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論樁土體系承載力與基樁檢測的關系

來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:建筑工程時間:瀏覽:

雖然規(guī)范規(guī)定荷載要在試驗前一次性堆載,但常常因客觀條件的限制難于做到,如果僅考慮規(guī)范的要求,就有可能無法完成試驗工作,所以只要采取適當?shù)拇胧叾演d邊試驗是能夠在確保試驗數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下實現(xiàn)試驗目的的。只要檢測過程中不斷總結經(jīng)驗、認真對待,是可以消除和減少試驗中所遇問題的,通過樁基靜載試驗從而合理評價樁土體系承載力與沉降量的關系。

  一、基樁靜載荷試驗中所出現(xiàn)的問題
  (一)基準樁的穩(wěn)定性問題
  在基樁靜載荷試驗中,測量樁“頂”位移的常用方法是用位移傳感器(或百分表)測量樁“頂”相對于基準梁的位移量。在試驗過程中基準梁穩(wěn)定與否相當關鍵,對人工設置的基準樁而言,對其穩(wěn)定性影響較大且容易被忽視的因素就是堆載重量對地表產(chǎn)生的附加壓力引起其穩(wěn)定性的變化。尤其大荷載堆載試驗,就是嚴格按規(guī)范的要求,即試驗樁、基準樁、支承墩三者的距離即使能滿足≥4d,且≥2m(d為樁身外徑),堆載時仍發(fā)現(xiàn)支承墩出現(xiàn)明顯下沉現(xiàn)象,在一定程度上影響著基準樁(梁)的穩(wěn)定性。
在沒有更科學、可行的測試方法的情況下,較為實際的控制方法是盡量利用附近的工程樁作為基準樁,但工程樁可利用的場合往往不多。在其他情況下設置的基準樁,一般都設置較淺,易受地表土變動的影響。因此,及時了解基準梁沉浮量情況很有必要。
  (二)堆載平臺偏心問題
  采用堆載平臺作加荷系統(tǒng)時,由于堆載量不足,或有時由于堆載噸位過大,堆載中心難以控制,造成偏心過大,試驗中還未達到目標噸位堆載便被向上頂動,堆載平臺的兩支墩局部出現(xiàn)懸空,以至壓力無法加上,試驗中止。若不及時發(fā)現(xiàn),停止加載操作,嚴重時會出現(xiàn)堆載平臺塌方。
對于堆載法試驗尤其是大噸位堆載試驗,試驗前必須編制詳細可靠的施工方案,且在現(xiàn)場堆載反力裝置過程中應做好二個一致,即平臺的中心應與試樁樁頭中心一致,重物的中心應與平臺的中心一致。
  (三)邊堆載邊試驗問題
  為避免主梁壓實千斤頂,便在荷載不足時提前進行試驗,即所謂的“邊堆載邊試驗”。這不失為解決問題的方法,但是,這種做法除要注意安全外,還要注意堆載方法,處理不當也會嚴重影響數(shù)據(jù)的真實性。由于堆載架上的重物越來越多,其重力直接由主梁反壓到千斤頂上,使千斤頂內(nèi)的壓強增加,頂力加大,直接作用于樁頂上,使樁身下沉加快,但壓力表的讀數(shù)正常,這是目前常用的千斤頂與加壓測量系統(tǒng)的油路決定的。因為當油壓大于千斤頂內(nèi)的壓力時,壓力通過各“單向閥”正常傳入千斤頂內(nèi),直到壓力平衡,這時壓力表測量的壓強與千斤頂內(nèi)的壓強相同。反之,當油泵停止加壓時,千斤頂內(nèi)的油壓被“單向閥”鎖定,壓力無法傳遞到油管。所以,當千斤頂活塞頂部的反力增加時,作用于樁頂?shù)牧υ黾樱瑝毫Ρ淼淖x數(shù)不變。
例如:某工程,樁徑為350×350,樁長為26.0m的預制鋼筋砼方樁,單樁極限承載力為1250KN。本試驗堆載時由于支墩周圍土體較差,在堆到一定荷載時,便開始邊堆邊試驗。從曲線上看出,第一級沉降量為3.56mm,明顯偏大,而后幾級的沉降量幾乎不變,直到第六級875KN以后沉降才恢復正常。出現(xiàn)這種現(xiàn)象是由于進行第一級試驗時,隨著上部堆重物越來越多,重力由主梁直接反壓到千斤頂上,使千斤頂上的頂力增大,樁頂上的壓力已基本達到第五級荷載750KN,樁身下沉加快,但壓力表的讀數(shù)保持正常,以至接下來的第2級~5級荷載下的沉降偏小。因此,若是不得已要進行邊堆載邊試驗時,應在各級荷載達到穩(wěn)定后準備加后一級荷載前進行堆載,堆載期間不加壓,且堆載量不應超過該級荷載量。或是在最后一級或兩級荷載時不要堆載,以免影響樁的最終累計沉降量。
總之,盡量使邊堆載邊試驗的不良影響降低到可接受的程度。
  (四)試驗前主梁壓實千斤頂?shù)膯栴}
  堆載法是基樁等靜載荷試驗工作中用得較頻繁的一種方法。在上海等軟土地基工程中,不少工程由于地基土較差,試驗開始前,上部載荷已完全加載到支承墩上,支承墩就產(chǎn)生下沉,造成試驗前主梁壓實千斤頂,以至試驗還未開始,就已有一定的荷載通過千斤頂施加到樁頂上,荷載越大事先施加于樁頂上的壓力也越大,此時樁頂實際就已開始下沉,到正式試驗時,這部分的沉降由于未能記錄而缺失,導致試驗前幾級的沉降偏小,甚至沒沉降。從而影響了Q—S曲線的形態(tài)及最終累計沉降量,嚴重時還會導致結論的錯誤。
  本試驗是基坑開挖后在較軟的粉質(zhì)粘土層上進行,由于上部荷載較大,兩支墩下陷,堆載結束準備開始試驗時,主梁已壓實千斤頂。從曲線上可看出,在410KN之前各級荷載作用下的樁頂沉降量皆非常小,由此可推測試驗前,試驗開始前千斤頂上的壓力可能已接近410KN,試樁樁頂已開始下沉,但由于試驗未開始,導致一部分沉降流失,雖然之后的各級沉降量趨于正常,但試驗的總沉降量已不能準確把握。因此,在堆載前應詳細了解地基土分布情況,并對地基的承載力進行初步估算,必要時應對支墩周圍地基土進行加固處理,或是將支墩高度適當增加。
 
