承载力检测（精选7篇）
承载力检测 篇1
一、单桩竖向抗压静载检测
单桩竖向抗压静载试验采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法, 确定单桩竖向抗压承载力, 是目前检测基桩竖向抗压承载力最直观、最可靠的试验方法。目的是为工程设计和验收提供依据, 也可用来验证其他检测结果, 或是为了编制规范、搜集科研资料等而进行的。
1. 加载方式
目前在对桩进行静荷载试验时, 其加荷方式主要有两种, 即:堆载和用锚桩反压。通常用锚桩反压的方法所得的桩承载力偏低。因后者利用土作为反力体。这样一来, 土中的有效应力减小, 使桩的侧摩阻力也减小, 特别是当锚桩离试桩较近时影响更大, 导致桩的承载力下降。所以, 从工程应用观点来看, 用堆载进行桩的静荷载试验, 更接近于实际加荷的情况。
2. 检测方法
(1) 试桩桩顶处理
试桩应在桩身强度达到设计要求并在施工后超过一定休止期后进行。对于预制桩, 若经施工后桩顶未破损时, 可不作处理;对灌注桩则应予以加强, 一般在桩顶加钢筋网2-3层或以薄钢板圆筒作成筋箍与桩顶混凝土浇成一体, 并用高标号砂浆将桩顶抹平。为了安置沉降观测点等, 试桩顶部宜露出试坑地面不少于0.6m。
(2) 安设反力系统
如采用堆载作反力系统时, 则应员装主、次梁及堆载所用的荷重块, 为安全起见, 钢梁及荷重块的安置场应对称进行, 并在梁的两端设有安全支墩。
如采用锚桩作为反力系统时, 锚桩必须按标准图制作或经过抗拔计算。反力系统能提供的反力应不小于最大试验荷载的1.2-1.5倍。锚桩或梁端支墩边离试桩的距离应不小于1.5m或桩径的3倍。
(3) 安放沉降观测装置
沉降观测计 (如百分表或电阻位移计等) 的支架应在整个试验过程中均保持静止, 为避免受荷载的影响, 其支点应离试桩的距离不小于2m或桩径的4倍。同时, 其支点离锚桩或梁端支墩边的距离也不小于2m或桩径的4倍。考虑到桩偏心受荷等因素, 应对称地测定桩顶的下沉量, 为此, 应对称地布置2个或4个沉降观测计。
(4) 安放千斤顶
油压千斤顶的最大吨位及数量由预估的试桩的极限荷载决定, 一般应不小于最大试验荷载的1.2-1.5倍。如千斤顶的压力表不准时, 应在千斤顶上另加相应的测力计。如试桩的预估下沉量较大时, 则应在千斤顶上加垫板, 以免试桩下沉过大而千斤顶的力加不上支。
(5) 逐级加荷并测读和记录每级荷载下的稳定沉降值
加载的分级、测读沉降量的间隔时间、各级荷载下沉降的稳定标准均可按以下要求执行。
荷载分级:可按试桩的预计最大试验加载力等分为10-15级进行逐级等量加载。亦可将沉降变化较小的第一、二级加载合并, 预估的最后一级加载和在试验过程中提前出现临界破坏那一级荷载亦可分成二次加载, 这对判定极限承载力精度将有所帮助。
测读沉降量的间隔时间:1、下沉未达稳定不得进行下一级加载;2、每级加载的观测时间规定为:每级加载完毕后, 每隔15min测一次, 累计1h后, 每隔30min观测一次。
稳定标准:每级加载下沉量, 在下列时间内如不大于1mm时即可认为稳定:1、桩端下为巨粒土、砂类土、坚硬粘质土, 最后30min;2、桩端下为半坚硬和细粒土, 最后1h。
(6) 绘制P-S曲线, 并确定极限荷载
根据试验所得的每级荷载 (P) 作用下桩的稳定沉降量 (s) , 按适当比例绘制P-S曲线, 如有必要, 也可绘制S-lgt和S-lg P曲线。并按有关规程, 确定单桩的极限荷载Pu。
二、桩基的高应变动测法
1. 高应变动测
所谓的基桩高应变动测, 就是在动测过程中利用外力使桩身产生永久变形或较大的位移, 进而可对桩身的质量和其承载能力进行判断。主要有以下几种方法:
(1) 打桩公式法。用于预制桩施工时的同步测试, 采用刚体碰撞过程中的动量与能量守恒原理, 打桩公式法以工程新闻公式和海利打桩公式最为流行。
(2) Smith波动方程法。设桩为一维弹性桩, 桩土间符合牛顿粘性体和理想弹性体模型, 将锤、冲积块、锤垫、桩垫、桩等离散化为一系列单元, 求得离散系统的差分方程组, 得到打桩反应曲线, 根据实测贯入度, 考虑土的吸着系数, 求得桩的极限承载力。
(3) Case法, 即波动方程半经验解析法。根据应力波理论, 可同时分析桩身完整性和桩土系统承载力。
(4) 波动方程拟合法。是目前广泛应用的一种合理的方法。
2. 高应变动力检测方法的特点 (1) 检测精度更高
静载方法可提供的P-S曲线, 单桩承载力, 高应变试桩法不但可提供上述数据, 且还可提供桩身质量评价、桩身阻力分布参考曲线, 两种方法所测承载力误差在10%以内。
(2) 测试设备轻便
测试承载力1400T的桩, 静载试验所用设备重达65吨, 证梁长达20多米, 给进出场带来很大困难, 而高应变设备仅为12T, 一辆加长大卡车即可运进场。
(3) 测试费用低
一般来讲, 静载试验预算费用约为每要桩10万元, 而高应变方法约为1万元, 高应变方法仅为静载试验费用的1/10。
(4) 试验检测时间短
从检测速度比较, 做一根桩的静荷载试验需3-5天完成, 而高应变方法只一天即可进行几十条桩的现场检测。
摘要：本文主要研究了单桩竖向抗压静载检测和桩基的高应变动测法, 并详细介绍了具体的检测方法与特点。
关键词：桩,桩基,承载力,检测
参考文献
[1]王伯惠.中国钻孔灌注桩新发展.北京:人民交通出版社, 2006.[1]王伯惠.中国钻孔灌注桩新发展.北京:人民交通出版社, 2006.
