锡澄高速公路江阴高架桥钻孔灌注桩静载试验
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摘要：锡澄高速公路江阴高架桥为目前我省在建的最长的公路高架桥，通过两组四板钻孔灌注桩的静载荷 试验，单桩极限承载力均较设计提高30％以上，为优化设计提供了可靠参数，从而节约了相当可观的投资。
关键词：高速公路 高架桥 钻孔灌注桩 静载试验
1 概述
1.1 江阴高架桥简介
锡澄高速公路江阴高架桥位于江阴市区东侧，北接长江大桥，向南跨越澄江路，滨江路、人民东路、澄张公路等4条主干线，全长3982.23m，是我省目前最长的公路高架桥，桥宽2×16.25m，双向6车道，设计时速100km/h，设计荷载：汽-超20、挂-120，155跨，1860根钻孔灌注桩（半幅桥单个桥墩承台下6根钻孔桩）。
1.2桩桩位、工程地质情况
根据江阴高架桥桥位处工程地质复杂多变的特点，选取141#墩、29#墩两处作试桩。这两处桩位的工程地质士层包括了全线的他质土层，有很好的代表性。
1.3 试验桩设计及施工情况（见表1）
141#墩1号、2号试桩设计桩长为40.8#；29#墩3号、4号试桩设计桩长为36.1m，设计桩径均为100cm，试桩砼设计强度等级为C25级，与工程桩设计相同。
单根试桩设计加载量为1200t，单根锚桩的设计抗拔力为1.25×2000KN，拉力全部由钢筋承担，砼不承受拉力，验算最大裂缝开裂宽度不超过0.25mm。
试桩施工情况表
序号
项目
1号试桩
2号试桩
3号试桩
4号试桩
1
施工工艺
潜水钻进
潜水钻进
正循环
反循环
2
砼设计方法M3
32
32
29
29
3
砼浇注方量M3
33．2
32．8
32
32
4
成孔直径
（CM）
102
101
104
104
5
沉淀层厚度CM
30
30
10
6
清孔工艺
二次清孔
二次清孔
二次清孔
二次
清孔
7
试压块强度Mpa
27．8
28．2
37
38
从表中实测数据可以看出，摩擦桩前桩端反力所占比例极小，远未达到依据《桥规》设计的桩尖承载力。
（2）实测数据显示，桩侧库摩力大小与勘察报告提供的参数值及根据规范和土层分类、物理性质有出的测阻力不尽相同，主要表现力：
①桩柱体上部（约15m以内），各土层的极限摩阻力试验测试值与地勘报告值及规范值基本吻合；
②桩柱体中下部，各上层的极限摩阻力试验测试值较地勘报告值及规范值偏大，约大15～20％；
③桩柱体底部，侧阻力测试值与地勘报告值及规范值基本吻合；
④个别测区（分布在中下部），侧阻力测试信明显高于地勘报告值及规范值。
⑤下同位置土层的侧阻力发挥与桩顶沉降之间的关系是上部土层侧限力发挥仅需较小的桩顶沉降，一般桩顶沉降在5～7mm时，侧阻力已充分发挥；而中下部侧阻力则随桩顶沉降是不断增加的趋势；桩端的侧阻力似乎在极限状态下，仍未充分发挥。
（3）桩端反力的测试值明显偏低，钻孔灌注桩在使用阶段工作状态下桩顶沉降很小，一般在2～3mm左右，砼处于弹性压缩阶段，而端阻力的完全发挥需要重大柱顶沉降，一般结构是不容许这样大的沉降。在这里就端部反力不能发挥的原因作如下分析：
①本次试验的桩细长比均较大、141#墩L/D=40.8，而29#墩L/D=36.1，这样大的细长比，对端阻力的发挥是有影响的。
②端部反力的发挥除了与该土层的性质有关外，钻孔后的沉淀层厚度（虚土厚度）对端反力的发挥也有较大的影响，本次试验的两个桩位，桩尖持力层十的性质是接近的，但141#墩的端反力明显小于29#墩，而29#墩4号试桩施工采用了反循环钻机，沉淀层厚度较菏，其端阻力在极限状态对，比3号试桩大了一倍。由此可见，采用反循环施工工艺对控制沉淀层厚度，提高桩的端阻力是十分有利的。
（4）从桩顶及各测试断面沉降资料可明显看出，桩柱体的弹性压缩变形盘较小，各截面的沉降特征主要力桩——土体系间的相对滑动。
4 几点思考
(1)桩基础作为承重结构，在公路桥梁上应用非常广泛，其理论日趋成熟，但长细比≥30的细长桩，长细比越大，其实际承载尤与理论承载力相差越大，因为长细比的增加大大降低了桩身与桩尖承载力的分担比，桩身上部土层发生相对滑移，而下部土层还未达到极限状态，从而降低了桩的承载力，设计上又优先选用长细比尽量小的桩型；
（2）土层深度的影响，在临界深度范围内，粘性土埋深越深，在土层自重应力作用下，其厕阻力应该越大，即同种土层，在不同深度，应该有不同的侧摩阻力。