 二、錨樁法問題
  (一)錨樁鋼筋脫焊問題
在試驗過程中,由于所選鋼筋質(zhì)量較差或是工人焊接技術不夠等原因,當加載至一定壓力后,會出現(xiàn)與錨樁樁頭主筋相接處的錨筋拉斷或是焊接點開裂等現(xiàn)象,以至錨樁與鋼梁聯(lián)合的反力架崩塌,造成千斤頂及百分表等受損,試驗失敗;嚴重時還危及人員安全。對于以上問題,我們在施工時,應選擇比錨樁主筋直徑大一號的鋼筋作為拉筋,且焊接長度要求達到10cm~15cm,加壓荷載較大時還要求雙面焊。
  (二)試、錨樁間距問題
錨樁在受到上拔作用的過程中,其樁周土也在相應的產(chǎn)生擾動,從而對試樁沉降量產(chǎn)生一定的影響,上拔量越大,其自身擾動就越大,對試樁的影響也就越大。
  (三)錨樁抗拔力問題
采用錨樁與鋼梁聯(lián)合提供反力時,業(yè)主為了節(jié)約成本,往往采用工程樁作為試驗錨樁,若試驗前未作錨樁抗拔力計算,試驗時鋼筋過度受拉,或不對稱布置的錨樁系統(tǒng),錨固力分配不當時,加載過程中會造成部分錨樁過度上拔,以至局部鋼筋拉斷,不僅試驗不得不中止,試驗失敗,而且還隨時會給操作人員帶來危險。因此要求在試樁方案實施前必須進行錨樁抗拔受力核算,若發(fā)現(xiàn)不足或受力不均等問題,應及時與業(yè)主或設計方聯(lián)系。
 
三、快速法問題
  現(xiàn)有規(guī)范規(guī)定,樁基檢測方法可采用慢速維持荷載法與快速維持荷載法。
為了縮短工期,提高建設效率,業(yè)主往往都要求采用快速法,即“一般每隔一小時加下一級荷載”。問題就出在“一小時一級”上,試驗過程中經(jīng)常遇到加載至最后一級(或二級)時,Q—S曲線出現(xiàn)較明顯向下彎曲現(xiàn)象,如果只“恒載”1h,可能還夠不上“破壞”標準,但只要延長“恒載”時間,就有可能出現(xiàn)“破壞”。由此造成如不延長時間樁可能達到驗收標準,而延長時間則達不到驗收標準的情況,或者恒載時間延長或不延長得到的極限承載力相差一個級別。
對最后一級來說,延長時間必然會增大累計沉降量,這對以最終累計沉降量判斷樁的承載力達不達到要求的標準來說,也至關重要。例如:某工程樁徑為250×250,樁長為19.0m,單樁極限承載力為442KN。本試驗在最后一級加載至60min時,其總沉降量為18.25mm,本級沉降量為9.5mm,是前一級本級沉降量的3倍以上,若就此判斷其承載力,可判其合格。但從曲線以及最后一級的每次沉降讀數(shù)分析,其沉降未呈收斂趨勢,若繼續(xù)恒載,很可能出現(xiàn)破壞,于是又繼續(xù)測讀,直到270min還未達穩(wěn)定標準,且S—Lgt曲線已明顯向下彎曲,才終止試驗,總沉降量達28.36mm,故而認為該試樁在本級荷載作用下無法達到穩(wěn)定標準,其極限承載力小于442KN。
  新的《建筑基樁檢測技術規(guī)程》(DGJ08—218—2003)4.3.1第2條中規(guī)定:當采用快速維持荷載法時,對最后一級(或二級)荷載,應判據(jù)其沉降的收斂性。這在一定程度上補救了以上出現(xiàn)問題。故此,要求靜載測試過程中必須嚴格認真執(zhí)行這一規(guī)范規(guī)定。

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