黄土地基承载力检测方法研究 篇2
1 地基承载力检测方法原理
地基承载力除由有经验的理论公式计算综合分析确定外,还可根据载荷试验、静力触探、动力触探和标准贯入试验等野外现场检测的数据进行分析确定。
1.1 载荷试验
现场载荷试验是在工程现场通过千斤顶逐级对置于地基土上的载荷板施加荷载,观测并记录沉降随时间发展以及稳定时的沉降量,将各级荷载与相应的稳定沉降量绘制成p—s曲线得到地基土载荷试验的结果[2]。
1.2 动力触探试验
动力触探试验是利用一定的锤击动能,将一定规格的探头打入土中,依据打入土中时的阻力大小判别土层的变化,对土层进行力学分层,并确定土层的物理力学性质,对地基进行工程地质评价。
1.3 标准贯入试验
标准贯入试验是用规定的锤重和落距把标准贯入器带有刃口的对开管打入土中,记录贯入一定深度所需锤击数的原位测试方法。
1.4 静力触探试验
静力触探试验是用标准静力将一个内部装有传感器的探头匀速压入土中,传感器将这种大小不同的阻力转换为电信号输入到记录仪记录下来,再根据贯入阻力与土的工程性质之间的相关关系确定地基承载力[3]。
2 地基承载力检测结果比较分析
为了探讨黄土地基承载力不同检测方法的差异,在西安—禹门口高速公路富平段选取试验点对强夯后的黄土路基进行了检测试验,对检测结果进行了比较分析。
图1～图4反映了载荷、静力触探、动力触探、标准贯入试验条件下地基土的受力状况和变形特征,也直观反映了地基土的沉降随时间的变化规律。可以看出约在深度5.0 m左右夯前夯后两条曲线收敛,变化量变小,表明5.0 m以上夯实效果显著,5.0 m以下强夯影响逐渐减弱。
对试验点原状土与各能级强夯后路基黄土进行检测试验,检测结果见表1。
由表1可以看出,通过载荷试验检测的地基极限承载力比静力触探检测值略小,比动力触探和标准贯入检测值略大。
3 地基承载力检测方法特点与适用性
3.1 载荷试验
载荷试验是最直接、最可靠的确定地基承载力和变形模量等参数的试验方法,得出的结果比较真实可靠,能比较准确直观地反映地基土受力状况和沉降变形特征,也是其他原位测试方法测得地基土力学参数建立经验关系的主要依据。但它只能反映深度为承压板直径1.5倍～2.0倍范围内地基土强度、变形的综合性状,而且该方法费时、费力,不可能大规模使用。对于不能用小试样试验的各种填土、含碎石的土等,最适宜于用载荷试验确定压力与沉降的关系。
3.2 动力触探试验
该试验方法的优点是设备简单,操作方便,工效较高,适应性广,并具有连续贯入的特性。对难以取样的砂土、粉土、碎石类土等以及静力触探难以贯入的土层,动力触探是十分有效的勘探测试手段。而缺点在于不能直接对土进行采样鉴别描述,试验误差较大,再现性差。
3.3 标准贯入试验
标准贯入试验的优点在于设备简单,操作方便,土层的适应性广,除砂土外对硬粘土及软岩也适用,而且贯入器能带上扰动土样,可直接对土层进行鉴别描述,但不能反映土层剖面的连续变化及进行准确的工程地质分层。
3.4 静力触探试验
该方法是一种用于第四纪土的经验性半定量测试手段,自动化程度高,具有很好的再现性,可反映土层剖面的连续变化,操作快捷。它的应用不是靠理论分析其力学机理去求得解析解,而是靠具体经验积累建立起来的回归关系,这种试验主要适用于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。
4 结语
1)从测试的连续性看,静力触探和动力触探可以进行连续测试,从上到下获得连续的贯入阻力曲线,据此可以进行比较精确的力学性质分层,而标准贯入试验不能进行连续测试,它只能凭直觉对土性进行判断,因此不可能进行精确的力学性质分层。2)在能够进行静力触探的场地应优先考虑采用静力触探,若需要比较准确直观地了解地基土受力状况和沉降变形特征,应优先考虑载荷试验。3)如果从检测周期和检测费用方面考虑,标准贯入试验或动力触探比静荷载试验更具有优越性;若需要直观了解土层自上而下的变化情况可优先考虑动力触探与静力触探;若需要对土层进行鉴别描述或进行有关的室内土工试验取样时可选择标准贯入检测。4)通过载荷试验检测的地基极限承载力比静力触探检测值略小,比动力触探和标准贯入检测值略大。
参考文献
[1]工程地质手册编写委员会.工程地质手册(第三版)[M].北京:中国建筑工业出版社,1990.
[2]杨位.地基与基础[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.8.
承载力检测 篇3
建筑工程地基施工单桩承载力是否符合要求, 对整个工程质量都会产生重要影响, 进行单桩承载力检测和试验, 能够获取最重要的质量指数, 一旦发现问题, 可以采取相应技术措施加以补救。地基地质条件差异很大, 相关试验涉及内容也非常复杂, 需要技术人员有高度负责的精神, 做好技术把关, 正确执行试验步骤, 细心操作试验仪器设备, 确保试验能够获得最准确数据, 为建筑工程地基施工方案设计提供最有力的参考。
1 建筑工程地基单桩施工概况
北海市嘉顺房地产开发有限公司, 拟于北海市体育路与广东路交汇之西南侧, 兴建嘉顺金城华府三期9#、10#、11#楼。地基基础采用CFG桩进行加固, 桩径500 mm, 有效桩长12.5 m, 正三角形布桩, 桩中心距1.50 m, 桩端持力层为黏土, 共1 258根;设计要求加固后的复合地基承载力特征值≥650 k Pa, 单桩竖向抗压承载力特征值为950 k N。
工程地质条件情况:场地土层结构复杂;填土:棕红色、松散、稍湿;揭露层厚:0.2~4.8 m;表土:灰黑色, 松散, 稍湿;含黏性土中砂:棕红色、松散、稍湿;揭露层厚:0.8~5.8 m;承载力特征值:150 k Pa;含黏性土砾砂:棕黄色, 稍密为主、稍湿;揭露层厚:0.5~6.3 m;承载力特征值:220 k Pa;桩极限端阻力标准值:43 k Pa;黏土:灰白色、饱和;揭露层厚:0.5~7.9 m;承载力特征值:260 k Pa;桩极限端阻力标准值:53 k Pa;中粗砂:灰白色, 饱和;揭露层厚:0.8~23.0 m;承载力特征值:300 k Pa;桩极限端阻力标准值:80 k Pa。
2 单桩承载力检测仪器设备
JCQ503A静力载荷测试仪1套, 设备型号/规格: (仪) JCQ503A/ (传) 500 t;QF-500T双油路千斤顶1个;MFX-50位移传感器4只 (测量范围:0~50 mm) ;准确度等级:4等;FD-P204掌上动测仪1套, 设备型号/规格: (仪) FD-P204/ (传) EG-107。
