文档介绍：超长大直径群桩基础的简化分析研究

杨光华 1 黄宏伟 2 张子新 2
( 1 广东省水利水电科学研究院,广州, 510610;2 同济大学)

摘要:本文对某超大规模的群桩基础的沉降、承载力及群桩荷载分配等采用工程简化方法进行了计算研究,並
与三维有限元结果进行了比较,两者较一致。通过分析研究,认为基础是安全的,同时还有优化的可能。工程简
化方法简单方便、计算可靠,可为工程提供较简明的结果。文中还应用工程简化方法结合现场试桩结果反分析了
土层的力学参数,结果和方法可供参考。

1 工程概况
某大桥全长 7,687m,主桥全长 2,044m,主桥采用主跨 1,088m 双塔斜拉桥方案,索塔采用倒
Y 型结构,塔基采用哑铃型承台,承台下采用大直径桩基,桩直径 ,承台底标高为-7m,桩底
标高为-121m。北塔现地面标高为-,每塔下桩基 131 根,间距按梅花形布置,桩心间距为
,即。塔基下基岩埋深一般在 270m 以下,塔基内钻探的地质在-200m 以内揭示的均为
以砾、粗、中、细、粉砂层为主局部夹粘土的地层。塔基和典型地质情况如图 1,图 2 所示。

图 1 塔基基础
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图 2 塔基地质剖面图

2 现场试验情况
在这样的深厚砂土地基中进行如此大规模的超深大直径群桩的设计与施工,国内外尚无先例,
技术难度大,很多技术难题有待研究解决,如土层的参数、桩的承载力、桩基的沉降变形等都可
能超过规范,因此,需要进行较大规模的现场试验。为此,该工程除常规地质钻探外,还进行了
钻孔旁压试验,现场桩基静载试验。旁压试验代表性结果沿深度分布的如图 3 所示。试桩结果如
表 1 所示。
表 1 中,L 为试桩长度,D 为桩直径,Nt 为等效桩顶荷载,St 为桩顶沉降,Pf 为计算的侧阻
力,Pf=*D*L*τ, τ为设定的侧阻力系数,灌浆前τ=50Kpa, 灌浆后τ=70Kpa,Pb=Nt-Pf,当
Pb <0 时,说明计算的侧阻力偏大,σt= Nt /A,σb=Pb /A,Sp 为桩的压缩,Sb 为桩底的计算沉降,
Sb=St-Sp,Ebp 为计算的桩底土层变形模量,Sbs 为实测的桩底沉降,σbs 为实测的桩底应力,Ebs 为根据
实测的桩底沉降和桩底应力反算的桩底土层变形模量,当 Ebp>Ebs 时,说明计算的侧阻力是偏小的,
灌浆后基本上是 Ebp>Ebs 的,也就是说灌浆后设定的侧阻力是偏小的。

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模量(Mpa)
0 1020304050
25
35
45
55
65
75
85
标高(米)
旁压剪切模量Gm 旁压模量Em 压缩模量Es 弹性模量Eo

图 3 旁压试验代表性结果
表 1
No. L(m) D(m) Nt(kN) St(mm) Pf(kN) Pb(kN) Sp(mm) Sb(mm) Ebp(kPa) Sbs(mm) Ebs(kPa)
σ b (kPa) σ bs (kPa)
S1(前) 76 24378
后 76 39570
S2(前) 76 ——————————————————————
后 76 31308
S3(前) 76 16871 - - -
后 76 32109
N1(前) 84 10000 - - - ???
后 84 11000 - - - ? ? ? ???
N2(前) 69 10861