基樁高應(yīng)變動力檢測技術(shù)研究
2013-04-18 07:38:02楊婧
楊婧
【摘 要】本文闡述了了基樁高應(yīng)變動力檢測的測試原理，并引用工程實例加以闡述，通過對試驗過程及其結(jié)果的分析證明，此法能夠有效地補(bǔ)充和部分取代靜載荷試驗，在節(jié)約費(fèi)用、提高效率的情況下還能很好地保證質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】高應(yīng)變動力測樁法；力和速度時程曲線；單樁極限承載力
0.概述
高應(yīng)變動力試樁法，是一種利用高能量的動力荷載確定單樁承載力的方法。這種方法在國際上已經(jīng)有了近30年的發(fā)展歷程。隨著我國基本建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，樁基工程的日益增多，各種類型混凝土灌注樁的大量應(yīng)用，又出現(xiàn)了許多新的質(zhì)量問題，因此樁的檢測工作量很大。
傳統(tǒng)的檢測方法是樁的靜載荷試驗，由于其費(fèi)用高、時間長，通常檢測數(shù)量只能達(dá)到總樁數(shù)的1%左右。因而，高應(yīng)變動力檢測以其技術(shù)相對先進(jìn)、操作較為簡便，近年來得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。
1.測試原理
高應(yīng)變測試是用重錘沖擊樁頂，使樁周土產(chǎn)生彈塑變形，通過采集樁頂附近截面的力和速度時程曲線，經(jīng)應(yīng)力波理論分析，計算出樁的承載力和樁身的完整性。
高應(yīng)變動力試樁法的具體做法是：
（1）用高能量的沖擊荷載實際考核樁土體系。一般說來，沖擊下的樁身瞬時動應(yīng)變峰值要不小于靜載荷試驗至極限承載力的靜應(yīng)變值。
（2）實測時，采集樁頂附近有代表性的樁身截面的軸向應(yīng)變和樁身運(yùn)動加速度的時程曲線，通過必要的布點和計算，獲得該截面的軸向平均內(nèi)力Fm（t）和軸向平均運(yùn)動速度Vm（t）。
（3）在實測數(shù)據(jù)中包含了樁身阻抗和土阻力的分段分層信息。
（4）根據(jù)樁土體系的實際工作機(jī)理建立數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用一維波動方程分析實測數(shù)據(jù)，就能獲得有關(guān)樁身完整性和樁土體系承載力的結(jié)果。
（5）在長期的和大量的靜動對比基礎(chǔ)上，可以根據(jù)上述的實測數(shù)據(jù)和分析結(jié)果有根據(jù)地推斷單樁極限承載力。
2.工程實例
2.1工程概況
某高層住宅樓樓高29層，框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，地基處理采用鋼筋混凝土灌注樁，樁徑800mm，有效樁長30.05m，墻下布樁，共布工程樁75根。在工程樁施工前，先打了三組試樁，進(jìn)行了單樁豎向抗壓靜載荷試驗。工程樁施工結(jié)束后，又對5根工程樁進(jìn)行了高應(yīng)變承載力檢測。
2.2場地工程地質(zhì)條件
根據(jù)該場地《巖土工程勘察報告》，在有效樁長范圍內(nèi)，地基土大致分為8層，現(xiàn)分述如下：第①層：人工填土，主要由雜填土和素填土兩個亞層組成。
①-1層雜填土層，其底面埋深為0.5m～2.3m，平均厚度1.3m，黃褐～褐灰色，稍濕，含磚屑、灰渣、石塊、石灰等雜物，fk=70kPa。
①-2層，素填土層，由人工堆積和新近堆積混合形成，其底面埋深為2.3m～6.5m，厚度0.8m～5.3m，平均厚度3.2m，一般呈可塑狀態(tài)，下部軟塑， fk=110kPa。
第②層，粉質(zhì)粘土層，其底面埋深為8.8m～12.5m，厚度為3.2m～7.9m，平均厚度5.8m。呈可塑狀態(tài)，局部軟塑，褐黃～黃褐～黑灰色， fk=130kPa。
第③層，中細(xì)砂層，其底面埋深為12.8m～16.1m，厚度1.5m～7.0m，平均厚度4.0m，飽和，褐黃～灰褐色，松散～稍密，局部中密， fk=150kPa。
第④層，粉質(zhì)粘土、粉土層，其底面埋深為18.4m～20.8m，厚度3.6m～7.5m，平均厚度5.3m。褐黃～褐灰～灰褐色，粉質(zhì)粘土，呈硬可塑狀態(tài)；粉土，呈中密～密實。粉質(zhì)粘土fk =230kPa，粉土fk=200kPa。
第⑤層，中細(xì)砂層，其底面埋深為23.8m～27.5m，厚度3.7 m～7.6m，平均厚度5.5m，褐黃～灰褐～黑灰色，中密，局部稍密fk=240kPa。
第⑥層，粗礫砂層，層底面埋深為31.4m～34.8m，厚度5.9m～9.0m，平均厚度7.5m，飽和，褐黃～褐灰～黑灰色，中密～密實， fk=300kPa。
第⑦層，粉質(zhì)粘土層，其底面埋深為33.2m～36.5m，厚度為0.6m～2.8m，平均厚度為1.3m。黃褐～褐灰色，硬可塑狀態(tài)， fk=250kPa。
第⑧層，卵礫石，其底面埋深為37.6m～41.8m，厚度為4.1m～7.0m，平均厚度為5.5m。飽和，褐灰色，中密～密實， fk=400kPa。
3.試驗情況
在試樁施工完成28d后，先進(jìn)行試樁的單樁豎向靜載荷試驗，從試驗儀器進(jìn)場到試驗結(jié)束共歷時15d，檢測費(fèi)用7.5萬元；工程樁施工結(jié)束后，進(jìn)行高應(yīng)變承載力檢測，從試驗儀器進(jìn)場到試驗結(jié)束共歷時2d，檢測費(fèi)用2萬元。
4.試驗結(jié)果
根據(jù)試樁曲線綜合分析， SZ1、SZ2、SZ3單樁極限承載力為8000kN。三根試樁實測極限承載力平均值Qum=8000kN，根據(jù)JGJ 94-94建筑樁基技術(shù)規(guī)范附錄C第C.0.11條確定，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk=8000kN。
5.結(jié)語
高應(yīng)變動力檢測是樁基工程檢測中一項實用的新技術(shù)，它能夠有效地補(bǔ)充和部分取代傳統(tǒng)的靜載荷試驗，使檢測數(shù)量大大地提高，檢測費(fèi)用大幅度下降。與此同時，使樁基工程的質(zhì)量得到了更好的保障。該項測試技術(shù)尚在發(fā)展、完善之中，其分析計算中的假定、數(shù)學(xué)模型等都還不能十分精確地反映樁土體系相互作用的復(fù)雜性，還不可避免地存在一定的經(jīng)驗成分。因此，要重視動靜對比試驗，積累樁基工程中的實踐經(jīng)驗，求得較為適合當(dāng)?shù)毓こ痰挠嬎銋?shù)，進(jìn)一步提高高應(yīng)變動力檢測的可靠性。 [科]
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