3 单桩承载力检测及试验方法
3.1 单桩竖向抗压静载试验现场检测
本次试验采用压重平台反力装置。用JCQ503A静力载荷测试仪直接测试荷载值, 与之同时, 利用位移传感器读取各级荷载下的沉降与反弹数据。依据规范, 当出现下列情况之一时, 可终止加载。
1) 当荷载———沉降 (Q-s) 曲线上能够判定已出现了承载力的徒降段时, 还要判断桩顶总沉降量是否超过40 mm。
2) 在具体操作中, 如果发现经24 h沉降还没有稳定下来时。
3) 发现桩身已经被破坏的情况, 且桩顶变形在急剧增大。
4) 桩长超过25 m、Q-s曲线出现呈缓变形、桩顶总沉降量大于60~80 mm时。
5) 验收检验时, 最大加载量不应小于设计单桩承载力特征值的2倍。
3.2 复合地基载荷试验现场检测
本次试验采用慢速维持荷载法, 采用压重平台反力装置。采用JCQ503A静力载荷测试仪直接读取加载值。与之同时, 利用位移传感器读取各级荷载下的沉降与反弹数据。
据中国建筑科学研究院提供的《9#楼CFG刚性桩复合地基平面布置图》《10#楼CFG刚性桩复合地基平面布置图》《11#楼CFG刚性桩复合地基平面布置图》, 这里拟采用边长1.40 m×1.40 m的方形承压板 (面积为1.96 m2) 、为检测单桩复合地基承载力特征值能否达到650 k Pa, 最大荷载应加至650 k Pa×2×1.96 m2≈2 550 k N。
在进行复合地基载荷试验时, 如果出现下列现象之一时, 便可以终止试验。
1) 当沉降急剧增大时, 周围呈现明显的隆起, 而且土被挤出。
2) 要查看承压板的累计数值, 如果其沉降量已大于其宽度或直径的6%。
3) 在具体操作中, 如果不能达到极限荷载, 按照设计要求, 其最大加载压力已大于预定压力值的2倍, 便可以终止试验。
3.3 主要用于桩身完整性检测的低应变反射波法
用激振锤敲击桩顶, 由质点振动产生应力波沿桩身, 以波速向下传播, 应力波通过桩身阻抗变化界面时, 如缩径、扩径、离析、夹泥等。一部分应力波反射向上传播, 另一部分应力波产生透射向下传播至桩底, 在桩底处又产生反射。在被测桩顶上安装传感器接受反射信号, 通过桩基检测仪将反射信号放大, A/D转换, 接口电路送入计算机显示得到时程曲线, 根据入射波和反射波的波形、相位、振幅、频率及波的到达时间等形态特征判断阻抗变化位置, 校核桩长、缺陷性质等, 结合工程地质条件和施工实际情况, 综合评定桩身完整性。
4 单桩承载力检测试验结果分析
4.1 单桩竖向抗压极限承载力的确定应符合下列规定
1) 要作荷载———沉降 (Q~s) 曲线, 以及其他辅助分析的曲线。
2) 在曲线陡降出现时, 要注意取相应于陡降段起始点的荷载值。
3) 操作中出现“, 且经24 h沉降还没有稳定的情况, 需要取前一级荷载值。
4) 要注意Q~s曲线出现变型时, 需要取桩顶总沉降量s为40 mm所对应的荷载值。
4.2 复合地基承载力特征值的确定应符合下列规定
1) 如果压力———沉降曲线上极限荷载能确定, 但荷载值不小于对应比例界限的2倍时, 要取比例界限;如果荷载值小于对应比例界限的2倍时, 需要取极限荷载的一半;
2) 如果压力———沉降曲线是平缓的光滑曲线时, 需要按照相对变形值进行确定:对水泥粉煤灰碎石桩 (CFG桩) , 当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基, 可取s/b或s/d等于0.008所对应的压力。需要注意的是, 按照相对变形值确定的承载力特征值, 不能大于最大加载压力的一半。
3) 如果满足极差不超过平均值的30%, 这时可以取平均值作为复合地基承载力特征值, 而且试验点要设计3个以上。
4.3 低应变检测结果分析
从桩身完整性检测分类表中不难看出, Ⅰ、Ⅱ类桩可以满足工程正常使用, Ⅳ类桩不能正常使用, 须进行工程处理, Ⅲ类桩或检测中不能明确完整性类别的桩可否使用, 建议设计部门根据实际情况综合考虑作出适当决定。
5 结论
5.1 单桩复合地基静载试验结果
本次对9#楼3个点、10#楼4个点、11#楼4个点复合地基载荷试验, 根据《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2012) 相关规定, 按压力~沉降曲线确定的各检测点的承载力特征值。根据相关数据可知9#楼3个点、10#楼4个点、11#楼4个点被测点的复合地基承载力特征值均满足设计要求, 即9#楼、10#楼、11#楼复合地基承载力特征值≥650 k Pa。
5.2 单桩竖向抗压静载试验结果
本工程9#楼、10#楼、11#楼各选取1根桩进行单桩竖向抗压静载试验, 试验结果可知, 本次静荷载试验3根桩, 在最大加载量时, 实测沉降值为27.33 mm、10.93 mm、10.69 mm, 小于允许沉降值;另外, Q~S曲线无明显陡降段, S~lgt曲线平缓规则, 被测桩均可以满足单桩承载力950 k N的设计要求。
5.3 低应变检测结果
本次9#楼、10#楼、11#楼低应变共检测126根桩, 受检桩936#在距桩顶2.5 m左右有轻微缺陷反射, 1107#在距桩顶2.1 m左右有轻微缺陷反射, 1156#在距桩顶2.8 m左右有轻微缺陷反射, 425#在距桩顶3.8 m左右有轻微缺陷反射, 475#在距桩顶2.1 m左右有轻微缺陷反射, 719#在距桩顶1.9 m左右有轻微缺陷反射, 其余受检桩反射曲线波形规则, 波速较高, 表明桩身完整, 桩砼密实, 根据判定原则分析, 受检桩936#、1107#、1156#、425#、475#、719#为Ⅱ类桩, 其余受检桩均为Ⅰ类桩。
摘要：地基单桩承载力检测试验, 是一项涉及内容较多、技术含量较高的系统工程, 进行相关研究, 要先厘清工程地基单桩施工的基本情况, 明确单桩承载力检测仪器设备, 单桩承载力检测及试验方法, 还要对相关试验数据进行分析比对, 最后形成试验结果报告, 为工程建设策略制定提供技术参考。
关键词：基础工程,单桩承载力,检测,试验,技术
参考文献
[1]李小华, 杜坤乾.褥垫技术对CFG刚性桩复合地基承载形状影响的分析[J].探矿工程 (岩土钻掘工程) , 2004 (6) .
[2]张良.CFH桩在地基处理中的应用[J].探矿工程 (岩土钻掘工程) , 2003 (2) .
