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1、7-2-9 樁的檢測成樁的質(zhì)量檢驗有兩類基本方法,一類是靜載載荷試驗法,另一類為動測法。7-2-9-1 靜載試驗法靜載試驗的的目的,是是采用接接近于樁樁的實際際工作條條件,通通過靜載載加壓,確確定單樁樁的極限限承載力力,作為為設(shè)計依依據(jù),或或?qū)こ坛虡兜某谐休d力進(jìn)進(jìn)行抽樣樣檢驗和和評價。樁的靜載試試驗,是是模擬實實際荷載載情況,通通過靜載載加壓,得得出一系系列關(guān)系系曲線,綜綜合評定定確定其其容許承承載力,它它能較好好地反映映單樁的的實際承承載力。荷荷載試驗驗有多種種,通常常采用的的是單樁樁豎向抗抗壓靜載載試驗、單單樁、豎豎向抗拔拔靜載試試驗和單單樁水平平靜載試試驗。預(yù)制樁在樁樁身強(qiáng)度度達(dá)到設(shè)設(shè)
2、計要求求的前提提下,對對于砂類類土,不不應(yīng)少于于7d;對于于粉土和和粘性土土,不應(yīng)應(yīng)少于15d;對于于淤泥或或淤泥質(zhì)質(zhì)土,不不應(yīng)少于于25d,待樁樁身與土土體的結(jié)結(jié)合基本本趨于穩(wěn)穩(wěn)定,才才能進(jìn)行行試驗。就就地灌筑筑樁應(yīng)在在樁身混混凝土強(qiáng)強(qiáng)度達(dá)到到設(shè)計等等級的前前提下,對對砂類土土不少于于10d;對一一般粘性性土不少少于20d;對淤淤泥或淤淤泥質(zhì)土土不少于于30d,才能能進(jìn)行試試驗。在在同一條條件下的的試樁數(shù)數(shù)量不宜宜少于總總樁數(shù)的的 %,且不不應(yīng)少于于3根,工工程總樁樁數(shù)在50根以內(nèi)內(nèi)時不應(yīng)應(yīng)少于2根。1單樁豎豎向抗壓壓靜載試試驗法單樁豎向抗抗壓靜載載試驗一一般采用用油壓千千斤頂加加載,千千斤
3、頂?shù)牡募虞d反反力裝置置可根據(jù)據(jù)現(xiàn)場實實際條件件采取下下列方法法:(1)錨樁樁橫梁反反力裝置置由4根錨樁樁、主梁梁、次梁梁、油壓壓千斤頂頂以及測測量儀表表等組成成(圖7-1105)。錨錨樁、反反力梁裝裝置能提提供的反反力應(yīng)不不小于預(yù)預(yù)估最大大試驗荷荷載的1.221.5倍。圖7-1005 錨樁橫橫梁靜載載試驗裝裝置1-錨樁(4根);2-錨筋;3-主梁(鋼鋼橫梁或或倒置鋼鋼桁架);4-次梁;5-厚鋼板板;6-硬木包包鋼皮;7-油壓千千斤頂;8-百分表表;9-基準(zhǔn)樁樁;10-基準(zhǔn)準(zhǔn)梁(一一端固定定,一端端可水平平移動);11-試驗樁(2)壓重重平臺反反力裝置置由支墩(或或墊木)、鋼鋼橫梁、鋼鋼錠、油油
4、壓千斤斤頂及測測量儀表表等組成成(圖7-1106)。壓重重量不得得少于預(yù)預(yù)估試樁樁破壞荷荷載的1.2倍;壓壓重應(yīng)在在試驗開開始前一一次加上上,并均均勻穩(wěn)固固的放置置于平臺臺上。圖7-1006 壓重平平臺靜載載試驗裝裝置1-支墩;2-鋼橫梁梁;3-鋼錠;4-油壓千千斤頂;5-百分表表;6-試驗樁樁;7-墊木;8-鋼架或或厚鋼板板(3)錨樁樁壓重聯(lián)聯(lián)合反力力裝置當(dāng)試樁最大大加載量量超過錨錨樁的抗抗拔能力力時,可可在圖7-1105所示,橫橫梁上放放置或懸懸掛一定定重物,由由錨樁和和重物共共同承受受千斤頂頂加壓的的反力。千斤頂平放放于樁中中心,當(dāng)當(dāng)采用2個以上上千斤頂頂加載時時,應(yīng)將將千斤頂頂并聯(lián)同同
