土、粉质粘土、淤质土、粉砂为主，沿线整体地层分布如下表：

根据沿线的地质、水文情况、场地条件和基础作用力，本工程杆塔基础全线采用灌注桩基础。具体桩基础使用情况如下表：

7结论分析

通过对现场工程中大直径长桩的荷载试验分析，可以得出荷载力随着桩径的增加而增大、端阻随着桩径增加而增加、压缩沉降量随着桩径增加而减少，桩顶侧向位移随着桩径的增大而变小；其桩顶位移随桩径变化如图所示；

8.总结

综上所述，大直径长钻孔灌注桩的荷载探究工作，是一样复杂且繁琐的过程，不仅要结合各种的规章制度，其中试桩流程的操作，不亚于项目施工时的施工工艺，甚至比施工时更要注意长径比、桩顶位移量以及侧向摩擦阻力以及工作荷载等，这对于灌注桩的施工工艺有比较高的技术标准，从而促进大直径灌注桩的完善和发展。

参考文献：

[1]汪胜忠.大直径超长钻孔灌注桩桩端后注浆承载特性研究[D].浙江大学，2010.

[2]孙树礼.大直径超长钻孔灌注桩承载特性试验研究[J].铁道工程学报，2011，10：66-71.

[3]李胜利.超长大直径钻孔灌注桩承载特性研究[D].河北农业大学，2014.

[4]王波，吴秀珍.大直径超长钻孔灌注桩荷载分层传递特性试验分析[J].上海地质，2010，01：21-28.