承载力检测 篇4
1.1 土层的分层情况
在工程进行地基承载力检测之前, 通过地质勘查和综合性的判断分析, 将工程场地中的土层分为5层, 按从上到下的顺序进行介绍。
第一层是普通的耕地土层以及人工填埋的土层, 其厚度一般在0.3~1.7m。第二层是具有一定粉质的土层, 包含的基本都是粉土, 其厚度一般在0~2.3m。第三层也是具有一定粉质的土层, 但是不同的是, 这层除了含有粉土以外还具有一定厚度的极软状粉土, 层的厚度一般在3.2~7.1m。第四层是一些中粗砂和一些粉土构成的土层, 该土层的厚度一般在0.4~3.1m。第五层是含有大量圆砾的土层, 其厚度一般在0.2~2.8m。
1.2 基桩的布置
在基桩布置的过程中, 一般都是按照《建筑桩基技术规范》JCJ 94-2008进行布置的, 而且都是符合相关技术标准的。经过资料的整理以及地质勘探结果分析表明, 本工程中粉喷桩的桩体长度是8.6m, 单桩的直径为500mm。另外, 经过相应的计算和结果分析, 单桩的处理面积为0.8×0.85m2。
2 单桩复合地基承载力的检测
2.1 单桩和桩间土竖向静载荷试验
这种检测方法的基本原理是:先分别对单桩及桩与桩之间的土进行载荷试验, 再根据试验相关数据计算出地基土本身所具有的承载力以及单桩所具备的的承载力, 最后再按照相关的公式计算出复合单桩复合地基承载力。
第一, 单桩竖向静载荷试验。本次共对3根单桩的竖向静载荷进行试验检测, 最后测量的平均极限承载力的大小为216k N, 具体的数值如表1所示。第二, 地基土竖向静载荷试验。试验检测结果和相应指标下检测的承载力标准相差较小。具体的试验结果如图1所示。最后根据相关规范的相关公式, 计算复合地基的承载力大小为160k Pa。
2.2 单桩复合地基静载荷试验
单桩复合地基静载荷试验的主要实验原理是在置换率的基础上, 对单桩承担的面积进行计算, 再根据相关的地基处理规范和技术规定进行检测, 得出相应的检测结果。为了更好地完成本次的承载力的检测试验, 在试验过程中, 首先选取了3个单桩作为检测桩, 然后根据资料的处理和分析结果, 确定单桩的处理面积为0.8×0.85m2, 最终的试验结果如图2所示。另外, 根据试验结果的离散性分析来看, 采用单桩复合地基静载荷试验测得的基本值离散性较小, 比较适合作为承载力的标准值, 最终试验测得的承载力大小为180k Pa。
3 两种承载力的试验检测方法的结果分析
从两种检测结果来看, 单桩复合地基承载力的检测结果为160k Pa, 单桩复合地基静载荷试验的检测结果为180k Pa, 后者比前者的承载力高出了12.5%, 因此二者存在着较为明显的差异。笔者对其产生差异的原因进行了分析。
复合地基是由两种不同模量的材料组成的, 而刚性基础在承受竖向荷载时, 遵从等量变形的原则, 因此, 复合地基中的应力将按材料的模量进行分配, 大部分荷载将由桩体承担, 桩间土上的应力将相对减少。当单桩复合地基试验按相对变形取承载力基本值时, 单桩所承受的荷载实际大于单桩承载力基本值。只有将单桩承受的荷载进行变化, 计算结果才和单桩复合地基静载荷试验提供的承载力基本值结果相近, 说明结果差异的主要原因是由单桩实际所承受荷载大于单桩承载力的基本值造成的。而在这种条件下, 采用单桩复合地基试验提供的结果时, 单桩安全性较低。
4 结语
从对两种单桩复合地基承载力的检测方法来看, 在一定的检测条件下, 二者的检测结果存在着很大的差异, 其出现差异的主要原因是二者受到的承受荷载不同。从试验检测的结果及原因分析来看, 对桩土应力比较大的单桩复合地基的承载力进行检测时, 除了完成基本的检测程序外, 还要对多个单桩承载力进行检测。另外, 在检测过程中, 还应根据实际情况进行判定。随着科学技术的不断进步以及检测设备自动化水平和精度的不断提高, 检测方法也会得到更好的发展。
参考文献
[1]丁家顺, 徐军, 韩剑飞.浅议单桩复合地基承载力的两种检测方法[J].治淮, 2004, (07) :45-46.
[2]王成环.振冲桩复合地基承载力两种检测方法对比[J].港工技术, 2002, (04) :39-40.
[3]张明飞.长短桩复合地基布桩形式及检测方法探讨[D].广州:华南理工大学, 2012.
承载力检测 篇5
平板载荷试验是原位测定岩土地基参数的一种重要方法, 它与地基实际工作条件比较接近, 能真实地反映土体受荷载作用时的压缩性。平板载荷试验是在承压板上向地基土逐级施加荷载, 测得地基土压力与变形特性的原位测试方法, 用以确定地基土承载能力的现场试验。
强夯法施工的质量通常采用平板载荷试验来评定。本文主要叙述了强夯地基在检测过程中采用了平板载荷试验的方法, 进而确定强夯地基的容许承载力及其对应的变形参数 (沉降量、变形模量) , 以及强夯地基的承载力影响因素和平板载荷试验的原理、数据分析处理方法等, 通过平板载荷试验, 对该地基的承载力进行了评价。
2 工程实例
2.1 试验概况
内蒙古某新建工程强夯地基的检测采用平板载荷试验的方法, 对强夯之后的地基土进行地基承载力的评价, 测定在不同荷载等级作用下的沉降量, 根据荷载和沉降量的关系进而评定地基土的承载能力。借以本新建工程实例的某一断面实测数据, 利用静载荷测试分析系统JYC软件对试验数据进行处理, 最终获得荷载—沉降曲线 (P-S曲线) 。
2.2 试验装置、原理及操作要点
2.2.1 试验装置
试验设备由承压板、加荷系统、反力系统、沉降量观测系统四部分组成, 试验现场效果图如图1所示。加荷系统是通过承压板对地基施加荷载的装置, 根据试验要求而采用适当规格的手动液压千斤顶, 并配备压力表控制加荷值;反力系统由工字钢梁搭建的承载平台和其上堆砌的空心板或者是载重汽车组成, 通过调节反力系统与加荷系统之间的力系平衡, 使荷载始终保持垂直传力状态;沉降量观测系统是由贝克曼梁和百分表两部分组成。
2.2.2 试验的基本原理