5、步工作作,使千千斤頂?shù)牡暮狭νㄍㄟ^試樁樁中心。為了避免加加荷過程程中的相相互影響響,錨樁樁(壓重重平臺支墩);基準(zhǔn)木木樁與試試樁之間間的中心心距離應(yīng)應(yīng)符合表表7-1100的要求求。試樁、錨樁樁和基準(zhǔn)準(zhǔn)樁之間間的中心心距離 表7-1100反力系統(tǒng)試樁與錨樁樁(或壓重平平臺支墩墩邊)試樁與基準(zhǔn)準(zhǔn)樁基準(zhǔn)樁與錨錨樁(或壓重平平臺支墩墩邊)錨樁橫梁反反力裝置置4d且4d且4d且壓重平臺反反力裝置置2.0mm2.0mm2.0mm注:d試樁或或錨樁的的設(shè)計直直徑、取取其較大大者(如如試樁或或錨樁為為擴(kuò)底樁樁時、試試樁與錨錨樁的中中心距不不應(yīng)小于于2倍擴(kuò)大大端直徑徑)。試壓時,荷荷載可用用放置于于千斤頂頂上的
6、應(yīng)應(yīng)力環(huán)、應(yīng)應(yīng)變式壓壓力傳感感器直接接測定,或或采用聯(lián)聯(lián)于千斤斤頂?shù)膲簤毫Ρ頊y測定油壓壓,根據(jù)據(jù)千斤頂頂率定曲曲線核算算荷載。試試樁沉降降一般采采用百分分表或電電子位移移計測量量。對于于大直徑徑樁,應(yīng)應(yīng)在其2個正交交直線方方向?qū)ΨQ稱安置4個位移移測試儀儀表,中中等和小小直徑樁樁樁徑可可安置2個或3個位移移測試儀儀表。沉沉降測定定平面離離樁頂距距離不應(yīng)應(yīng)小于0.5倍樁徑徑,固定定和支承承百分表表的夾具具和基準(zhǔn)準(zhǔn)梁,在在構(gòu)造上上應(yīng)確保保當(dāng)受到到氣溫、振振動及其其他外界界因素的的影響時時不會發(fā)發(fā)生豎向向變位。載荷試驗時時,對以以樁身承承載力控控制極限限承載力力的工程程樁,試試驗加載載至承載載力設(shè)計計
7、值的1.552倍;其其余試樁樁均應(yīng)加加載至破破壞。樁樁靜荷載載試驗的的最大設(shè)設(shè)計荷載載,不應(yīng)應(yīng)小于由由靜力計計算得出出的單樁樁設(shè)計承承載力的的2倍。2單樁的的靜載荷荷試驗要要點(1)試驗驗加載方方式采用慢速維維持荷載載法,即即逐級加加載,每每級荷載載達(dá)到相相對穩(wěn)定定后加下下一級荷荷載,直直到試樁樁破壞,然然后分級級卸載到到零。當(dāng)當(dāng)考慮結(jié)結(jié)合實際際工程樁樁的荷載載特征,可可采用多多循環(huán)加加、卸載載法(每每級荷載載達(dá)到相相對穩(wěn)定定后卸載載到零)。當(dāng)當(dāng)考慮縮縮短試驗驗時間,對對于工程程樁的檢檢驗性試試驗,可可采用快快速維持持荷載法法,即一一般每隔隔1h加一級級荷載。(2)荷載載分級試驗時加載載分級不
8、不應(yīng)小于于8級,每每級荷載載值為宜宜為預(yù)估估極限荷荷載的1/881/10,第一一級的加加荷值可可按2倍分級級荷載加加荷。(3)測讀讀樁沉降降量的間間隔時間間在加每級加加載后,隔5、10、15min各測讀一次,以后每隔15min測讀一次,累計1h后每隔30min測讀一次,每次測讀值記入試驗記錄表。(4)穩(wěn)定定標(biāo)準(zhǔn)在每級荷載載作用下下,樁的的沉降量量在每1h內(nèi)的沉沉降不超超過0.11mm時,并并連續(xù)出出現(xiàn)兩次次(由1.55h內(nèi)連續(xù)續(xù)三次觀觀測值計計算),認(rèn)認(rèn)為已達(dá)達(dá)到相對對穩(wěn)定,可可加下一一級荷載載。(5)終止止加荷的的條件1)當(dāng)荷載載-沉降(Q-s)曲線線上有可可判定極極限承載載力的陡陡降段,且
