简介（作者编辑）：_长螺旋钻孔压灌混凝土抗压抗拔构件承载性状试验研究.pdf
摘要（系统识别）：
第48卷第11期
建筑结构
Vol.48 No.11
2018年6月上
Building Structure
Jun.2018
长螺旋钻孔压灌混凝土抗压抗拔构件承载
性状试验研究
(1中国建筑科学研究院，北京100013；2临汾市建筑勘察设计院，临汾041000)
摘要]为了研究长螺旋钻孔压灌混凝土工艺制成的抗压桩与无自由段复合锚杆的极限承载力、轴力、侧摩阻力
的分布规律以及两者之间的联系，在现场进行了两组足尺试验；通过在抗压桩和复合锚杆内设置钢筋计，测出各级
荷载下桩身/杆身不同深度的应变，推算出其轴力和侧摩阻力，进而对抗压桩和复合锚杆的受力机理进行了分析。
分析结果表明，抗压桩和复合锚杆的侧摩阻力都是从上部开始发挥并向下部传递的，其中抗压桩桩端阻力对桩侧
摩阻力表现出强化效应；复合锚杆的受力模式不同于普通的抗拔桩和抗浮锚杆，试验中杆身轴力峰值与张拉极限
荷载的比值约为2/3。最后根据试验分析结果和《建筑桩基技术规范(JG94一2008)，提出了长螺旋钻孔压灌混
凝土工艺下复合锚杆极限承载力的估算方法。
[关键词]抗压桩；复合锚杆；极限承载力；轴力；侧摩阻力
中图分类号：TU476
文献标识码：A文章编号：1002848X(2018)11010905
Experimental study on bearing properties of compression and uplift components with long spiral
drilled compression grouting concrete
Hua Penglin',An Yiqing?
(1 China Academy of Building Research,Beijing 100013,China;
2 Linfen City Architectural Survey and Design Institute,Linfen 041000,China)
Abstract:In order to study the distribution laws of ultimate bearing capacity,axial force,side friction resistance and the
connection between compression piles and free-section composite anchors made by long spiral drilled compression grouting
concrete technology process.Two full-scale tests were conducted in the field.By setting the steel bar gauges in the
compression piles and composite bolts,the strains at different depths of the pile/shaft under different loads were measured,
and its axial force and side friction resistance were calculated.And then the stress mechanism against the compression pile
and composite anchor were analyzed.The analysis results show that the lateral frictional resistance of the compression pile
and the composite anchor are both transmitted from the upper part to the lower part,and the pile end resistance of the
compression anchor shows the strengthening effect on the pile side resistance;the force pattern of the composite anchor is
unlike the ordinary uplift piles and anti-float anchors.The ratio of the axial peak force of the shaft to the tensile limit load
is approximately 2/3.Finally,according to the experimental analysis results and Technical code for building pile
foundations (JGJ 94-2008),the method for estimating the ultimate bearing capacity of composite anchor under the
process of long spiral drilled compression grouting concrete technology was put forward.