地基土平板载荷试验可适用于确定前部地基土层的承压板下应力主要影响范围内的承载力和变形参数, 本试验选用的是圆形承压板, 加荷分级不应小于8级, 最大加荷量不应少于设计要求 (本工程实例地基设计承载力为200KPa) 的2倍。每级加载后, 按间隔10min, 10min, 10min, 15min, 15min测读一次沉降, 以后间隔半小时测读一次沉降量, 当连续2小时内, 每小时沉降量小于0.1mm时, 则认为已经趋于稳定, 可加下一级荷载, 由此可得到荷载 (P) -沉降 (S) 曲线 (即P-S曲线) 。卸载级数可为加载级数的一半, 等量进行, 每卸一级间隔半小时, 读记回弹量, 待卸完全部荷载后间隔三小时读记总回弹量。典型的平板载荷试验P-S曲线可划分为三个阶段 (如图2所示) 。
2.2.3 试验的主要步骤
1) 场地测试面应进行平整, 当处于斜坡上时, 应将荷载板支撑面做成水平面。
2) 安置平板载荷仪:
(1) 将荷载板放置于测试地面上, 应使荷载板与地面良好接触, 必要时可铺设一薄层干燥砂 (2~3mm) , 左右转动荷载板并轻轻击打顶面, 使其与地面完全接触, 与此同时可借助水准仪调整水平。
(2) 将反力装置承载部分安置于荷载板上方, 并加以制动。
(3) 将千斤顶放置于反力装置下面球铰座紧贴在反力装的荷载板上, 可利用加长杆和通过调节丝杆, 使千斤顶顶端置承载部位上, 组装时应保持千斤顶垂直不出现倾斜。
(4) 安置贝克曼梁, 贝克曼梁的安放必须相互对称, 并且应与荷载板中心保持等距离。
3) 加载试验:
(1) 为稳固荷载板, 预先加0.01MPa荷载, 约30秒钟, 待稳定后卸除荷载, 将百分表读数调至零或读取百分表读数作为下沉量的起始读数。
(2) 以50KPa的增量, 逐级加载。每增加一级荷载, 应在下沉量稳定后, 读取荷载强度和下沉量读数。
(3) 当总下沉量超过规定的基准值或者荷载强度超过估计的现场实际最大接触压力, 或者达到地基的屈服点, 试验即可终止。
4) 当试验过程出现异常时 (如荷载板严重倾斜, 荷载板过度下沉) , 应将试验点下挖相当于荷载板直径的深度, 重新进行试验。对出现的异常应在试验记录表中注明。
2.2.4 对于每一级荷载, 其操作步骤均可分为以下四步:
1) 加载操作:第一级加载应考虑设备的重量, 因此, 要事先标定或计算预压荷载与相应油压表读数或测力计百分表读数之间的关系。
2) 稳压操作:每级荷载下都必须保持稳压, 在试验过程中由于某些原因会使荷载减小, 必须随时观察油压表的读数, 并通过千斤顶不断补压, 使施加的荷载保持相对稳定。
3) 沉降观测:按照试验沉降观测技术要求进行读数。
4) 试验记录:在试验过程中必须始终按照规定将每一级荷载观测数据记录在载荷试验记录表中。
2.2.5 承载力特征值的确定
1) 当P-S曲线上有明显比例界限时, 取该比例界限所对应的荷载值。
2) 当极限荷载小于对应比例界限的2倍时, 取极限荷载值的一半。
3) 当不能按上述两点确定时, 如承压板面积为0.25-0.50m2, 可取s/d=0.01-0.015所对应的荷载, 但其值不应大于最大加荷量的一半。
同一土层参加统计的试验点不应少于3点, 各试验实测值的极差不得超过其平均值的30%, 取此平均值作为该土层的地基承载力特征值。
2.3 试验数据分析
现取内蒙古某新建工程实例的一断面实测数据, 通过静载荷测试分析系统JYC软件对试验数据进行处理分析, 最终获得荷载—沉降曲线 (P-S曲线) 、沉降—时间对数曲线 (s-lgt曲线) 、沉降—荷载对数曲线 (s-lgp曲线) 等检测数据以及结论 (如表1、图3、图4、图5所示) , 本断面zh-2、zh-3两点的图表分析同理, 在确定承载力时, 由于在加载过程中土体结构没有破坏并且P-S曲线没有出现明显的比例界限, 因此, 地基承载力特征值取值按s/d=0.01确定, 本工程实例中承压板采用圆形钢板, 其直径d=0.8m, 进而s应等于0.008m。所测试的3个点在加载到400k Pa时最大的沉降量为10.16mm, P-S曲线基本为缓变型沉降曲线, 实测3个点的数值极差小于30%, 根据分析最终可以计算出该断面三个桩号点地基承载力特征值为s=8mm所对应的荷载值依次为, 即fak1=325.00k Pa、fak2=351.50k Pa、fak3=332.89k Pa。所测3点的平均值fak=336.46k Pa, 又因为本试验为鉴定型试验及本方法确定地基承载力特征值不应大于最大加荷量的一半, 即判定该断面的地基容许承载力:[σ]≥200KPa。由以上试验结果分析可得, 该强夯地基的夯实效果很好, 地基的承载力符合设计及使用的要求。
3 结论
正确选用强夯法加固地基, 可以很好地提高地基承载力。根据现场试验条件并结合多次试验得出以下结论:
1) 本工程实例平板载荷试验布置的载荷试验点数为3个。规范要求是不少于3个, 试验点数少增加了试验的随机性和偶然性。对于平板载荷试验确定地基承载力和E0的方法要注意的是:首先选取试验点时一定要选取具有代表性的点号, 对于工程质量具有很重要的意义, 这样求出的地基承载力等技术参数才比较符合实际。
2) 本文所叙述的反力系统可以由工字钢梁搭建的承载平台和其上堆砌的空心板或者是载重汽车组成, 但是根据多次现场试验总结出:在搭建承载平台时, 需要考虑试验荷载的影响范围S (注:一般规定S为2.5-3.0d, d为钢板的直径或者边长) , 同时在使用其他反力装置时也需要注意这一点, 保证试验的科学性。
3) 现场安装反力系统与加荷系统时, 一定要使荷载始终保持垂直传力状态, 进而使钢板的整体受力状态达到均匀, 否则, 随着荷载量的不断增加, 偏斜度越来越大, 进而影响试验的精确度和安全性。
4) 由于平板载荷试验与地基的实际工作条件比较接近, 因此采用平板载荷试验的方法检测地基, 具有很好的直观性和可靠性。平板荷载试验测定的指标能直接与变形特性相联系, 荷载量大, 影响范围广, 可反映一定范围内压实填土的整体情况, 对土不产生扰动, 不破坏土体结构, 并且有直观的测试数据, 所以此方法在实际工程实践当中具有很好的使用价值和推广价值。
参考文献
[1]水伟厚, 王铁宏, 王亚凌.高能级强夯地基土载荷试验研究[J].岩土工程学报.2007 (7) .29 (7) :1090-1093
[2]李小勇.荷载板尺寸效应的试验研究[J].太原理工大学学报.2005, 36 (1) :44-47.
