桩身混凝土（精选7篇）
桩身混凝土 篇1
1 前言
声波透射法用于检测灌注桩桩基检桩身完整性,判定桩身缺陷的程度并确定其位置,具有结果直观、准确度高的优点,在工程中得到广泛应用。
在声波透射法检测中,判据对于缺陷的分析判别具有重要意义。由于缺陷信息的复杂多样,加上声测管不平行等施工造成的因素的干扰,对于桩身缺陷的定性分析是困扰声波透射法的一大难题。福建省建筑科学研究院于1999年开始,经过多年研究,采用多次逼进拟合的方法求解声测管管距,在此基础上,提出了基于真实声速的CBV判据,较大程度降低了干扰,提高了缺陷定性判别的准确性,应用于工程实践,取得了良好的效果。
2 目前常用的判据介绍
《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2003)和《超声法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS 21:2000)中收入的目前常用的缺陷判据主要是“概率法”和“斜率法”。此外还有NFP多因素概率分析法、CT成像法等。
2.1 概率法
概率法是将声时、声速、波幅等超声参数进行数理统计,根据其平均值和标准差对各测点进行判断,其出发点是正常混凝土超声参数服从正态分布,一旦测点的声时、声速等超声参数偏差超过数理统计所得出的一定临界值时,即判定为缺陷。该方法计算简单,原理也比较直观,其优缺点如下:(1)根据声波特性,声时对由桩身材料强度变化所引起的缺陷比较敏感,而对由于结构的不均匀性引起的缺陷不够敏感;而波幅对由结构的不均匀性引起的缺陷比较敏感,对桩身材料强度变化所引起的缺陷由不够敏感。(2)与被测点数有关,当被测点数变化时超声参数的标准差将发生变化。故其判据标准是可变的。(3)误判。当桩的整体性较差时,由于标准差比较大而使整个判断门限降低,从而使一个整体性较差的桩被误判为好桩;而当桩的整体均匀性较好时,标准差较小,反而容易因一个较小的波动被错判为坏桩。这是由于超声参数不仅对混凝土质量敏感,而且和超声测距也有密切关系,而“概率法”假定声测管在桩身全长范围内保持平行,即声测管间距保持不变,但是实际施工中由于种种原因声测管不可能保证平行,因此采用“概率法”容易造成误判。
2.2 斜率法
“斜率法”是将相邻测点声时差的平方与测点高程差的比值作为判据,其本质是利用相邻测点间的声时的斜率变化作为异常点的判定依据,因此称为PSD判据。该方法计算简便,结果直观,在一定程度上排除了声测管不平行对缺陷判定的干扰,弥补了概率法的不足,是目前应用较为广泛的判据。但同时,由于PSD判据中的主要参量声时t与测距有关,其判据的缺陷临界判据必然随桩径的变化而变化,从而影响了对缺陷性质、大小等的判断。并且,当桩身内部的声测管发生偏移时,其间距和桩顶处不一致,如果以桩顶处的声测管间距为基准、根据PSD判据值的大小判断缺陷性质,容易带来偏差。
2.3 NFP多因素概率分析法
多因素概率分析法是运用声时、波幅、频率或声速、频率、播放等参数,通过其总体的概率分布特征,获得一个综合判断值NFP来判断桩身缺陷的一种方法。
该方法需要求出所有测点中声速、频率、波幅的最大值,然后计算每个测点声速等参量与最大值之比(称为相对值),并将各参量的相对值相乘,以乘积作为主要的判断参数,通过数理统计的方法,计算每个测点的NFP值。NFP判据综合考虑了声时、声速、波幅、频率等超声参数,相对减少了分析判断中人为因素的干扰。但其计算方法复杂,波幅和频率等参数的测量效率较低,而且影响因素多,较难准确测量,同时,最关键的是,依然无法排除声测管不平行所造成的干扰,因此未得到推广应用。
2.4 超声层析成像(CT)技术
超声层析成像技术是将被测对象的层(断)面划分成一定数量的网格,一侧布置超声发射点,另一侧在网格的所有节点上进行超声接收,各成像网格被测线多次穿过。采用迭代法反演各成像网格的声速值,最终重建被测断面的声速图像。该方法结果直观,是一种新兴的超声检测技术,需要大量的检测数据,不能沿用传统的现场检测程序,且加大了现场检测的工作量,同时需要进行大量的数据处理工作,因此必须对检测仪器和处理软件同时进行改造,目前基本上处于研究阶段。
上述几种常用判据各有优缺点,但都无法解决声测管不平行造成的干扰,其判据值大小与测距的变化相关,难以对缺陷进行进一步的定性分析。我院采用多次逼进拟合的方法求解声测管管距,在此基础上,提出了基于真实声速的CBV判据。
3 基于声速的判据——CBV判据
3.1 CBV判据形式
显然,如果在PSD判据中引入声测管间距这一参量,则可消除不同桩径下判据值不同造成的定性困难。但是,如果简单地采用桩顶处的声测管间距来代替桩身各测点处的实际声测管间距,实际上仍无法消除声测管偏移的干扰,因此必须通过多次逼近拟合法,求解桩身各高程的声测管真实管距。
通过对实测的声时-深度数据采用多次逼进拟合法进行处理,得出声测管各测点的管距,将各高程拟合的声测管间距引入,可提出新形式的判据如下:
undefined
式中:ki—CBV判据(μs/m2.cm)
Li—测点i的声测管间距(m)
ti-ti-1—第i及i-1测点的声时值(μs)
ΔH—测点高程差(cm)
从式(1)可看出,判据中的声时一项基本可看作为声速的倒数,因而可将上述判据称为基于声速的判据,或称之为CBV(Criterion Base on Velocity)判据。
3.2 缺陷的临界判据值及其试验验证
⑴当缺陷为夹层时:
kc=(V1-V2)2/VundefinedVundefinedH (2)
式中:kC—临界判据值(μs2/m2.cm)
V1—正常砼声速(m/μs)
V2—夹层声速(m/μs)
ΔH—测点高程差(cm)
⑵当缺陷为孔洞时:
