深圳地區(qū)樁基承載力動測與靜載檢測對比研究42

1、總第109期西部探礦工程seriesNo.1092005年第6期WEST-CHINAEXPLORATIONENGINEERINGJun.2005文章編號:10045716(2005)06001502中圖分類號:TU47311+1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A深圳地區(qū)樁基承載力動測與靜載檢測對比研究2張愛群1、,李糧綱1(11中國地質(zhì)大學(xué),湖北武漢430074;2.深圳市南山區(qū)工程建設(shè)質(zhì)監(jiān)站,廣東深圳518057)摘要:以深圳光匯油庫二期擴(kuò)建工程為例,對深圳地區(qū)典型工程地質(zhì)條件下樁基礎(chǔ)承載力特性進(jìn)行了試驗研究。試驗結(jié)果表明:高應(yīng)變動測法得到的單樁豎向承載力要比靜載所獲得的值明顯偏低,最大誤差高達(dá)35.5%。并且

2、還得出了深圳地區(qū)典型工程地質(zhì)條件下樁周土的極限側(cè)摩阻力數(shù)值范圍。關(guān)鍵詞:高應(yīng)變法;承載力;摩阻力;靜載試驗樁基是建筑物基礎(chǔ)的主要形式。工中最重要的參數(shù)。類型、,工程,主要包括10油罐地基承載力要求320kPa。通過對該工程樁基礎(chǔ)采用高應(yīng)變動測法和靜載方法進(jìn)行測試分析。并對持力層性質(zhì)、樁身內(nèi)力以及樁周土極限側(cè)摩阻力進(jìn)行分析研究,為上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供可靠的依椐,為地區(qū)性建筑規(guī)范修訂提供參考。1樁基承載力檢測1.1高應(yīng)變測試,33。:當(dāng)土壓力盒安放于樁底部時,樁底阻力。這是由于樁底壓力盒水下埋設(shè)后不能很好地和樁底持力層結(jié)合,很難真實反映樁底阻力。此外,雖然埋設(shè)了混凝土應(yīng)變計,但是所測數(shù)據(jù)并不能很好地

3、反映樁身內(nèi)力的變化。這是由于:(1)樁身混凝土材質(zhì)不均勻,混凝土應(yīng)變儀測出的數(shù)據(jù)離散性大;(2)混凝土應(yīng)變儀臨時加工周期長達(dá)30d,滿足不了工期要求;(3)混凝土應(yīng)變儀本身質(zhì)量不容易保證。因此,在測試內(nèi)力時,采用了一個替代方案:D型樁按地質(zhì)鉆孔柱狀圖地質(zhì)分層埋設(shè)7層鋼筋應(yīng)變儀,每層埋設(shè)3個鋼筋應(yīng)變儀,即增加1個鋼筋應(yīng)變儀,不再埋設(shè)混凝圖1D2樁的N-H曲線圖土應(yīng)變儀和樁底壓力盒;E型樁按地質(zhì)鉆孔柱狀圖地質(zhì)分層埋設(shè)5層鋼筋應(yīng)試驗中共選擇了B2、D1、D2、E1、E2等5根樁基高應(yīng)變測試結(jié)果進(jìn)行對比分析。這5根樁除B2外,其余4根樁基的地質(zhì)條件一致,且施工工藝也一致。5根樁測試參數(shù)除阻尼系數(shù)取值不

4、同外,其余均一致。采用CASE法對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析與計算,可以獲得受檢樁的單樁承載力值。1.2靜荷載試驗靜載試驗采用慢速維持荷載法,每級加載為預(yù)定最大試驗荷載的1/10,第一級按2倍分級荷載加載,在每一級荷載作用下,樁的沉降量在每小時小于0.1mm,再加下一級荷載。在樁頂裝設(shè)4個位移傳感器,按規(guī)程規(guī)定時間測讀沉降量。經(jīng)過綜合分析整理可得出單樁豎向承載力值。2樁身內(nèi)力測試(JGJ106-在進(jìn)行測試時,根據(jù)建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范(SJG09-99)的相關(guān)2003)和深圳地區(qū)基樁質(zhì)量檢測技術(shù)規(guī)程變儀,每層埋設(shè)3個鋼筋應(yīng)變儀,即增加1個鋼筋應(yīng)變儀,不再埋設(shè)混凝土應(yīng)變儀和樁底壓力盒。鋼筋材質(zhì)均勻,利用