[3]张文龙.内蒙古地区粉细砂地基平板载荷试验尺寸效应研究[J].岩土工程学报.2010, 32 (增刊2) :492-495
[4]朱应验, 程贤燮.强夯地基静载荷试验分析[J].土工基础, 2010 (6) , 24 (3) :91-93.
[5]张争强.平板载荷试验确定承载力方法的研究[J].水利与建筑工程学报, 2005, 3 (2) :33-34.
承载力检测 篇6
关键词：自平衡,承载力检测,深基坑
0 前言
传统的基桩静荷载试验方法主要有堆载法和锚桩法, 试验前需进行堆载或锚桩作业, 不仅费用高, 耗时长, 而且容易受到大吨位和场地条件的限制, 造成无法得到极限承载力的情况, 不利于基桩潜力的充分利用。
自平衡试桩法试验技术已经日趋成熟, 能很好地解决场地条件、加载吨位受限制的情况, 相对于传统试桩法, 自平衡试桩法具有以下几个特点:
(1) 无需配重, 装置简单, 不占用场地;
(2) 可测得桩侧阻力与端阻力;
( 3) 试验费用省;
( 4) 试桩仍可作为工程桩使用;
( 5) 可得到土阻力的静蠕变和恢复效果。
1 工程概况
本工程位于广州市海珠区, 拟建建筑物安全等级为二级, 地基基础设计等级为甲级, 采用冲孔灌注桩基础。
若采用传统的堆载法进行检测, 根据规范规定, 加载反力装置能提供的反力不得小于最大加载量的1. 2 倍, 本工程最大的单桩竖向抗压试验荷载为32000k N, 加载反力装置所提供的反力需达到38400k N。经计算, 钢梁平台需使用4 根主梁 ( 单根可受最大荷载为10000k N) 和20 根次梁 ( 单根可受最大荷载为2000k N) , 主梁长度为12m, 重量约为8. 5t, 次梁长度为11m, 重量约为3. 8t。使用0. 8 × 0. 8 × 1. 6m水泥预制块, 每块计2. 45t, 所需水泥预制块应不少于1522 块。由于试验桩位于深基坑内, 无载重车上下通行的道路, 场地内大部分区域被内支撑覆盖, 且水泥预制块数量较多, 钢梁过长、重量大, 受检桩所在区域使用的轻型塔吊难以满足吊装要求, 传统静载方法难以实施, 因此, 采用自平衡法对该工程的抗压桩进行检测。拟建场地土层设计参数如表1 所示, 各试桩的成桩参数见表2。
2 自平衡法载荷试验
基桩自平衡法静载试验法是利用桩土体系自身互相提供的反力达到平衡, 该方法接近于抗压 ( 拔) 桩实际工作状态, 可以确定单桩承载力以及桩周土层的侧摩阻力、桩端阻力。其原理是在桩身或桩端埋置荷载箱, 在抗压试验时, 利用上部桩自重、上部桩桩侧摩阻力来代替堆载法中压重或锚桩法中锚桩以提供反力, 从而达到试验基桩承载力的目的。自平衡抗压静载试验装置如图1 所示。
2. 1 试验设备
自平衡法检测的主要装置设备为: 预先埋设的荷载箱、4根位移杆及位移杆护管、6 个位移传感器、桩基静载荷测试分析仪、油泵、压力计、高压油管、工字钢等。
2. 2 试验方法
《基桩静载试验自平衡法》 ( JT/T 738 - 2009) 对基桩自平衡法试验有以下规定:
( 1) 试验加载: 采用慢速维持荷载法, 分级荷载为最大试验荷载的十分之一, 其中第一级荷载可取分级荷载的2 倍, 每级荷载达到相对稳定后再施加下一级荷载。
( 2) 试验卸载: 卸载测回弹分五级进行, 每级卸载减量为预定试验荷载的五分之一, 每级荷载达到相对稳定后再卸下一级荷载。
( 3) 稳定标准: 上部桩及下部桩的位移量在每级荷载作用下, 在每一小时内的增量均不超过0. 1mm, 当连续出现两次, 则认为已达到稳定状态, 可施加下一级荷载。
( 4) 每个方向的加载终止条件:
(1) 总位移量大于或等于40mm, 且本级荷载的位移量大于或等于前一级荷载位移量的5 倍时或本级荷载加上后24h未达稳定时, 加载即可终止。
(2) 总下沉量小于40mm, 但荷载已大于或等于设计荷载× 设计规定的安全系数, 加载即可终止。
(3) 试验桩一般加载应继续到桩两倍的设计荷载为止。
2. 3 单桩竖向抗压极限承载力的确定
根据《基桩静载试验自平衡法》 ( JT/T 738 - 2009) 第6. 2. 1 条的规定, 试桩的极限承载力可由下式计算:
式中: Q - 试桩的单桩极限承载力;
Qs-试桩上段桩的加载极限值;
Qx-试桩下段桩的加载极限值;
Wp-试桩荷载箱上部桩自重;
γ - 试桩的修正系数, 根据荷载箱上部土的类型确定:
粘性土为0. 8, 砂性土为0. 7, 岩石为1. 0。
本工程127#、155#、185#试桩均加载至最大试验荷载, 每级均加载平稳, 无异常现象, 在最大荷载作用下, 均未达到规范终止条件。各试桩的试验位移量及试验结果如表3, 根据试验数据绘制各试桩的Q - s曲线, 如图2、图3、图4 所示。因本工程试桩上部桩自重与最大试验荷载相比均很小, 故本工程忽略桩身自重的影响。本工程中各试桩荷载箱上部分布有粉质粘土、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩、微风化泥灰岩等土层, 综合各土层埋深情况及试桩的成桩效果, 修正系数取 γ = 0. 95 较为适合。根据承载力计算公式可得, 127#试桩的单桩竖向抗压极限承载力为32842k N; 155#试桩的单桩竖向抗压极限承载力为26684k N; 185#试桩的单桩竖向抗压极限承载力为22578k N。
2. 4 Q - s曲线的等效转换