设孔洞半径与桩半径之比为Dr=r/R:
undefined
⑶当缺陷为蜂窝状疏松或被其他介质填塞的孔洞时:
kc=4Dundefined(V1-V3)2/VundefinedVundefinedH (4)
式中:V3—介质声速(m/μs)
通过模拟试验确定的缺陷声速代入上述公式计算得到的临界判据值如表1所示。
为验证上述判据,制作了一些模拟桩,在其中设置了泥夹层、预埋泡沫塑料、混凝土蜂窝(模仿离析)等缺陷,对其进行声波透射法检测,计算其CBV判据值如表2。数据表明,模拟桩的缺陷CBV判据和理论计算值基本上相符,造成其差值的主要原因在于:①模拟缺陷的实测声速值与理论计算的声速值有一定差别,如实际混凝土中的泥夹层中混合了部分混凝土,对泥层起到固结作用,一定程度上提高了泥夹层的声速,导致其实测CBV判据值下降;②模拟桩中的缺陷尺寸在成型过程中难以控制,和理论预期的有一定差距。
4 工程实例
某市政路桥工程采用钻孔灌注桩,在主桥施工过程中,业主委托某检测单位对桩基采用声波透射法进行检测,其中部分桩基的检测结果为Ⅳ类桩,引起了施工单位、业主、监督站等部门的争议。为此,业主和施工单位委托笔者单位对其中争议最大的1根桩再次进行检测。该桩为端承桩,自桩顶而下的地质情况为:中砂、卵石、微风化岩,其中中砂层有40～50m厚,桩端持力层为微风化岩,桩径1.8m,混凝土设计强度等级C30,施工桩长为57.4m,埋设3根声测管。
经检测,3对声测管数据均显示该桩桩顶下50.50m～56.50m范围内接收波波形畸变,波幅明显衰减,与前一家检测单位的数据基本一致。但是由于该桩声测管埋设偏移严重,导致声时数据偏差较大,如果不考虑声测管偏移的影响,仅依据声时-深度曲线以及PSD判据-深度曲线判别,由于缺陷范围达到6m,且PSD判据值较大,根据地质情况,一般判定为桩底约6m长夹砂,属Ⅳ类桩。
笔者采用多次逼进拟合法对检测数据进行了处理,修正了声测管管距偏移的影响,从而得出的声时-深度曲线和CBV判据-深度曲线如图1所示。
从图中结果可以看出,经修正后,桩底附近的曲线变得“缓和”了,且在测距为0.5m时判据值最大不超过40,结合表1的CBV判据,则桩底并不存在大的泥沙夹层,其缺陷应该是混凝土较严重的离析,可判为Ⅲ类桩。
为验证上述分析结果,业主委托了第三方检测单位进行钻芯取样。钻芯部位为桩中心钻入,采用Φ110钻头,垂直钻进。钻芯结果为:桩段0～2.94m为浮浆,夹有碎块状土;2.94～57.60m,混凝土芯样连续完整,呈中长圆柱状,表面平整光滑,胶结紧密,分布均匀,断口吻合;57.60～59.13m芯样一侧面见沟槽及砂浆固结,59.13～60.3m混凝土芯样连续完整,呈中长圆柱状,表面光滑平整,胶结紧密,分布均匀;60.30～61.86m为持力层。
从钻芯结果看,该桩0～2.94m应为桩顶的浮浆等物,扣除以后,桩身全长为57.36m,其中0m～54.66m桩身混凝土芯样完整,54.66m～56.19m芯样一侧出现沟槽可判别为缺陷边缘,56.19m～57.36m混凝土芯样完整,因此桩身中心部位的混凝土仍是连续完整的,而其桩底处芯样侧面出现沟槽说明,其桩底是存在缺陷的,芯样照片见图3。
根据钻芯结果,业主、监理、施工单位等各方均认可了我院的分析结果,解决了争议,并为下一步的处理提供了依据。
5 结语
在多次逼进拟合法修正声测管偏移造成的影响的基础上发展而来的CBV判据,不仅可以判断桩身缺陷,由于消除了测距的影响,其判据值与桩径无关,为桩身缺陷进行半定性分析提供了一个途径。
参考文献
[1]《混凝土钻孔灌注桩声测法研究报告》,钻孔桩声测法研究组,湖南大学土木系,河南省交通厅公路局等;
[2]《钻孔灌注桩内部缺陷超声法检测结果的计算机判别》,钻孔桩声测法研究组,吴慧敏、周之津,湖南大学土木系,河南省交通厅公路局等。
不同桩身缺陷检测方法对比分析 篇2
1.1 低应变法
低应变法的理论依据是一维杆波动理论, 将桩等价于一维杆, 当在桩顶施加一瞬时垂直冲击力后, 就有弹性波沿桩身向下传播, 遇有波阻抗 (波阻抗Z=ρcA, ρ为密度, c为波速, A桩身截面积) 变化界面处时, 弹性波会发生反射。通过对反射信号的相位、振幅、频率等特征进行分析后即可对桩身缺陷进行评价。由于低应变法物理意义明确、测试设备轻便简单、检测速度快、检测成本低等优点, 目前普遍应用于基桩检测。《建筑桩基检测技术规范》 (JGJ106-2003) 规定, 低应变法适用于检测混凝土桩的桩身缺陷, 判定桩身缺陷的程度及位置。由于低应变法波形曲线上仅显示桩身阻抗变化的相关信息, 而桩身阻抗Z=ρcA是一个综合指标, 该指标不仅与介质质量状况有关, 还与介质尺寸变化等因素有关, 所以低应变法还不能对缺陷性质进行准确分辨, 缺陷横向尺寸的变化及其在桩截面横向上的位置也无法准确给出, 对缺陷程度只是一种定性评判, 还不能做出定量分析。对缺陷竖向位置也只是依据桩身平均波速进行的一种计算, 由于有其他因素影响故有一定误差。由于受桩周土、桩身材料阻尼、桩身截面变化、激振能量等因素的影响, 应力波的传播过程为能量和幅值衰减的过程, 如果桩过长, 或桩截面阻抗多变或变幅较大, 则应力波不能传回桩顶。另外当桩端土层的波阻抗与桩身波阻抗相同或相近时, 不能测到桩底的反射信号, 所以其测试深度有一定限制, 但没有具体数值, 只能在各具体工程中进行试验确定用该方法检测桩身缺陷是否可行。此外, 由于低应变法在实际应用于检测桩身缺陷过程中, 其影响因素比较多而且比较复杂, 所以有时会得到一条无法进行分析解释的波形曲线, 此时低应变法不再适用, 需通过其他检测方法对桩身缺陷进行评价。
1.2 声波透射法