9、且樁頂沉沉降量超超過40mmm。2),且經(jīng)經(jīng)24h尚未達(dá)達(dá)到穩(wěn)定定。3)25mm以上的的非嵌巖巖樁,Q-s曲線呈呈緩變型型時,樁樁頂總沉沉降量大大于6080mmm。4)在特殊殊條件下下,可根根據(jù)具體體要求加加載至樁樁頂總沉沉降量大大于1000mm。注:Snn第n級荷載載的沉降降增量;Sn+11第n+1級荷載載的沉降降增量。(6)卸載載與卸載載沉降觀觀測每級卸載值值為每級級加載值值的2倍。每每級卸載載后隔15mmin測讀一一次殘余余沉降,讀讀兩次后后,隔30mmin再讀一一次,即即可卸下下一級荷荷載,全全部卸載載后,隔隔344h再讀一一次,并并作好詳詳細(xì)記錄錄。3單樁豎豎向抗拔拔靜載試試驗方法法
10、在拔力作用用下樁的的破壞形形式有兩兩種:一一是地基基變形帶帶動周圍圍的土體體被拔出出;一是是樁身強(qiáng)強(qiáng)度不夠夠,被拉拉裂或拉拉斷。(1)試驗驗設(shè)備、儀儀表裝置置抗拔靜載試試驗加載載裝置,量量測儀表表與豎向向抗壓靜靜載試驗驗相同,只只是施加加荷載的的方向相相反。試試驗設(shè)備備主要用用油壓千千斤頂,把把試樁的的主筋連連接到傳傳力架上上,當(dāng)開開動千斤斤頂上升升,產(chǎn)生生上拔力力把錨樁樁拔升(圖7-107)。圖7-1007 抗拔樁樁靜載試試驗裝置置1-鋼橫梁梁;2-傳力架架;3-油壓千千斤頂;4-木墊座座;5-試樁(2)加載載方法抗拔靜載試試驗加載載方式,可可參照抗抗壓靜載載試驗方方法。(3)終止止加載條條
11、件當(dāng)出現(xiàn)下列列情況之之一時,即即可終止止加載:1)樁頂荷荷載為樁樁受拉鋼鋼筋總極極限承載載力的0.9倍時;2)某級荷荷載作用用下,樁樁頂變形形量為前前一級荷荷載作用用下的5倍;3)累計上上拔量超超過100mmm。4單樁水水平靜載載試驗方方法樁的水平靜靜載荷試試驗是采采用接近近于樁的的實際工工作條件件進(jìn)行試試驗,以以確定單單樁的水水平承載載力和地地基土的的水平抗抗力系數(shù)數(shù)。當(dāng)樁樁身埋設(shè)設(shè)有應(yīng)力力測量元元件時,可可測出樁樁身應(yīng)力力變化,并并由此求求得樁身身彎矩分分布。(1)試驗驗設(shè)備與與儀表裝裝置(圖圖7-1108)進(jìn)行單樁水水平靜載載試驗時時,常采采取互推推法,在在二根樁樁中間放放置千斤斤頂施加
12、加水平荷荷載,水水平作用用線應(yīng)通通過地面面標(biāo)高處處(地面面標(biāo)高應(yīng)應(yīng)與實際際工作樁樁基承臺臺底面標(biāo)標(biāo)高一致致)。在在千斤頂頂與試樁樁接觸處處宜安置置一環(huán)形形鉸座,以以保證千千斤頂作作用力能能水平通通過樁身身軸線。用用電動油油泵加荷荷,用電電阻應(yīng)變變式傳感感器和電電子秤控控制荷載載。在樁樁外側(cè)地地面及地地面以上上500010000mmm設(shè)置雙雙層大量量程百分分表(下下表測量量樁身在在地面處處的水平平位移,上上表測量量樁頂水水平位移移,根據(jù)據(jù)兩表位位移差可可求得地地面以上上樁身轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角),以以測定樁樁的水平平位移。百百分表的的基準(zhǔn)樁樁宜打設(shè)設(shè)在樁側(cè)側(cè)面靠位位移的反反方向,與與試樁的的凈距不不少于1倍試
