翻新时间：2022-08-22
长春地区桩端中风化泥岩软化机理研究
【摘要】高强预应力混凝土管桩是桩基础中具有代表性的桩型，长春地区也大量采用该桩型。长春地区桩端持力层通常为中风化泥岩层，该岩层是否受水浸泡而出现软化现象从而影响单桩承载力的问题引起了广泛关注，本文作者在长春市净月开发区吉林建筑大学校内的基桩检测实训基地，对桩端中风化泥岩层软化问题进行了现场试验研究。分析得出本文的主要结论：长春地区中分化泥岩不会受水浸泡，从而桩端泥岩不会产生软化现象。
【关键词】管桩；中风化泥岩；静载荷试验；软化；承载力
1前言
在岩土工程勘察设计中，为了说明水对泥岩的影响程度，应用软化系数这一指标。软化系数是指泥岩耐风化、耐水浸的能力。软化系数作为岩石软化性的指标，在数值上等于岩石饱和状态下的极限抗压强度与风干状态下极限抗压强度的比值，是工程岩体及岩石质量评价的重要指标之一，软化系数计算式为：
式中 ――岩石的软化系数；
――饱和极限抗压强度；
――干极限抗压强度。
泥岩的软化性是指泥岩受水作用后，稳定性和强度发生变化的性质，软化程度取决于泥岩的矿物成分、结构和构造特征。黏土矿物含量高、孔隙度大、吸水率高的泥岩，与水作用容易软化而丧失其强度和稳定性。
2试验方案
图1 试验桩布桩图
表1 试验桩情况表
序号 试验桩号 桩长（m） 桩径（mm） 预计成桩时间
3试验数据及结果
2014年8月对高强预应力混凝土管桩进行了第一次单桩竖向抗压静载试验，第一次试验简述：
②Z3号桩：于2014年8月11日开始加载，当加载至1500kN时，沉降量为8.59mm；当加载至3000kN时，沉降量为19.37mm。因已达最大加载量，故停止加载。卸载至0kN时，最大回弹量为8.59mm，回弹率为44.35%。
⑥Z6号桩：于2014年8月13日开始加载，当加载至1500kN时，沉降量为4.89mm；当加载至3000kN时，沉降量为19.19mm。因已达最大加载量，故停止加载。卸载至0kN时，最大回弹量为5.83mm，回弹率为30.38%。
第二次试验简述：
表2 第一次检测桩试验数据统计表
桩号 桩长（m） 桩径（mm） 最大试验荷载（kN） 最大沉降（mm） 极限承载力（kN）
Z3 12.0 400 3000 19.37 ≥3000
结论：所检测桩单桩竖向抗压极限承载力平均值为3000kN，单桩竖向抗压承载力特征值为1500 kN。
表3 第二次检测桩的试验数据统计表
桩号 桩长（m） 桩径（mm） 最大试验荷（kN） 最大沉降（mm） 极限承载力（kN）
Z6 12.0 400 3000 13.63 ≥3000
结论：所检测桩单桩竖向抗压极限承载力平均值为3000kN，单桩竖向抗压承载力特征值为1500 kN。
结论
本次试验进项了两次加荷，根据试验设计，桩号为Z
1、Z3的两根桩是进行浸水软化的试验桩；桩号为Z
5、Z6的两根桩自然处置的对比桩，根据试验结果可得出以下结论：
（2）对比桩Z
5、Z6在两次加荷的情况下，最大沉降量分别为：第一次加荷23.75mm、19.19mm，第二次加荷―、13.63mm；再次验证了施加第二次荷载时桩的沉降量均比第一次加荷的最大沉降量小。分析原因在与由于第一次施加竖向荷载使得桩端土得到了固结，再第二次再次施加竖向荷载桩端土的固结沉降速度变慢。
（4）本文由于经费和试验步骤操作的原因导致试验的桩数少，故试验结论仅供参考。
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