根式锚碇基础静载试验报告 部省联合攻关课题 汇报人：龚维明 东南大学土木工程学院 马鞍山大桥锚碇新技术研究 2019年9月12日 2019/9/12 部省联合攻关课题 马鞍山大桥锚碇新技术研究 根式锚碇基础静载试验报告 汇报人：龚维明 东南大学土木工程学院 2019年9月12日 第 页共97页

项目概况 第二期试验2008年1月~2008年3月 第三期试验2008年10月~2009年4月 第一期试验2007年5月~2008年1月 2019/9/12 项目概况 第二期试验2008年1月~2008年3月 小沉井群 第三期试验2008年10月~2009年4月 第一期试验2007年5月~2008年1月 5#沉井 E#沉井 6#沉井 F#沉井 第 页共97页

2019/9/12 研究内容： 1、单井竖向静载试验 2、单井水平向静载试验 3、土中位移测试 4、群井水平向静载试验 第 页共97页

一、第一期竖向静载试验 试验目的：确定不带根键与带根键基 础的竖向承载力

2019/9/12 1 第一期竖向静载试验 沉井参数 根键长度2.5m 第 页共97页

加载设备 1 第一期竖向静载试验 5＃根式基础荷载箱 千斤顶(12) 位移量测装置 电子位移传感器 采集仪

1 第一期竖向静载试验 根键传感器布置 5＃基础传感器纵向布置

结论：在相同位移条件下 ( S=31.8mm ),压入根键后根式沉井的承载力是未压根键沉井承载力的1.63倍。 第一期竖向静载试验 压入根键前后结果对比 结论：在相同位移条件下 ( S=31.8mm ),压入根键后根式沉井的承载力是未压根键沉井承载力的1.63倍。

二、第一期水平静载试验 试验目的：确定不带根键与带根键基 础的竖向承载力

2 第一期水平静载试验 第一次水平静载试验 第二次水平静载试验

试验仪器设备 第一期水平静载试验 加载设备 1）卧式千斤顶 2）高压油泵 3）滑移块 位移量测装置 1）电子位移传感器(16个） 2）测斜仪 3）电脑及数据采集仪

2 第一期水平静载试验 钢筋传感器与竖向试验相同

2 第一期水平静载试验 结论： 提高约100% 6# 承载力 5#

三、第一期土中水平位移测试 试验目的：研究基础受水平载荷时周 围土体的位移分布

3 第一期土中水平位移测试 测斜管28根、分层沉降7根

3 第一期土中水平位移测试 土体测斜管数据分析 40° 第一次 第二次

结论： 第一期土中水平位移测试 3D距离土的最大位移是沉井最大位移10%，故可以忽略相互影响。以3D进行设计是比较合理的。 竖向位移是水平位移的10%。

四、第二期群井水平静载试验 试验目的： 确定单井的极限承载力 确定3沉井共同作用的极限承载力 确定6沉井共同作用时的极限承载力 群井效率系数的研究

4 第二期群井水平静载试验 加载装置 小沉井尺寸： 长9m，直径1.3m

试验仪器 4 第二期群井水平静载试验 位移采集 加载装置 根键横截面 根键钢筋计 井壁钢筋计

4 第二期群井水平静载试验 单沉井井壁应变片布置

4 第二期群井水平静载试验 测斜管布设 在编号① ③ ④ ⑤沉井基础井壁内共布设16根 现场小沉井内测斜管布置图

3）第三次带承台的①、②、③、④、⑤、⑥号小沉井 4 第二期群井水平静载试验 试验情况 1）第一次④号小沉井 2008年01月10日开始试验。试验加载至930kN时，水平位移出现突变，达峰值147.44mm，基础受力面土体出现明显裂缝。取前一级加载值870kN为水平向极限承载力。 2）第二次带承台的①、②、③号小沉井 2008年02月29日开始试验。试验加载至3000kN时，水平位移出现突变，达峰值121.6mm，基础受力面周围土体出现明 显裂缝。取前一级加载值2800kN为水平向极限承载力。 3）第三次带承台的①、②、③、④、⑤、⑥号小沉井 2008年03月16日开始试验。试验加载至6400kN时，水平位移出现突变，达峰值113.24mm，基础受力面周围土体出现明显裂缝。取前一级加载值6000kN，为水平向极限承载力。

4 第二期群井水平静载试验 结论：

第二期群井水平静载试验 4 综合群井效率系数 = 沉井相互作用系数 × 承台对沉井的约束效应系数 水平位移（mm） 折合成单井的水平承载力(kN) 综合群井效率系数 第一次试验(单井） 第二次试验(三井） 第三次试验（六井） 三井 六井 10 456.3 464.5 559.3 1.02 1.23 15 505.9 537.3 644.1 1.06 1.27 20 542.2 591.1 709.2 1.09 1.31 25 572 645.3 757.2 1.13 1.32 30 605 687.7 803.5 1.14 1.33 35 634.8 727.4 839.9 1.15 40 664.6 768.8 877.8 1.16 45 686.1 806.7 907.6 1.18 50 702.7 836.5 935.8 1.19 55 720.8 866.3 965.4 1.20 1.34 60 735.7 887.8 991.9 1.21 1.35 综合群井效率系数 = 沉井相互作用系数 × 承台对沉井的约束效应系数

结论： 根键可以较大幅度的提高沉井的垂直承载力和水平承载力； 根键设计时必须考虑群井的相互影响及承台的约束作用； 4 第二期群井水平静载试验 结论： 根键可以较大幅度的提高沉井的垂直承载力和水平承载力； 根键设计时必须考虑群井的相互影响及承台的约束作用； 群井的相互影响随着距离的增大而减小，设计时应选择合理的井距。

五、第三期根式基础静载试验 由于第一期沉井以砂层为持力层，竖向承载力欠缺，故加深沉井深度至卵石层。同时浅层软土对水平承载力不利，故将沉井顶部降至地面下7m。 试验目的：

5 第三期竖向静载试验 压入根键前后结果对比

2）E＃、F＃根式基础压压入根键后水平向承载力26000 kN。 5 第三期水平静载试验 压入根键前后结果对比 1）E＃压入根键前水平向承载力18000 kN。 2）E＃、F＃根式基础压压入根键后水平向承载力26000 kN。 荷载-位移曲线对比 H-αh曲线对比

经过三期试验，得出以下结论： 卵石层为持力层可满足竖向承载力要求； 消除上部软土影响可满足水平承载力要求； 三倍井径布置较好； 应将测试时井顶无约束状态水平承载力转化成实际井顶固结状态的承载力。