该法依据弹性波理论, 利用超声波在弹性介质中的传播特性对介质的性质进行评价。其评价所用声学参数主要有波速、波幅、波频、波形等。与低应变法相比较, 其原理和理论依据相同, 不同的是低应变法冲击脉冲主频在几百赫兹, 而声波脉冲主频高达几万赫兹。现场操作也不相同, 现场测试时依据换能器间高程的不同可有水平同步法、高差同步法及扇面测试法等测试方式。《建筑桩基检测技术规范》 (JGJ106-2003) 规定, 声波透射法适用于已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身缺陷检测, 判定桩身缺陷的程度并确定其位置。与低应变法比较, 声波透射法也无法对缺陷性质做出准确分辨, 对缺陷在桩截面横向上位置的判断较低应变法强, 缺陷在竖向上的位置及范围能做出准确判断, 但对紧贴声测管的微小缺陷有可能造成误判, 对超出两声测管组成的剖面之外的桩身缺陷则无能为力。同时声波透射法宜检测桩径大于0.6m混凝土灌注桩的完整性, 因为桩径较小时, 声波换能器与检测管的声耦合会引起较大的相对测试误差。由于需要预埋声测管, 抽样的随机性较差, 检测成本也相对较高。尽管如此, 与其他方法相比, 声波透射法仍具有如下优点: (1) 检测全面、细致, 检测范围可覆盖整个桩长的各个断面, 无检测“盲区”: (2) 检测较为快捷、方便。因此, 该方法目前已成为大直径、长桩长的混凝土灌注桩完整性检测的重要手段。《公路工程基桩动测技术规程》 (JTG/T F81-01-2004) 也专门规定“对重要工程的钻孔灌注桩, 采用超声波透射法检测的桩数不应少于50%”。
1.3 钻芯法
与前两种方法相比, 钻芯法检测桩身缺陷属于一种直接的方法。由于钻芯法是钻芯机直接从桩身上钻取混凝土芯样, 以测定桩身混凝土的质量和强度, 检查桩底沉渣和持力层情况, 并测定桩长, 进而对桩身缺陷做评价。钻芯法具有科学、直观、实用等特点, 正因为这种优点, 使得目前基桩完整性检测时, 当其他检测方法的检测结果需要验证时一般采用钻芯法进行验证。与其他方法相比, 钻芯法的缺点是设备笨重、检测时间长、检测成本高等, 其检测能力的限制条件主要受桩的长径比制约, 也不能对预制桩和钢桩的成桩质量进行检测。此外, 由钻孔在桩截面上的布设也可以看出:钻芯法实质上是由钻芯孔的范围内的桩身质量情况来代替整个桩身的质量情况, 相对于大直径桩而言, 这种代表性会很差, 对一些缩径或其他没有靠近钻孔位置的缺陷来说, 钻芯法也无能为力。其更适用于检测桩长、桩底沉渣及持力层岩性、桩身混凝土强度, 在缺陷程度较大时 (如缺陷横向规模占到桩截面的80%或更大时) 验证更合适。需要明确的一点是, 钻芯法所得到的混凝土芯样抗压强度不同于标养28天试块抗压强度, 也不同于同条件试块抗压强度。
2 工程实例及分析
低应变法与钻芯法对比
该桩为旋挖钻机施工钻孔灌注桩, 桩型为摩擦桩, 桩径1.0m, 桩长47m, 桩身混凝土强度等级为C40。地层为黏土、粉质黏土和粉土互层, 局部有细砂夹层。低应变法实测曲线反映桩顶以下19.0m处有一明显同相反射波, 有二次反射波, 桩底反射不明显。地质资料显示, 在桩顶以下19.0～20.5m范围内有一细砂夹层。施工中未发现特殊情况。由以上资料分析该处缺陷性质有可能是夹砂, 是缩径造成的夹砂还是桩身空洞填充砂还不能确定。该缺陷比较明显, 其竖向位置大概在19.0～21.0m, 在桩横截面上的位置则无法确定, 因此不能对钻孔位置的选取提供切实可行的指导。按规范要求随机选了第一个位置进行钻芯法检测, 结果显示在19.7～20.0m之间夹砂, 后分别在该孔两侧30cm处各布设一个钻孔, 左侧钻孔在19.8～20.0m之间夹砂, 右侧钻孔芯样连续、完整、表面光滑。通过对夹砂孔进行反复清孔, 然后高压注浆, 水泥用量达到2.1t。
从本实例可以看出, 不仅仅是缩径, 任何一种缺陷 (如本例中的夹砂, 不包括扩径类良性缺陷) 在低应变法实测曲线上的反应都是与入射波同相位, 其幅度与缺陷程度及其所处位置等因素有关, 但其性质只能结合其他情况进行大概分析还不能确定, 缺陷竖向位置的判定有一定误差, 而在桩截面横向上的位置则无法判定, 无法对钻孔选位提供指导, 而钻孔直径一般为100mm, 《建筑桩基检测技术规范》 (JGJ106-2003) 规定, 桩径小于1.2m的桩钻1孔, 桩径为1.2～1.6m的桩钻2孔, 桩径大于1.6m的桩钻3孔, 按钻孔最大直径计算, 其占整个桩截面的比例最大也仅为19%, 由此对整个桩身进行评价代表性不是很强。如果第一个钻孔正好取到芯样连续的位置, 那么两种方法之间就存在了极大的不一致性。这种不一致性也好理解, 但如何避免, 如何对桩身缺陷做出客观的评价才是关键。可以推断的是, 相对与整个桩身截面而言, 缺陷程度越大, 钻芯验证的效果就越好。
3 结语
通过以上对比分析及在工程实践中所遇到的实际情况可以得出以下结论:
(1) 低应变法具有简便、快速、成本低的特点, 是基桩质量普查的良好手段:声波透射法具有全面、细致、不受桩长限制等优点, 是重要工程基桩质量检测的重要保证:钻芯法具有直接性, 其特长在于检测桩长、桩身混凝土强度、桩端持力层状况等。作为直接的检测方法, 钻芯法也可作为低应变法和声波透射法检测的验证方法, 但对验证结果应能够具体分析, 最终对桩身缺陷做出客观、科学的评价。具体应用时, 可根据工程重要性等级、基桩施工水平的稳定性、场地工程地质情况等因素, 从各方法本身特长出发综合选用。
(2) 由于各桩身缺陷检测方法的理论依据、现场操作, 各方法的优缺点均不相同, 实际工作中出现对同一根桩身缺陷评价不一致的现象属于正常现象。当出现这种现象时, 应能从各方法本身及工程实际出发, 找出合理解释, 对基桩桩身缺陷做出客观的评价。