自平衡法检测结果得到的是荷载箱上、下方向的位移与桩身所受轴力之间的关系曲线, 而工程应用中为了了解基桩的受力性能需要的是桩体在桩顶荷载下的荷载- 位移关系曲线。因此, 必须将自平衡实测曲线转换为传统的荷载- 位移曲线。目前, 国内外通常采用的等效转换有两种: 一种是规范采用的简化转化法, 另一种是基于荷载传递机理的精确转化法。这两种方法都是以自平衡法的实测荷载、位移值为基础, 通过插值或按弹性递推理论来确定等效Q - s曲线。
简化转化法在刚体假设的基础上, 考虑了上部桩的压缩量, 根据《基桩静载试验自平衡法》 ( JT/T 738 - 2009) 规定, Q- s曲线等效转换可采用以下公式:
式中, Q为等效荷载; s为桩顶的等效位移量; Sx为实测桩顶位移量; Ep为桩身弹性模量; Ap为桩身截面面积; 其余参数同前文。
精确转化法则需要通过埋设应力测试元件, 实测桩身在不同深度的应变状态, 进而计算出分层的桩侧摩阻力。后基于荷载传递解析方法, 将试桩的桩侧摩阻力与桩土位移、桩端阻力和桩端位移的关系, 转换为传统桩顶加载方式下的荷载- 沉降曲线。结合本文工程实例的实测位移以及计算得出的桩侧摩阻力数据, 分别采用简化转化法和精确转化法对自平衡法检测结果进行等效转换, 所得等效Q - s曲线如图5、图6、图7。
目前的研究成果表明, 简化转化法虽考虑了上部桩的压缩量, 但该方法对压缩量的计算存在一定的误差。精确转换法的理论较为完善, 转换结果也相对接近传统静载试验结果, 并且可以用来验证简化转换法的可靠性和实用性。文献[3]、文献[4]等将等效转换曲线与传统静载曲线进行对比, 结果表明等效转换曲线与传统静载曲线吻合性较好, 能满足工程精度的要求。
3 自平衡法存在的问题
3. 1 修正系数 γ 的取值
自平衡法检测过程中, 上部桩将产生向上的位移, 使得桩周土层减压松散, 测出的上部桩的摩阻力方向是向下的, 这与压桩的情况正好相反。对于自平衡试桩法, 上部桩承载力实测值的降低并不是反映试桩承载力的下降, 需要通过修正系数 γ 进行转换。因此, 上部桩的转化修正系数是采用自平衡法测试基桩承载力最关键的因素。
根据规范规定, 该值只是根据上部桩的桩周土层的类型确定, 并不考虑成桩工艺等因素, 而且大部分工程因缺乏实测依据和经验, 检测时都取规范中的推荐值。这将对自平衡法检测结果想传统静载转换计算时产生较大影响。目前, 对转换系数 γ 取值的分析与研究比较有限, 仍需要通过大量的工程实践进行分析验证, 取值时应增加对以下几点的考虑:
(1) 桩的类型和成桩工艺对桩侧摩阻力的影响;
(2) 桩周土层的分布情况及深度;
( 3) 对上部桩桩周土进行分层情况考虑。
3. 2 平衡点的确定
在工程应用中, 荷载箱的埋设位置的确定主要采用规范经验值法, 根据试桩位置地质条件及勘察阶段所给的各层岩土层摩阻力来确定, 规范经验值法计算平衡点位置计算公式如下:
式中, ui为第i层土周长;li为第i层土厚度;为上部桩i层土极限侧阻力;Gup为上部桩有效自重;为下部桩i层土极限侧阻力;σR为极限端阻力;A为桩端面积。
由于以上参数取自地勘资料或经验值, 计算所得的自平衡点不准确, 很难达到自平衡法的刚性假设。现研究的荷载箱埋设平衡点的计算方法还有数值模拟法和相似模拟试验法。其中, 采用基于摩尔- 库仑理论的相似模拟试验法确定桩基承载力, 并验算平衡点位置, 在实际工程情况下, 具有较好的可靠性和实用性, 上下部桩基本都能发挥其极限承载能力。
3. 3 等效转化
等效转化所采用简化转化法和精确转化法都还存在着一定的缺陷, 适用条件仍然有局限性。目前的研究提出了许多基于简化转化法和精确转化法的改进方法, 但都存在各自的假定, 以模拟基桩的不同工作性状, 工程应用时需根据工程实际情况, 结合附加压缩量、侧阻分布模式等因素进行修正改进。
3. 4 正负摩阻力的关系
自平衡法检测过程中, 剪缩效应、主应力方向的变化、泊松效应及土体的压密与松弛都对正负摩阻力的差异有影响。关于正负摩阻力之间关系方面的研究仍然较少, 理论还有待完善。
4 结语
本工程试验桩位于深基坑内, 结合现场条件, 传统静载试验难以开展, 采用自平衡法确定单桩竖向抗压极限承载力, 检测结果符合设计要求, 运用等效转换理论对检测结果进行转换, 结果能满足当前的工程检测要求。
根据自平衡法的研究现状, 自平衡法的应用过程中需要注意以下几点问题:
( 1) 修正系数 γ 的确定应增加对桩型、成桩工艺、桩周土层分布等因素的影响;
( 2) 采用更为精确的方法确定平衡点, 有利于提高试验结果的可靠性;
( 3) 检测结果进行等效转换时, 可根据工程实际情况, 选择不同影响因素进行修正改进以保证结果的准确性;
( 4) 进一步完善自平衡试桩法的理论研究, 有助于更好地将其应用到基桩承载力测试领域, 并可向其他基础形式推广。
参考文献
[1]东南大学土木工程学院.JT/T738-2009基桩静载试验自平衡法[S].北京:人民交通出版社, 2009.
[2]广东省建筑科学研究院.DBJ/15-60-2008建筑地基基础检测规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
[3]梁曦.自平衡承载力测试技术在福建省的应用及比对试验研究[J].福建建设科技, 2013, 1:5-9.
[4]马远刚.自平衡测试技术的发展及应用现状[J].桥梁建设, 2009, 增 (2) :31-34.
[5]罗文军.桩基承载力自平衡测试有关问题的探讨[J].长沙铁道学院学报 (社会科学版) , 2011, 12 (4) :200-201.