5、鋼筋應(yīng)變儀能比較真實地反映樁身軸力,通過樁頂荷載和各段樁身軸力可計算出各段樁側(cè)阻力和樁底阻力,替代方案更具可操作性和真實可靠性。試驗中共進(jìn)行了五根樁的內(nèi)力測試,樁號分別是B2、D1、D2、E1、E2等。受篇幅所限,文中僅給出D2樁的N-H曲線圖(如圖1所示)。3規(guī)定進(jìn)行安裝元件。即:根據(jù)試樁在樁孔施工時樁孔內(nèi)各巖土層出現(xiàn)的深度位置,在樁身所處的各巖土層樁段內(nèi)布設(shè)測試元件(應(yīng)變計)。測試元件采用對接雙面幫焊鋼筋應(yīng)變計、綁扎式混凝土應(yīng)變計和土壓力盒。應(yīng)變計安裝在測試截面上的樁鋼筋籠縱筋上,土壓力盒安裝在樁鋼筋籠縱筋底部。每個測試截面上的應(yīng)變計對稱于樁軸線,應(yīng)變計的導(dǎo)線沿縱筋引至樁頂附近,由鋼保護(hù)導(dǎo)

6、管引至試樁帽面和樁側(cè)外。埋放于樁身內(nèi)的應(yīng)變計在樁頂荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)變值,由應(yīng)變計導(dǎo)線與YJ-22轉(zhuǎn)換箱連檢測結(jié)果對比與分析3.1高應(yīng)變與靜荷載測試單樁豎向抗壓的承載力值對比16Jun.2005西部探礦工程No.6高應(yīng)變與靜荷載之間由于方法差異,其測試結(jié)果有一定的差異。從表1可以看出,根據(jù)高應(yīng)變方法測試結(jié)果所測試得到的單樁豎向承載力要比靜載所獲得的值明顯要偏低,而且最大誤差高達(dá)35.5%。這是由于高應(yīng)變Case法計算承載力時有一個假設(shè)條件,即動阻力主要來自樁尖,這與實際并不完全相符,尤其是以側(cè)摩阻力為主的摩擦或摩擦端承樁,情況更是如此。最新的實驗研究也表明:動阻力和樁端運動速度也并非線性相關(guān)。

7、兩者具有很大的差距。Case法在直接獲得的巖土總阻力RT中,通過一個經(jīng)驗系數(shù)Jc計算靜阻力。這個阻尼系數(shù)雖然具有實際物理意義,但在實際使用時,卻是一個經(jīng)驗系數(shù),而且一根樁采用一個系數(shù)計算,這顯然不能滿足要求。因而導(dǎo)致了誤差的偏大。表1高應(yīng)變和靜載單樁豎向抗壓的承載力值對比表樁號B2D1D2E1一般而言,樁周土極限側(cè)摩阻力、樁端承載力的理論值與實測值之間有一個差值,這個差值大小依椐地區(qū)不同而變化。根椐對深圳光匯油庫二期擴(kuò)建工程樁基檢測結(jié)果,存在較大的差異。分析表明,僅依靠規(guī)范所提供的理論值來統(tǒng)一推斷和計算樁周土的極限側(cè)摩阻力顯然在深圳地區(qū)是不妥的。而要根椐深圳地區(qū)的地層特性,來推斷其樁周土的極限