摘要：本文对当前桩身缺陷检测的三种方法, 从理论依据、现场操作、工程实例等方面进行对比分析。提出在实际应用中应根据各检测方法的优缺点合理进行方法组合, 当各检测方法之间出现不一致的检测结果时, 应从各方法本身出发结合工程实际进行综合分析, 对桩身缺陷做出客观评价。
关键词：桩身缺陷:低应变法:钻芯法:声波透射法:对比分析
参考文献
[1]钱大高.桥梁钻孔灌注桩施工质量控制分析[J].淮北职业技术学院学报, 2010, (05) :122-123, 126
桩身混凝土 篇3
关键词：黏土地基,桩身倾斜,裂缝
1 工程概况[1]
1)设计要点。兴建于20世纪90年代的某大学教学综合楼,建筑平面呈工字形,前楼3层为阶梯形教室,后楼8层为教学综合楼,前后楼之间用廊道连接,总建筑面积近10 000m 2,钢筋混凝土框架结构,设防烈度为7度,抗震等级取3级。2)地质条件。地层构造如下:(1)杂填土:由灰褐到褐红色,层厚0.1m～1.2m,由松软到中密,含有植物根与建筑垃圾。(2)黏土:由褐色到褐红色,局部夹细砂,发育较完整,土质较均匀,平均厚度约6m。(3)砂质黏土:以细、中砂为主要成分,层厚1.5m～2.5m,由褐色到红色;中实,饱和,可塑;含氧化铁成分。(4)黏土夹漂石:红色,厚度不均,最大厚度为5m。(5)第三系风化岩:褐红色,较完整。3)施工概况。a.人工挖孔桩由专门队伍负责施工,按规范操作,质量监控正规,检测工作到位,竣工验收合格。b.虽然没有完整的施工组织设计,且施工过程中发生过塔吊操作失误,行车塌落伤人等重大事故,也出现过拆模过早的现象。但是框架梁、柱和楼、屋面板等主体构件的混凝土强度等级均达到或超过设计强度,所用钢材材质的物理化学性能均符合规范要求,说明施工方面不存在大问题。
2 裂缝现状
1)主体竣工时,并未发现肉眼可见的任何结构裂缝;2)工程进入装修阶段后,前后楼同时出现结构裂缝现象:a.前楼结构裂缝出现在楼板的支座线附近,裂缝走向与支座(主框架梁)平行,缝宽在0.2mm以上,肉眼可见。b.前楼2层,3层卫生间漏水现象严重,根本无法投入使用。c.后楼以墙面裂缝最为突出,东西山墙面上出现罕见的“之”字形裂缝和分枝状裂缝。每条裂缝蜿蜒曲折,长达数米。裂缝深度从面砖灰缝表皮一直贯通到墙体深部。d.除山墙外,其他内外墙面均可见到裂缝,但以底层裂缝最为严重。e.由于结构裂缝和楼屋面渗漏现象严重,在建成以后一段时期,不敢投入教学使用。
3 机理分析
3.1 裂缝产生的特殊性[2]
1)框架填充墙理论上并不受力,填充墙上出现奇异裂缝,必然是框架梁、柱出现整体变形,迫使框架节点出现角变位,从而使填充墙受挤,因此,必然存在奇特原因。2)整体框架,尤其是设计安全水准偏高(按抗震设防)的框架,纵梁支座和板支座附近的负弯矩区,一般也由于塑性变形的影响,负弯矩值比理论计算值偏低不应在此处出现裂缝之所以在这里出现裂缝也证明是框架出现整体变形所致,因此,必然存在特殊原因。
3.2 裂缝合成的必然性
1)墙面上出现复杂产状的“之”字形裂缝和分叉形树枝状裂缝,必然有一组与裂缝产状(裂缝方向)相对应的主拉应力存在。
2)框架出现整体变形的可能性一般是框架柱出现倾斜,使填充墙的一侧边受到挤压力,上框架梁出现荷载条件下的正常挠曲变形,使填充墙墙顶的跨中1/2区域范围内受到垂直压力,而墙顶的两个角区附近出现上拔力(由墙顶粘着力产生);下框架梁(或地基梁)则出现上凸挠曲变形,填充墙的底部为了与地基梁的变形协调,则必在墙上产生与主拉应力相适应的倒八字形裂缝。墙底部分的倒八字形裂缝与由墙顶的垂直压力(重力)或向上拔力和墙侧柱身传来的水平挤压力合成的主拉应力引起的裂缝组合以后,就必然形成墙面的“之”字形裂缝或树枝状裂缝,如图1所示。
3)框架柱出现倾斜变形后,主框架梁身亦出现向一侧倾斜,因而使一侧的楼板面有下抑趋势,板支座附近的负弯矩值衰减,而另一侧的板面有上翘趋势,板面负弯矩值激增,从而使裂缝首先在这里出现,裂缝走向与主框架梁平行,如图2所示。
4 原因认定
从以上的结构裂缝机理分析认定了墙面裂缝和板面裂缝的原因是由于框架出现倾斜变形,因此必须再找出框架柱出现倾斜变形的原因[3]。
1)从工程地质条件可以认定,第三系红黏土必然属于具有一定膨胀势能的膨胀土,6m厚的红黏土夹在上下两个含水层之间,一旦吸水膨胀,必然会产生强大的各向异性的膨胀压力。2)人工挖孔桩的施工工艺是分段掘进(下挖),分段浇筑薄层钢筋混凝土护壁,浇筑条件困难,混凝土施工缝多,必然形成钢筋混凝土挖孔桩桩身与土体之间的输水通道,将上、下含水层中的水体输入黏土层,起到引“狼”入室的作用。3)可以认定,红黏土吸水膨胀产生的膨胀压力就是导致人工挖孔桩桩身和框架柱倾斜的唯一原因。4)可以认定,填充墙墙面裂缝、楼屋面板上裂缝主要也是由膨胀土地基的破坏作用引起。另外施工管理不善,施工质量方面也可能存在一些问题,但决不是引起墙面和板面裂缝的原因。
5 安全评估
1)由于通过桩身周围的护壁输水并进入黏土层有一个缓慢的时间过程因此膨胀破坏作用的出现就要滞后很多所以结构裂缝现象往往出现在主体结构竣工以后一段较长的时间内。2)桩周一定范围内的土体吸水、膨胀并软化以后,会成为一个不能传递膨胀压力的缓冲区,对桩身起了缓冲、保护作用。因此当桩与柱的倾斜变形和结构裂缝现象发展到一定程度后,就会稳定下来,不会无限度的发展下去。3)在软化缓和区的外围,形成了一个膨胀势能释放区,膨胀压力会向外围,向下层土,尤其是向抵抗力最弱的上层覆盖土爆发,因此会对底层地面引起长期的、持续的隆起破坏作用
参考文献
[1]谢征勋.工程事故分析与工程安全[M].北京:北京大学出版社,2006.
[2]冼贤均.软黏土地基堤防处理方案的选择[J].施工技术,2009(5):121-122.