承载力检测 篇7
随着交通流量和车载吨位的增加, 危旧桥梁数量不断加大、桥梁安全运营隐患频现。如何判明主体结构的应力状态, 如何确切知道桥梁承载能力, 这是我们桥梁工程师所面临的很现实而又较棘手的问题。实践要求广大桥梁养护工程师必须对这一问题进行深入探讨, 不断地提高判定桥梁承载能力的技术水平, 这样在日后桥梁的维修加固和改建工作中, 才能具备准确的技术支持, 从而保证桥梁具备良好的使用性能。
加固设计必须要建立在根据实际情况对其承载能力进行科学评价基础之上。
1 在役桥梁承载力的主要影响因素分析
1.1 结构完整性对桥梁结构承载力的影响
桥梁在长期的运营过程中, 部分桥梁构件有一定程度的损伤, 致使原设计比较合理的受力结构, 在构件损伤后受力失去合理性, 造成局部受力过大、结构整体性不足的后果, 这些都削弱了桥梁结构的承载力。
1.2 变形对桥梁结构承载力的影响
不超过《公桥规》规定限值的短期荷载作用下的桥梁结构变形, 对桥梁运营的影响是安全的。对于超过限值的荷载引起的结构残余累计变形, 会影响桥梁的承载能力。
1.3 裂缝对桥梁结构的影响
在混凝土桥梁中, 裂缝是十分常见的一种病害, 通常我们将其分为结构裂缝和非结构裂缝两种。而由外界荷载所导致的裂缝就是结构裂缝, 其表现状态就是桥梁结构的整体承载力出现了明显的下降或不足;而由于混凝土自身性能达不到要求或是不能满足外界条件而导致了裂缝就是非结构裂缝。钢筋混凝土结构受力后出现裂缝, 其本质关系即表现了出来, 通过裂缝可以判断实际桥梁属于纯弯、弯压、剪压等何种破坏模式。
1.4 混凝土施工质量问题的影响
由于在实际工程中钢筋混凝土构件内部存在质量缺陷及密实度差, 大大削弱混凝土抵抗外界有害介质侵蚀的能力。造成混凝土的碳化、钢筋的锈蚀、混凝土表面的风化等病害, 使混凝土本身强度下降, 严重影响了钢筋混凝土构件的承载能力。
1.5 钢筋锈蚀对桥梁结构承载力的影响
钢筋锈蚀对钢筋混凝土构件的影响主要表现在:减小其截面面积、使构件混凝土保护层纵向开裂、降低钢筋与混凝土之间的机械咬合力, 故钢筋锈蚀大大降低了桥梁结构承载力。
1.6 环境因素
经常使用融雪盐、桥面积水排泄不畅、河床冲刷、酸雨、环境温度及环境湿度等均能引起结构及混凝土的变化, 影响结构承载力。
2 桥梁检测评估方法及比较分析
2.1 既有桥梁的检测评定方法
桥梁结构承载力的评定以检测为基础, 检测又以实际测量为主, 不同结构类型的桥梁其测量的内容要求也不同, 混凝土梁式桥主要检测内容包括混凝土强度、碳化深度、保护层厚度、构造裂缝、构件损伤、钢筋锈蚀、跨中挠度、结构变位、支座破坏、地基沉陷、自振频率、大吨位车辆混入率等。通过检测评定的手段, 判断结构的可用性, 是桥梁检测、结构评估的最终目的。根据桥梁养护规范及公路桥梁承载能力检测评定规程, 在用桥梁的检测评定方法大致可归结为以下几种。
2.1.1 桥梁技术状况等级评定法 (俗称“经验法”)
经验方法将调查和经验相结合, 是国内外评定桥梁承载力的常用方法, 多采用物元分析理论也即层次分析法, 依据桥梁检查检测资料, 通过桥梁各部件技术状况分层综合评定, 同时考虑桥梁单项控制指标 (关健病害的控制) , 确定桥梁的技术状况等级。五类桥梁的承载能力比设计降低了25%以上。
2.1.2 引入分项检算系数修正极限状态设计表达式的方法 (俗称“极限状态设计理论法”)
此方法是基于设计规范, 根据实测的材料性能、结构几何尺寸、支撑条件、外观缺陷、及通行荷载, 按桥梁结构的设计理论来计算承载力, 要求承载能力评定包括持久状态下承载能力极限状态和正常使用极限状态。承载能力极限状态针对的是结构或构件的截面强度和稳定性, 正常使用极限状态主要针对结构或构件的刚度或抗裂性。
不同结构类型的桥梁采用相应的评定公式, 对配筋混凝土桥梁承载能力极限状态, 按下式进行计算评定:γ0S≤R (fd, ξc, αdc, ξsαds) Z1 (1-ξe) 。以上2个公式的左边表示考虑荷载安全系数后的组合荷载效应, 右边表示了考虑材料安全系数后的结构抗力效应, 其中, γ0-结构的重要性系数;S-荷载效应函数;R (~) -抗力效应函数;fd-材料强度设计值;αdc-构件混凝土几何参数值;αds-构件钢筋几何参数值;Z1-承载能力检算系数;ξc-配筋混凝土结构的截面折减系数;ξs-钢筋的截面折减系数;ξe-承载能力恶化系数。式中, 采取引入桥梁检算系数、承载能力恶化系数、截面折减系数和活载修正系数分别对极限状态方程中结构抗力效应和荷载效应进行修正, 并通过比较判定结构或构件的承载能力状态。正常使用状态的计算评定, 分限制应力、荷载作用下的变形、各类荷载作用下裂缝宽度限值三个计算过程。
2.1.3 荷载试验方法
目前评定桥梁承载能力最直接的方法是进行荷载试验, 主要是采用静载试验。实施荷载试验的前提是:当通过检算分析尚无法明确评定桥梁承载能力时, 通过在桥梁结构上施加与设计荷载或使用荷载基本相当的外载, 利用检测仪器, 测试桥梁结构在试验荷载下控制部位的应变 (含残余应变) 、位移 (含基础沉降) 、和裂缝开展 (含卸载后裂缝闭合宽度) 情况, 测定桥梁结构在试验荷载作用下的结构响应, 并与理论值进行比较, 确定主要测点静力荷载试验结构校验系数ξ, 最终确定检算系数Z2, 代替Z1按2.1.2的计算式进行承载能力评定, 或是依据残余应变、裂缝扩展闭合、基础沉降变位类推出承载力。
2.2 三种检测评定方法的比较分析
在我们介绍的这三种检测评定方法中, 他们都是存在着缺陷的, 并且也都有其独特的特点。
2011年修订后的桥梁技术状况评定标准, 根据不同桥型的部件类型分别编制了相应的评定细则, 在细则中进一步了细化了评定指标, 同时也提出了量化的标准, 在评定桥梁的技术状况时, 主要应采用五类单项控制指标, 要求在目测的基础上增加氯离子含量、碳化深度等检测指标, 改进了技术状况的评定模式, 比较全面反应了桥梁的承载力状况。依据经验法评定的结果, 可以作为桥梁日常养护、交通管理、25m以下跨径桥梁改造加固的依据。优点是经济、简便, 可以在不长时间内对大量桥梁实施检测评定。缺点是承载能力评定只是一种估计值, 相对欠精确, 依据个人经验、水平及责任心的不同, 评定结果会有差异。
25m以上大跨径、特殊结构桥梁的定期检查、特殊检查、适应性评定、加固改造设计均需委托有相应资质及能力的单位按照极限状态设计理论法对桥梁承载能力进行评定。该评定方法的优点是检测全面, 评定结果较为精确。缺点是实施程序复杂, 还需要立项招标, 不能及时对承载力下降桥梁展开评定;对桥梁原始资料的依赖性较高。