设计阶段试桩承载力测试的方法与优点

Walsh Construction和CH2M的设计团队承接了此项目，在设计过程中采用了考虑土阻力恢复的设计方案，深化了设计阶段打入桩承载力测试方案，并将此方案交由GRL公司进行测试与分析。该方案充分利用了Cuyahoga河谷土壤结构为淤泥与粘土的特性，在打桩休止期后，桩周土重塑孔隙水压力消散，土阻力增加，使得桩承载力提高，从而优化了结构的桩基础设计。为I-480峡谷观景桥项目节省了大量的施工成本和时间成本。

第三座桥梁基础建设完成后，实际使用的总桩长为64000英尺（19500米）。尽管没有准确的计算出施工成本节省量，但是相较于不考虑土阻力恢复的方案，总桩长节省了105000英尺（32000米）（即采用不考虑土阻力恢复的方案，实际总桩长约为19500米+32000米）。且与现有两座桥梁基础的总桩长相比，第三座桥梁基础总桩长减少了66000英尺（20100米）。

本次试桩项目总共测试了24根桩，每根桩都进行了打桩监控、短期复打、长期复打动力测试试验。此外，还做了三次静载试验。

测试桩为闭口管桩，桩径18英寸（460mm），打桩锤型号：ICE I-46。

打桩监测

在打桩监控过程中发现，整个场地土层的跳跃性很大，打桩监控时实测的承载力变化范围从234kips到834kips(1043KN-3720KN)。

短期复打测试

沉桩结束后1-7天的时间内，对桩进行了短期复打测试，发现土阻力有明显的恢复，短期复打后的承载力一般为初打承载力的2-6倍。

静载荷试验

另外，在沉桩30天后，对其中的三根桩进行了静载荷试验。堆载的重量为2000kips（8920KN），每根测试桩都安装了12-15个应变计用以观测，以确保数据的准确度，并预埋钢筋计来分析土阻力的分布。试验结果表明，经过30天的恢复期后，三根桩的承载力分别增加到945、1495、1870kips(4210、6670、8340KN)。

长期复打试验

在沉桩后28-56天内，对测试桩进行了长期复打试验。由于土阻力的增加，ICE I-46的锤重已不能满足高应变测试要求，不利于土阻力的充分发挥，因此换用了GRL公司的APPLE4落锤。试验结果表面，长期复打所测得的承载力是打桩刚结束时承载力的4-12倍。

土阻力恢复时程曲线

根据初打的承载力、短期复打的承载力、长期复打的承载力和静载试验的承载力，绘制了土阻力恢复的时程曲线。

在基桩动测和静载试验中，收集和分析了大量的试验数据，并将多次测试结果与设计方制定的试桩方案进行了比对，从而对锤的性能和试桩方案进行了评价。将试验结果导入GRLWEAP进行精细化分析，充分利用锤的性能和绘制出来的土阻力恢复时程曲线，确定符合实际的打桩准则。

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