超声波透射法检测桩身完整性解析 篇4
1 超声波透射法简析
对超声波透射法进行分析是一项系统性的工作, 其主要内容包括了技术原理、使用设备、常用参数等内容的分析。以下从几个方面出发, 对超声波透射法进行了简析。
1.1 技术原理
众所周知建筑工程的桩基础通常处于地下位置或者水下位置, 大多数属于隐蔽性较强的工程, 并且其具有工序繁杂、技术要求高、施工难度大等工程特点, 在这些特点的影响下导致了其很容易出现质量问题。因此可见对于桩基础工程质量检测的研究非常重要。而声波可以根据其自身波动频率的将其分为次声波、可闻声波、超声波特超声波等不同的声波种类, 而人能够听到的声波频率范围通常是20~20000Hz, 这一区间内的声波通常也被称为可闻声波, 但是当声波的频率超过20000Hz时, 人的耳朵无法听到这些声波, 这种声波就被称之为超声波。另外, 如果声波在物体中传播时当物体中各质点均进行连续不歇的振动时, 这种波就会被称之为连续波, 这一连续波就是建筑过程中混凝土检测中常用的脉冲波。
1.2 使用设备
在超声波透析法的应用过程中, 超声波检测往往需要能够解决声能和电能相互转换的问题, 因此这意味着通常会需要使用声波换能器来解决这一问题。除此之外, 工作人员在使用换能器时通常会需要对换能器进行有效的祸合, 而祸合的主要目的是在于尽可能的让更多的声波能量能够迅速的进入被测介质中, 并且在另一方面能够促使经介质传播后的声波信号最大限度的被测试系统迅速接收, 从而在此基础上提升测试系统的工作效率和工作精度。需要注意的是, 在超声波透析法的应用过程中U52OA自动测桩系统和U520型超声仪都是得到广泛应用的设备, 这些设备的应用能够有效提升自动系统的运行效率, 并且能够使用自动提升系统的机械滑轮装置, 从而能够十分轻松地移动并且定位声测管内存在的换能器。
1.3 常用参数
在超声波透析法的应用过程中通常会需要不同参数的支持, 例如在建筑工程中常用的混凝土质量检测中, 较为常用的超声波学参数主要包括了波速、波幅、频率、波形等内容。除此之外, 在混凝土桩的完整性测试过程中其波速与其弹性的性质通常是与其混凝土的内部结构有关, 而波幅则往往表示声波在穿过混凝土后的能量衰减程度, 这一指标的强弱通常会与混凝土桩的薪塑性有关, 即其对于缺陷区的反应比声时更为敏感。而接收波的主频率其本质是介质衰减作用中的一个表面参数, 即当其遇到桩身的缺陷时会出现较为严重的衰减, 而接收波形这一参数可以根据波形的畸变程度来作为判断缺陷的重要参考依据。
2 超声波透射法检测桩身完整性
超声波透射法检测桩身完整性需要许多步骤的有效支持, 这主要包括了建立关系曲线、检测数据整理、完整性计算等内容。以下从几个方面出发, 对超声波透射法检测桩身完整性进行了分析。
2.1 建立关系曲线
建立关系曲线是使用超声波透射法检测桩身完整性的第一步。通常来说桩基础和桩身通常会处于地下或者是水下, 因此导致了其施工程序繁琐并且技术要求较高, 因此在对其使用超声波透析法时需要首先建立相应的关系曲线来对比规范并且在已有判据的基础上对桩身的质量进行有效的判定。根据模糊数学中的相关理论, 在桩身的质量评价中, 其混凝土的整体强度与超声波的波速之间通常会存在着一定的相关性, 究其原因可以发现是因为混凝土的强度与弹性模量之间具有一定程度的相关性, 即弹性模量越高时混凝土桩身的完整性往往也就越高, 即通过这种相关性我们可以推导出其中的关系曲线。
2.2 检测数据整理
在建立完关系曲线后工作人员应当注重对之前获得的检测数据进行整理, 从而能够更好地将其带入关系曲线中。通常来说建筑工程的检测数据中, 灌注桩各根声测管之间的实测值在大多数情况下一般分布在400~1100mm之间。除此之外, 在桩身混凝土达到30天的龄期之后, 工作人员应当在尽可能达到同一工作状态进行测试的要求下来测试同一剖面中的多点, 对这些点尽可能的取离散性较小的数据的均值进行分析, 从而能够更好地找出在不同管距下不同的波速和波幅的具体变化规律。举例来说, 以380mm混凝土桩的超声波透射法检测结果中波速和波幅和波形的检测数据与参数通常会采用模糊的综合判定方法来进行综合判定, 从而能够对桩身的完整性和整体质量以及强度进行更加有效的检测, 并且确保检测结果的精确性与正确性。
2.3 完整性计算
在检测数据整理完毕后, 在通常情况下工作人员需要对数据进行完整性的计算。在计算的过程中需要注意由随机分布引起的计算误差。根据模糊数学中的相关理论, 可以证实混凝土桩身的完整性超声波检测的质量波动是符合正态分布的。在这一过程中需要注意的是, 虽然超声波的波速和混凝土桩身的强度之间具有一定程度的相关性, 但是能够直接影响到波速的因素还有很多, 因此在完整性计算的过程中可以发现其计算结果并不会完全的符合模糊数学中的正态分布。因此在这一前提下应当对桩身强度可靠度的计算, 在计算方法上可以采用一次二阶矩法来进行完整性计算结果的验算, 从而促进超声波透射法检测桩身完整性计算整体水平的有效提升。
3 结束语
随着我国建筑工程整体水平的持续提升和超声波透射法理论基础的持续完善, 在许多建筑工程中超声波透析法都得到了越来越广泛的应用。因此工作人员应当对超声波透析法有着清晰的了解, 从而在此基础上对于其在桩身完整性检测中的合理运用有着更大的帮助。
参考文献
[1]陈奕柏.超声波法在基桩反射波检测中的应用[J].暨南大学学报, 2005, 26 (0l) :127-129
桩身混凝土 篇5
随着我国工程建设事业的迅速发展, 水利工程、交通工程、电力工程、市政工程、港口工程等在我国方兴未艾, 由于工程体量大、标准高, 大直径钻孔灌注桩已成为工程界所选的最主要的营理形式。由于钻孔灌注桩属于隐蔽工程, 其成桩质量检测工作已成为检测工程质量的关键环节。
钻孔灌注桩成桩质量与土层条件、施工水平以及砼质量相关, 存在的缺陷类型主要有:缩径、夹泥、砼析、空调等, 目前对钻孔灌注桩完整性检测方法主要有:低应变法、高应变法、声波造射法和钻芯法等4种方法。