8、側(cè)摩阻力的值。從目前所獲得的資料來看,粘土的樁周土極限側(cè)摩阻力其實測值與理論值相差不大,可以采用規(guī)范中推薦的數(shù)值來確定。但是其他性質(zhì)土產(chǎn)生的樁周極限側(cè)摩阻力則應(yīng)通過測試來確定。根椐實測,素填土的樁周土極限極限側(cè)摩阻力的標(biāo)準(zhǔn)值在5060kPa,6070kPa,含礫砂50100kPa,全風(fēng)化花80100kPa。,5810kPa,高出理論值,低于理論值263kPa。其最大誤單樁豎向抗壓的承載力值(kN)高應(yīng)變方法5458420045144201靜荷載(沉降40mm)70005432誤差(%)22.022.37.22,-5.26%。而且值普遍偏小。因此可。4結(jié)論本文采用高應(yīng)變方法和靜載方法對深圳光匯油

9、庫二期擴(kuò)建因而,由于樁基都是摩擦樁或摩擦端承樁,可以利用高應(yīng)變方法對樁基的完整性做檢測,用該方法計算所得的豎向承載力可以作為參考。最終作為樁基豎向承載力評價標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)采用靜載試驗結(jié)果。3.2工程樁基承載力特性進(jìn)行了測試分析。對樁基礎(chǔ)承載力與入持力層深度、持力層性質(zhì)之間的關(guān)系以及樁周土極限側(cè)摩阻力和樁端極限承載力的理論和實測值做了對比和分析,得出了以下結(jié)論:(1)在深圳地區(qū)典型工程地質(zhì)條件下,高應(yīng)變動測方法所得的樁基極限承載力與實際差值較大,只能作為一個參考,樁基承載力檢測宜采用豎向抗壓靜載試驗方法。(2)成樁參數(shù)相同的樁,在同一持力層條件下,樁基礎(chǔ)的承載力與入持力層深度成正比。在相同的入持力層深度

10、的條件下,持力層越硬,樁的承載力越大。(3)深圳地區(qū)典型樁周土的極限側(cè)摩阻力值不能簡單地按規(guī)范計算方法來確定,由此而出的誤差較大。本文根據(jù)試驗結(jié)果給出了樁周土的極限側(cè)摩阻力值推薦值:素填土為5060kPa,礫砂為6070kPa,含礫砂粘土為50100kPa,全風(fēng)化花崗巖為80100kPa。(4)采用鋼筋應(yīng)變儀能比較真實地反映樁身內(nèi)力,通過樁頂持力層深度與樁承載力之間的關(guān)系一般說來,對于摩擦端承樁或摩擦樁而言,持力層性質(zhì)與樁承載力之間有一定內(nèi)在的關(guān)系。對于同一標(biāo)號的樁基而言,當(dāng)持力層相對堅硬時,承載力越大。這一點在表2中也得到了體現(xiàn)。表2樁基入持力層深度與承載力之間的對比關(guān)系表樁號B2D1D2E

11、1E2315407最大試驗荷載(kN)7000700070007000700064776477持力層性質(zhì)入持力層樁頂沉降40mm對應(yīng)的單深度(m)樁豎向極限承載力(kN)700054327000668945965809170強(qiáng)風(fēng)化巖5.5強(qiáng)風(fēng)化巖2.0強(qiáng)風(fēng)化巖2.0強(qiáng)風(fēng)化巖2.4強(qiáng)風(fēng)化巖3.1殘積花崗巖風(fēng)化土2.0強(qiáng)風(fēng)化巖1.06荷載和各段樁身內(nèi)力可計算出各段樁側(cè)阻力和樁底阻力。該方法比樁底壓力盒測力法更具可操作性和可靠性。參考文獻(xiàn):1建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn).建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-94)S.北京:中國建筑工表2中的D1和E2號樁由于底部存在離析,其極限承載力明顯偏低。從D2、E1和407號樁來看,對于同一標(biāo)號、同一施工工藝條件的樁基而言,樁基入持力層深度越深,對應(yīng)的單樁豎向極限承載力越大。對于同一入持力層深度,不同的持力層性質(zhì)而言,當(dāng)持力層越硬(D2樁),對應(yīng)的單樁豎向極限承載力越大。在其他條件相同的情況下,對于不同的出渣方式而言,抽砂桶的方式的樁基承載力要比泵吸方式的樁基的承載力要大,說明在抽砂桶出渣方式下樁底沉淀物要少。3.3業(yè)出版社,1995.2李健強(qiáng),張季超