Keywords:compression pile;composite anchor;ultimate bearing capacity;axial force;lateral friction
0
引言
性，并且具有施工快捷、质量稳定、绿色环保的优点。
近年来，随着城市建设的高速发展，灌注桩在工
为进一步研究上述复合锚杆在上拔荷载作用下的受
程中应用越来越广泛，长螺旋钻孔压灌桩作为一种
力特点，了解在长螺旋钻孔压灌混凝土工艺下抗压
灌注桩，不仅成本较低，而且施工速度快、适用土层
桩和复合锚杆在受力方式上的联系，通过试验对长
广、成桩质量好、污染性较小，所以在工程中得到广
螺旋钻孔压灌混凝土工艺下制成的抗压桩和复合锚
泛的应用。
杆极限承载力以及荷载传递机理进行初步分析。
长螺旋钻孔压灌混凝土工艺制成的无自由段复
1试验概况
合锚杆（简称复合锚杆）是中国建筑科学研究院地
1.1试验场地
基基础研究所近年研发的一种新型抗拔构件，该构
试验场地位于北京市顺义区羊房村，场地为农
件通过长螺旋钻孔压灌混凝土的方式形成杆身，然
田，地下水位埋深为1.2m,地层情况见图1，物理力
后于混凝土杆身内植入带有钢管保护的杆筋。这种
方式有效提高了锚杆的承载力，增加了锚杆的耐久
作者简介：滑鹏林，硕士，助理工程师，Email:825756363@qq.com。
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110
建筑结构
2018年
层底埋深/m层厚m钻孔柱状图
土层名称
将灌浆导管放入钢管内，泵送水泥浆，待钢管内部水
0.7
0.7
①耕土
泥浆灌满后，移走导管，然后将由钢绞线组成的杆筋
1.8
1.1
②粉质黏土
植入钢管内。
3.6
1.8
③粉质砂土
施工要点：)抗压桩在灌注混凝土后要及时植
入钢筋笼；2)在抗压桩桩顶位置要做一个桩帽，保
2.9
④粉质黏土
证桩头不被压坏，3)在钢管外面设置对中装置，以
保持钢管相对居中；4)钢绞线一般要露出杆顶1.5m
8.1
1.6
⑤粉土
以上，以保证试验时满足张拉要求；5)钢管内要充
满水泥浆，以保证钢管内的钢绞线处于全长有粘结
3.9
⑥粉质黏土
状态，本试验复合锚杆是无自由段的。
1.4测试及加载情况
13.1
1.1
⑦黏土
抗压桩、复合锚杆示意及其钢筋计布置见图2，
⑧粉质黏土
在抗压桩钢筋笼、复合锚杆钢管外壁布置钢筋计，每
个截面对称布置两个钢筋计，共取5个截面布置钢
图1试验场地地质剖面图
筋计，相邻截面间隔为2.5m。
土层主要物理力学指标
表1
天然
塑性
液性压缩
内摩
黏聚
重度
孔隙
土层
含水
指数
指数
模量
擦角
力
w
/MPa
/kPa
①耕士
19.6
钢管
②粉质黏土
19.6
22
0.64
11.8
0.34
4.43
21
27
③粉质砂土
20.2
24.7
0.6
15.3
35.3
2.5
④粉质黏土
18.9
31.5
0.86
11.5
0.94
5
24.8
26
注浆体
20
24.5
0.65
9.8
0.68
8.7
26.7
16.9
对中支架
8.5m
⑥粉质黏土
19.6
28.2
0.75
11.9
0.63
7.28
21.6
24.3
19.4
27.7
0.75
17.1
0.53
5.13
19.6
30.1
⑧粉质黏土
19.3
27.5
0.76
12.30.42
5.9823.1
11.0m
(a)抗压桩
学指标见表1。
(b)复合锚杆
(c)钢筋计布置图
1.2试验内容
注：1.0,3.5,6.0,8.5,11.0m为各钢筋计的埋深。
试验分为两组：抗压桩试验和复合锚杆试验。
图2抗压桩、复合锚杆示意及其钢筋计布置图
抗压桩和复合锚杆的长度均为12m,孔径均为
抗压桩加载方式按照《建筑基桩检测技术规
400mm;抗压桩配筋为6业25，桩顶受压；复合锚杆
范XJG106一2014))中的单桩竖向抗压静载试验
的配筋为6中15.2，杆顶受拔。
的规定执行，本试验初始荷载为300kN,每级荷载为
1.3施工工艺
150kN,具体加载方式见图3。
抗压桩、复合锚杆均采用长螺旋钻孔设备施工，
复合锚杆的加载方式：1)初始荷载下，应测读
通过钻孔、压送混凝土、后置筋的方式，形成抗压桩
锚头、杆顶位移基准值3次，当每间隔5min的读数
和复合锚杆，具体的施工流程如下：
相同时，方可作为位移基准值；2)每次加、卸载稳定
抗压桩施工流程：首先采用长螺旋钻孔至设计
后，测读锚头位移、杆顶位移不应少于3次；3)当锚
深度，然后压送混凝土，同时慢慢拔出钻杆，直至混
头位移增量不大于0.1mm,或锚头位移增量在2h
凝土全部灌满，然后将钢筋笼吊起调整居中后植入
内小于2mm时，方可施加下一级荷载。具体加载方
孔中，通过振捣将钢筋笼放人预定位置。
式见图4，试验加载过程见表2。
复合锚杆施工流程：首先采用长螺旋钻孔至设
当复合锚杆试验中遇到下列情况之一时，应终
计深度，然后压送混凝土，同时慢慢拔出钻杆，直至
止继续加载：1)后一级荷载产生的锚头位移增量达
混凝土全部灌满，将底部封闭的钢管吊起调整居中
到或超过前一级荷载产生的锚头位移增量的2倍；
后植入钻孔中，通过振捣将钢管放人到指定位置，再
2)锚头位移不收敛。
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