1 检测方法
1.1 低应变法
低应变反射波法是以一维波动理论为基理, 有桩身顶部进行竖向激振产生弹性波, 弹性波沉着桩身向下传播。当桩身阻抗存在截面积变化或界而发生明显差异, 将出现反射波, 经传感器接收、仪器放大, 滤波页和数据处理可以识别来自桩身不同的反射信息, 可以判断桩身完整性, 判定桩身缺陷的程度和位置。
该方法的理论合理严密, 又有大量的工程实践验证, 是国内外用来测试桩身质量的重要手段, 适用于钻孔灌注桩完整性的检测, 例:一根桩径1 500mm、桩长48.8m的钻孔灌注桩, 利用10kg力棒敲击采集到的测试波形, 桩底反射清晰, 桩身阻抗变化较小, 是一根完整桩。
但有些单位仅从工程进度、工程成本考虑, 不论工程情况, 单一采用低应变法检测钻孔灌注桩的桩身质量, 对低应变法期望过高是不合适的。
原因一:低应变动测依据的是阻抗的变化, 不能够准确地判断缺陷的具体类型, 也不能对桩身缺陷程度作定量判定。对于缺陷类型的判定应结合工程地质、施工情况综合分析, 或采取其它检测手段进行辅助验证。
原因二:由于受桩型、地质条件、激振方式、桩的尺寸效应、桩身材料等因素的影响, 桩过长 (或长径比较大) 以及桩身截面阻抗多变等引起的应力波多次反射, 经常不能测到桩底反射, 从而无法评价整根桩的完整性。
1.2 高应变法
高应变法是用重锤冲击桩顶, 实测桩顶部的速度和力里程曲线, 通过波力理论分析, 对单桩竖身抗压承载力和桩身完整性进行判定的检测方法, 高应变法检测桩身完整性的可靠性比低应变法要高, 但在带有普查性的完整性检测应用有一定困难。由于其激振能量和检测有效深度大的优点, 特别是判定桩身缺陷时, 能够查明“缺陷”对竖向抗压承载力的影响程度, 可以合理判断桩的缺陷程度, 在工程应用中作为低应变检测的辅助手段里可取的。
1.3 声波透射法
声波透射法是在预埋声测量之间发射并接受声波, 通过实测声波在混凝土介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声波参数的相对变化, 对桩身完整性进行检测的方法。
与其它几种方法相比, 声波造射法有其鲜明的特点:检测全面、细致、范围可覆盖全桩长的各个截面, 信息量相当丰富, 结果准确可靠, 不受场地条件限制, 已成为混凝土灌注桩完整性检测的重要手段。
1.4 钻芯法
钻芯法是采用其钻探技术和施工工艺, 在桩身上沿长度方向钻取混凝土芯样及桩端岩土芯样, 通过对芯样的观看和测试, 用以评价成桩质量的检测方法。
钻芯法是一种微破损或局部破损检测方式, 具有科学、直观、实用的特点, 工程实践表明, 钻芯法不受条件限制, 特别适用于大直径钻孔灌注桩的成桩质量检测。检测有如下内容:
1) 验证桩身完整性;
2) 检测桩身强度是否符合设计要求;
3) 桩底持力层的岩土性状和厚度是否符合设计或规范要求;
4) 施工桩长是否真空。
缺点是对局部缺陷, 水平裂缝检测不一定十分准确, 另外设备庞大、员工费时、价格昂贵。
2 工程实例
1) 大直径钻孔灌注桩桩长过长, 利用低应变无法测试到桩底反射。
例如:某工程采用直径1 500mm, 桩长60.2m的钻孔灌注桩, 桩身混凝土强度为C25, 频期25天, 低应变用10kg的力棒敲击。在同一根桩上进行了高应变动力测试, 利用重锤锤击, 采集到的波形完好, 桩底反射清晰, 桩身完整。
2) 灌注桩桩身出现缺陷, 但无法测定缺陷程度。
某工程利用直径为1 500mm, 桩长60m钻孔灌注桩, 桩身混凝土强度为C25, 期28天, 低应变用10kg力棒敲击, 缺陷位置明显, 桩底反射不清晰, 对该缺陷程度的判定直接影响到该桩的处理方案。
2天后用高应变检测, 波形中桩底反射清晰, 有缺陷, 对承载力影响不大。根据高应变检测的结果, 对该桩没有进行进一步的事故处理, 降低了工程成本, 又控制了质量。
3) 钻孔灌注桩桩身出现严重缺陷反射, 采用钻芯验证。
某工程采用直径1 200mm, 桩长25m的钻孔灌注桩, 桩身混凝土等级为C25。低应变检测时发现一根抗波形异常, 在5.4m处出现严重缺陷反射, 且出现周期性反射, 无桩底反射。
经了解, 在该根桩施工时, 由于商品混凝土供应不及时, 浇桩时停了5个小时, 二次浇桩。为了核定桩身质量, 采取取芯验证。在桩身上钻取2孔, 孔深7m。取芯表明, 在5.2m~5.6m处夹有大量泥沙现象。
4) 超长桩采用低应变结合声波透射法检测。
某工程采用直径1 500mm, 62m长的钻孔灌注桩, 桩身混凝备启动和卷烟纸切换过程中张力的波动, 这是传统张力控制系统无法比拟的。
5结论
ZJ17卷接机组卷烟纸张力控制系统伺服控制技术的应用, 提高设备运行稳定性, 减少系统和印刷装置的机械维修, 提高效率, 在应用新技术对旧设备进行改造方面积累了经验, 也激励维修工在日常工作中认真学习, 钻研技术, 为企业的生产经营做贡献。
参考文献
[1]《YJ17—YJ27卷接机组》编写组.全国烟草行业统编教材[M].YJ17—YJ27卷接机组北京:中国科学技术出版社, 2001, 8
[2]边永生主编.烟机设备修理技师培训教材 (通用知识) .国家烟草专卖局职业技能鉴定指导中心, 2002, 12.
(上接第101页)
土等级为C25, 检测方法采用低应变和声波透射法进行结合检测。
进行声波透射法检测时, 各检测剖面的参数均无异常, 无声低于低限值异常, 桩为完整桩。
3结论
在大直径钻孔灌注桩的桩身质量检测中, 以低应变检测为普查主导, 辅助以高应变法、声波造射法和钻芯法等多种手段。对于重要的工程桩, 应选择埋设声测管作声波造射法, 或进行钻芯法检测是适宜的, 普查中出现的缺陷的桩宜结合地质资料、施工记录、监理日记等认真分析缺陷产生的原因和类型, 必要时采取其它检测方法确定缺陷程度和类型。
参考文献
[1]建筑基桩检测技术规范JGJ106-203.