13、樁樁直徑。圖7-1008 單樁水水平靜載載荷試驗驗裝置1-水平試試驗樁;2-油壓千千斤頂;3-球鉸;4-墊塊;5-油壓表表;6-百分表表;7-基準(zhǔn)梁梁;8-基準(zhǔn)樁樁(2)加載載方法及及終止試試驗條件件對于承受反反復(fù)作用用的水平平荷載的的樁基,一一般采用用單向多多循環(huán)加加卸載方方法。取取設(shè)計荷荷載2倍為預(yù)預(yù)估極限限荷載,取取預(yù)估水水平荷載載的1/11011/155作為每每級荷載載的加載載增量,對對于直徑徑300010000mmm的樁,每每級荷載載增量可可取2.55200kN。每級級荷載施施加后,恒恒載4miin測讀水水平位移移,然后后卸載至至零,停停2miin測讀殘殘余水平平位移,至至此完成成一
14、個加加卸載循循環(huán),如如此循環(huán)環(huán)5次便完完成一級級荷載的的試驗觀觀測。加加載時間間應(yīng)盡量量縮短,測測量位移移的間隔隔時間應(yīng)應(yīng)嚴(yán)格準(zhǔn)準(zhǔn)確,試試驗不得得中途停停歇。對承受長期期作用的的水平荷荷載的樁樁基,宜宜采用分分級連續(xù)續(xù)的加載載方式,各各級荷載載的增量量同上所所述,各各級荷載載維持110miin,并記記錄百分分表讀數(shù)數(shù)后即進(jìn)進(jìn)行下一一級荷載載的試驗驗,如到到10miin時的水水平位移移還未穩(wěn)穩(wěn)定,則則應(yīng)延長長該級荷荷載的維維持時間間,直至至穩(wěn)定為為止。其其穩(wěn)定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)可參參照豎向向靜載試試驗方法法。終止試驗的的條件是是:當(dāng)樁樁身折斷斷或水平平位移超超過3040mmm(軟土土取40mmm)時,可可終
15、止試試驗。7-2-99-2 動測法法動測法,又又稱動力力無損檢檢測法,是是檢測樁樁基承載載力及樁樁身質(zhì)量量的一項項新技術(shù)術(shù),作為為靜載試試驗的補(bǔ)補(bǔ)充。動測法是相相對靜載載試驗法法而言,它它是對樁樁土體系系進(jìn)行適適當(dāng)?shù)暮喓喕幚砝?,建立立起?shù)學(xué)學(xué)力學(xué)學(xué)模型,借借助于現(xiàn)現(xiàn)代電子子技術(shù)與與量測設(shè)設(shè)備采集集樁土土體系在在給定的的動荷載載作用下下所產(chǎn)生生的振動動參數(shù),結(jié)結(jié)合實際際樁土條條件進(jìn)行行計算,所所得結(jié)果果與相應(yīng)應(yīng)的靜載載試驗結(jié)結(jié)果進(jìn)行行對比,在在積累一一定數(shù)量量的動靜靜試驗對對比結(jié)果果的基礎(chǔ)礎(chǔ)上,找找出兩者者之間的的某種相相關(guān)關(guān)系系,并以以此作為為標(biāo)準(zhǔn)來來確定樁樁基承載載力。另另外,可可應(yīng)用波波
16、動理論論,根據(jù)據(jù)波在混混凝土介介質(zhì)內(nèi)的的傳播速速度,傳傳播時間間和反射射情況,用用來檢驗驗、判定定樁身是是否存在在斷裂、夾夾層、頸頸縮、空空洞等質(zhì)質(zhì)量缺陷陷。一般靜載試試驗可直直觀地反反映樁的的承載力力和混凝凝土的澆澆筑質(zhì)量量,數(shù)據(jù)據(jù)可靠。但但試驗裝裝置復(fù)雜雜笨重,裝裝、卸、操操作費工工費時,成成本高,測測試數(shù)量量有限,并并且易破破壞樁基基。動測測法試驗驗,則儀儀器輕便便靈活,檢檢測快速速;單樁樁試驗時時間,僅僅為靜載載試驗的的1/550左右;可大大大縮短試試驗時間間;數(shù)量量多,不不破壞樁樁基,相相對也較較準(zhǔn)確,可可進(jìn)行普普查;費費用低,單單樁測試試費約為為靜載試試驗的1/330左右,可可節(jié)省