[2]建筑桩基技术规范JGJ94-94.
桩身混凝土 篇6
本文进行理论计算及对比试验的复合配筋预制实心方桩桩身截面如图1所示, 具体的几何参数及截面配筋等见表1。
1 桩身受弯时的抗裂性能 (抗裂弯矩标准值)
预制实心方桩受弯时, 桩身抗裂弯矩标准值的计算公式为:
其中, Mcr, k为桩身正截面抗裂弯矩标准值;σce为混凝土有效预压应力;ftk为混凝土抗拉强度标准值;γ为混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数, , B为方桩边长, γm为截面抵抗矩塑性影响系数基本值, 矩形截面取1.55;W0为方桩混凝土受拉边缘弹性抵抗矩换算值, W0=2 (In+IP+IS) /B, In为桩身截面中纯混凝土部分对中心轴的惯性矩, IP, IS分别为预应力钢筋及非预应力钢筋按弹性模量比换算成等效混凝土面积后对中心轴的惯性矩。
根据式 (1) 计算所得的各桩型桩身抗裂弯矩标准值见表2。由表2可知, 当实心方桩的截面确定后, 增加非预应力钢筋的配筋 (表中“加配预应力筋未张拉”相当于增加了非预应力钢筋的配筋量) 仅能轻微增大桩身的抗裂弯矩, 而一旦施加了预应力, 桩身抗裂弯矩均出现了较大幅度的提高。由浙江大学土木工程测试中心所做对比试验的结果证实了以上结论 (见表3) , 且实测所得抗裂弯矩的提高幅度大于理论计算结果, 这主要是因为未施加预应力的实心方桩的开裂弯矩实测值均比理论计算值低。
2 桩身轴心受拉时的抗裂性能 (抗裂拉力标准值)
一般认为, 在轴心受拉时, 整个桩身截面均匀受拉, 桩身抗裂拉力标准值的计算公式为:
其中, Ncr, k为桩身轴心受拉时抗裂拉力标准值;A0为桩身截面换算面积, A0=An+ (Ep/Ec) Ap+ (Es/Ec) As, An, Ap, As分别为桩身截面中的净混凝土面积、预应力筋面积和非预应力筋面积;Ec, Ep, Es分别为混凝土、预应力筋和非预应力筋的弹性模量。
根据式 (2) 计算所得的各桩型桩身抗裂拉力标准值见表4。同样, 由表4可知, 当实心方桩的截面确定后, 增加非预应力钢筋的配筋对提高桩身抗裂能力贡献甚微, 而一旦施加了预应力, 桩身抗裂拉力均出现了一定幅度的提高。
表5为浙江大学土木工程测试中心所做的对比试验的结果。该结果同样表明, 在施加预应力后, 实心方桩的桩身抗裂能力有明显提高, 但提高幅度并无理论计算得出的结果大, 这主要是因为施加预应力后试件实际测得的开裂拉力值均比理论计算值小, 而未施加预应力构件实测的开裂拉力值不小于理论计算值。
在此提出一个假设:如图2所示, 由于钢筋的分布不是全截面均匀分布, 而是沿截面周边分布, 使得钢筋周边区域的弹性模量较大, 而截面核心区为纯混凝土区域, 弹性模量较小, 因此在实心方桩轴心受拉时, 并不是整个桩身截面均匀受拉, 而是主要由钢筋所在的区域 (图2中阴影区) 承受拉力, 由此进一步假定在开裂临界状态, 拉力完全由阴影区混凝土来承受, 核心区混凝土不参与, 即计算抗裂拉力时, 用阴影区截面面积代替全截面面积, 从而得到计算桩身抗裂拉力标准值的公式:
其中, Al为周边钢筋所在区域的面积, Al=B2- (B-4a) 2, a=0.5[B- (Bs+Bp) /2], B, Bs, Bp的含义见前文图1及表1。
根据式 (3) 计算所得的各桩型施加预应力后抗裂拉力标准值及对应桩型的开裂拉力实测值 (见表6) , 可见两者吻合得较好, 但由于试验数据尚不充分, 目前还无法判定上述假定及式 (3) 是否真正成立, 后续需要更多试验结果来验证。
3 结语
1) 理论计算和对比试验结果均表明:在加配预应力筋 (即进行复合配筋) 并施加预应力后, 预制实心方桩的受弯抗裂性能和受拉抗裂性能均有明显的提升, 从而证明进行复合配筋是改善现有预制实心方桩性能的一个有效方法, 值得推广。
2) 试验发现, 复合配筋且施加预应力后, 各预制实心方桩轴心受拉时的开裂拉力实测值均低于理论计算值。本文通过分析提出了新的计算假定及基于该假定的抗裂拉力计算公式。由新公式计算所得结果与现有试验结果吻合得较好, 但需要更多的试验数据来验证。
参考文献
[1]阮起楠.预制混凝土方桩生存与发展的思考[J].广东建材, 2000 (11) :5-7.
[2]王离.浅谈我国预制桩的发展与应用[J].混凝土管桩生产技术创新专辑, 2013 (3) :101-107.
[3]王振波, 戴炜俊.预应力混凝土实心方桩抗弯性能试验研究[J].江苏建筑, 2016 (1) :36-39.
[4]GB 50010—2010, 混凝土结构设计规范[S].
桩身混凝土 篇7
1 工程试验概述
1.1 工程及地质情况
广州南站工程位于广州市境内, 是多条高速铁路的始发站。本场地选择119号、121号和225号3根桩分别进行单桩竖向抗压静载试验和单桩水平静载试验。
119号桩:淤泥0～2.5 m, 细砂2.5～5.6 m, 黏土5.6～8.1 m, 淤泥8.1～9.8 m, 粉质黏土9.0～13.5 m, 全风化泥质粉砂岩13.5～17.0 m, 强风化泥质粉砂岩17.0～18.8 m, 弱风化泥质粉砂岩18.8～21.0 m, 弱风化含砾砂岩21.0～24.4 m, 弱风化泥质粉砂岩24.4～33.1 m。
1 2 1号桩:粉砂0～1 0.0 m, 粉质黏土1 0.0～12.3 m, 强风化泥质粉砂岩12.3～14.8 m, 弱风化泥质粉砂岩14.8～34.7 m。
225号桩:粉砂0～9.4 m, 淤泥9.4～11.9 m, 细砂11.9～12.5 m, 强风化含砾砂岩12.5～13.4 m, 弱风化含砾砂岩13.4～16.1 m, 强风化泥质粉砂岩16.1～22.9 m, 弱风化泥质粉砂岩22.9～24.2 m, 弱风化含砾砂岩24.2～27.0 m, 弱风化泥质粉砂岩27.0～34.7 m。
1.2 试验目的
单桩竖向抗压静载试验的目的是获取本场地钻孔桩设计单桩竖向承载力, 确定桩侧及桩端土的摩阻力;单桩水平静载试验的目的是获取本场地单桩水平承载力和桩身弯矩, 为场地基桩设计提供依据。
2 试验结果及分析
2.1 单桩竖向抗压静载试验桩顶变形测试结果
试验桩在各自最大试验荷载下均未出现极限承载力特征, 桩顶沉降较小, 试验桩的承载力富余量均较大。检测结果见表1, 竖向荷载-沉降 (Q-s) 曲线见图1。
2.2 桩侧摩阻力及桩端阻力
桩身轴力计算由桩身应变测试完成, 桩身应变测试与静载试验同时进行。静载前, 在桩身埋设振弦式钢筋测力计 (平面布置见图2) , 分别测量各级荷载下桩身各截面的轴力、桩侧摩阻力及桩端阻力。
119号桩振弦式钢筋测力计布置如图3a所示, 共设置11个断面, 其中4个断面对称布置4个点, 另7个断面对称布置2个点, 共30个测点;121号桩振弦式钢筋测力计布置如图3b所示, 共设置9个断面, 其中6个断面对称布置4个点, 另3个断面对称布置2个点, 共30个测点;225号桩振弦式钢筋测力计布置如图3c所示, 共设置12个断面, 其中3个断面对称布置4个点, 另9个断面对称布置2个点, 共30个测点。振弦式钢筋测力计布置在不同性质土层截面处, 地面处附近应设置一个测量断面作为振弦式钢筋测力计标定断面。
桩身轴力计算公式如下:
得轴力:
式中:Ps, K, f 02, f i2分别为振弦式钢筋测力计的钢筋荷载、传感器系数、零压力 (大气压力) 下振弦式钢筋测力计的自振频率和某级荷载下振弦式钢筋测力计的自振频率;A, As, Ep, Es, εs, σs, σ分别为测量桩的截面积、钢筋截面积和、桩的弹性模量、钢筋弹性模量、钢筋应变、钢筋应力和桩身应变平均值。
桩身轴力随着加载荷载的增加而增加, 在同一级荷载下, 随着深度增加而减小 (见图4) 。岩层以上各土层与桩身之间的桩侧摩阻力在各级荷载作用下均很小, 当进入嵌岩段之后, 桩侧摩阻力迅速增加。本次试验的嵌岩段桩侧摩阻力均呈上小下大的分布规律, 直至达到本次试验的最大荷载, 嵌岩段桩侧摩阻力仍未完全发挥, 桩顶沉降值也不大, 本次试验的桩侧极限摩阻力见图5。嵌岩段桩侧摩阻力的发挥与桩顶沉降有关, 在达到某一临界沉降量之前, 随着沉降的增大而增大。达到临界沉降量之后, 桩侧摩阻力充分发挥, 不再随沉降的增大而增大。本次试验的桩侧摩阻应力见图6, 岩层以上各土层与桩身之间的桩侧摩阻应力随荷载增加而增加, 但桩侧摩阻应力增加量并不明显。嵌岩段随着荷载增加桩侧摩阻应力迅速增加。桩端阻力随荷载的增加而增加, 本次试验桩端阻力并未完全发挥。
2.3 单桩水平静载试验桩顶位移变形测试结果
单桩水平静载试验检测结果见表2, 荷载-位移曲线, 即水平力-力作用点位移 (H-Y0) 关系曲线见图7。119号桩加载到试验最大荷载600 kN时, 总位移量为51.73 mm;在250 kN时, H-△Y0/△H曲线 (见图8a) 出现第一拐点, 取为单桩水平临界荷载, 即为单桩水平承载力特征值;在350 kN时, H-△Y0/△H曲线出现第二拐点, 取为单桩水平极限承载力。121号桩加载到试验最大荷载350 kN时, 总位移量为63.26 mm;在200 kN时, H-△Y0/△H曲线 (见图8b) 出现第一拐点, 取为单桩水平临界荷载, 即为单桩水平承载力特征值;在250 kN时, H-△Y0/△H曲线出现第二拐点, 取为单桩水平极限承载力。225号桩加载到试验最大荷载420 kN时, 总位移量为76.07 mm;在180 kN时, H-△Y0/△H曲线 (见图8c) 出现第一拐点, 取为单桩水平临界荷载, 即为单桩水平承载力特征值;在300 kN时, H-△Y0/△H曲线出现第二拐点, 取为单桩水平极限承载力。
2.4 桩身实测弯矩
由钢筋应力计生产厂商提供钢筋应力计标定读数, 可知该处应变量, 由公式:
式中:Mi为桩身弯矩;εi为桩身断面处应变平均值;a为该断面到测点距离;E为弹性模量;Ii为惯性矩。
各试验桩的桩身弯矩结果见图9。在水平荷载作用下, 钢筋应力逐渐增大, 沿桩身呈两头小、中间大分布。桩身弯矩在一定深度出现峰值, 随着深度的增加, 桩身弯矩迅速减小。
3 结论
(1) 桩侧摩阻力的发挥与桩顶沉降关系较大, 其分布形式与桩周土的性状、所嵌岩层的性状及嵌入深度有关。具有一定嵌岩深度的嵌岩灌注桩, 桩顶竖向荷载主要由桩侧摩阻力承担, 且桩侧摩阻力主要集中在嵌岩段, 从而使桩端承担的荷载比例变小。当嵌岩深度超过3倍桩径后, 桩端阻力发挥不充分, 桩顶沉降量不大。
(2) 桩端总的桩端阻力较小, 主要是由于桩身周围土岩侧阻力, 特别是嵌岩的作用。桩端阻力的大小与桩端下部岩层的沉降变形有很大关系, 当沉降达到一定值时, 桩端阻力才能很好发挥。
(3) 在水平荷载作用下, 桩与土的变形主要发生在上部, 土中应力区和塑性区的主要范围也在上部浅土层, 所以要特别注意这一深度范围的土性调查、评定。
(4) 嵌岩灌注桩的嵌固效果、桩身强度是影响水平承载力的因素, 桩身强度是主要因素。施工过程中应保证混凝土浇灌质量, 特别是上段桩身的混凝土应充分振捣密实。
参考文献
[1]陈凡, 徐天平, 陈久照, 等.基桩质量检测技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003
[2]罗骐先.桩基工程检测手册[M].北京:人民交通出版社, 2006