17、靜靜載試驗驗錨樁、堆堆載、設(shè)設(shè)備運輸輸、吊裝裝焊接等等大量人人力、物物力;據(jù)據(jù)統(tǒng)計,國國內(nèi)用動動測方法法的試樁樁工程數(shù)數(shù)目,已已占工程程總數(shù)的的70%左右,試試樁數(shù)約約占全部部試樁數(shù)數(shù)的90%,有效效地填補(bǔ)補(bǔ)了靜力力試樁的的不足,滿滿足了樁樁基工程程發(fā)展的的需要,因因此,社社會經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益顯顯著,但但動測法法也存在在需做大大量的測測試數(shù)據(jù)據(jù),需靜靜載試驗驗資料來來充實完完善、編編制電腦腦軟件,所所測的極極限承載載力有時時與靜載載荷值離離散性較較大等問問題。1承載力力檢驗單樁承載力力的動測測方法種種類較多多,國內(nèi)內(nèi)有代表表性的方方法有:動力參參數(shù)法、錘錘擊貫入入法、水水電效應(yīng)應(yīng)法、共共振法、機(jī)機(jī)械
18、阻抗抗法、波波動方程程法等,常常用的有有以下兩兩種。(1)動力力參數(shù)法法動力參數(shù)法法是用錘錘擊法測測定樁的的自振頻頻率或同同時測定定樁的頻頻率和初初速度,用用以換算算樁基的的各種設(shè)設(shè)計參數(shù)數(shù)。對承承壓樁,可可用豎向向頻率換換算抗壓壓剛度及及承載力力。計算模型如如圖7-1109,系將將樁基作作為單自自由度的的質(zhì)量彈簧體體系,則則質(zhì)量彈簧體體系的彈彈簧剛度度K與頻率f間的關(guān)關(guān)系可表表示為: (7-221)QQ1Q2 (7-222)式中 QQ1樁的折折算重量量;Q2參參加振動動的土體體重量。圖7-1009 質(zhì)量-彈簧體體系這種計算模模型可使使計算簡簡化,同同時考慮慮了參振振土體對對頻率的的影響,比比
19、較符合合實際情情況。如如若Q1與Q2先按樁樁和土的的原始數(shù)數(shù)據(jù)算出出,則動動測時只只需實測測出樁基基頻率,即即可進(jìn)行行承壓樁樁的參數(shù)數(shù)計算,此此種動測測法稱“頻率法”;如果果將樁基基頻率和和初速度度同時測測出,則則無需樁樁和土的的原始數(shù)數(shù)據(jù),即即能算出出Q,從而而可直接接求得承承壓樁的的參數(shù),稱稱為“頻率-初速法”。(2)頻率率法頻率法除通通過錘擊擊實測樁樁基豎向向自振頻頻率fv外,尚尚應(yīng)通過過施工記記錄和地地質(zhì)報告告或試驗驗取得樁樁和土的的可靠原原始數(shù)據(jù)據(jù)。樁數(shù)數(shù)據(jù)包括括:樁全全長、入入土深度度、樁徑徑或橫截截面、樁樁材密度度及施工工中異常常情況的的記錄;土層數(shù)數(shù)據(jù)(主主要是樁樁尖以上上L/
20、3范圍內(nèi)內(nèi)土層數(shù)數(shù)據(jù))包包括:地地質(zhì)剖面面圖及柱柱狀圖、地地下水位位、各土土層厚度度Hi、土名名、粘性性土的狀狀態(tài)或砂砂土的密密實度、內(nèi)內(nèi)摩擦角角、密度度及樁尖尖處支撐撐土層的的性狀等等。再通通過計算算求單樁樁抗壓剛剛度、臨臨界荷載載和允許許承載力力。計算算步驟為為:1)計算單單樁抗壓壓剛度。當(dāng)被測樁經(jīng)經(jīng)豎向錘錘擊而被被激起振振動后,樁樁將在豎豎向作自自由振動動,并通通過樁側(cè)側(cè)摩擦力力及樁尖尖作用力力帶動周周圍部分分土體參參與振動動,形成成復(fù)雜的的樁、土土振動體體系,從從而根據(jù)據(jù)計算模模型、參參照計算算彈簧的的理論公公式(7-221),按按下式求求出單樁樁抗壓剛剛度Kz(動剛剛度):(7-23
21、3)式中 gg重力加加速度,取9.81m/s2;2.3655單樁抗抗壓剛度度修正系系數(shù);fv樁樁的豎向向自振頻頻率(Hz);Q1折折算后參參振樁重重(kN);QALL01/3A樁的的橫截面面積(m2);L0樁樁的全長長(m);1樁樁體重度度(kN/m3);Q2折折算后參參振土重重(kN);rz參參振土體體的擴(kuò)散散半徑(m),將將參振土土體折算算成梨形形土體(圖7-110)后,按下式計算:圖7-1110 參振土土體示意意圖L樁的的入土深深度(m);d樁的的直徑(m),如如為方樁樁,d;a方樁樁邊長(m);2、分別為為樁下段段L/3范圍內(nèi)內(nèi),參振振土體的的重度(kN/m3)及內(nèi)摩摩擦角()。2)計
22、算單單樁臨界界荷載QQcr。臨界荷載指指與按靜靜荷載試試驗測定定的Q-s曲線上上與拐點點對應(yīng)的的荷載,本本法按下下式計算算:QcrKz(7-224)式中 靜測臨臨界荷載載與動測測抗壓剛剛度之間間的比例例系數(shù),由由單樁動動、靜實實測數(shù)據(jù)據(jù)對比得得來,一一般取0.0004。典型的靜載載試驗Q-s曲線大大致可分分為兩種種類型(圖7-111),對粗長樁,特別是當(dāng)樁尖以下土質(zhì)遠(yuǎn)較樁側(cè)為強(qiáng)時,Q-s曲線的前段出現(xiàn)第一拐點后,仍以勻緩的坡度向下延伸在較長的區(qū)段內(nèi)不出現(xiàn)急劇的沉降,如圖中類型(a)曲線,可取Q-s曲線上第一拐點相應(yīng)的荷載作為臨界荷載Qcr;對中、小樁,特別是當(dāng)樁尖下土層強(qiáng)度較樁側(cè)為弱,則當(dāng)荷載
23、超過樁側(cè)摩阻力極限時,沉降突增,Q-s曲線出現(xiàn)第一拐點后,幾乎垂直向下延伸,如圖中(b)類曲線,此時可取Q-s曲線上出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折的拐點相對應(yīng)的極限荷載作為臨界荷載Qcr。大量測試證明,樁基的動測抗壓剛度Kz與臨界荷載Qcr間存在著相關(guān)關(guān)系,可通過實測對比加以確定。因此選取不同地質(zhì)條件下各種類型的樁基,進(jìn)行動、靜對比試驗,將實測對比數(shù)據(jù)通過數(shù)理統(tǒng)計分析取得回歸系數(shù),作為靜測臨界荷載Qcr與動測抗壓剛度Kz之間的比例系數(shù)(Qcr/Kz)。圖7-1111 典型的Q-S曲線3)計算單單樁容許許承載力力Qa。對粗長樁,特特別是當(dāng)當(dāng)樁尖以以下土質(zhì)質(zhì)較樁側(cè)側(cè)為強(qiáng)時時:QaQccr對中小樁,特特別是當(dāng)當(dāng)樁尖以
24、以下土質(zhì)質(zhì)較樁側(cè)側(cè)為弱時時:QaQccr/KK (7-225)式中 KK安全系系數(shù),一一般取K2,對新新填土可可適當(dāng)增增大。本法儀器配配備和實實際操作作方面均均較簡便便,有較較好的準(zhǔn)準(zhǔn)確度,可可對群樁樁進(jìn)行普普查(檢檢測承載載力和檢檢驗樁身身質(zhì)量);適用于于測定摩摩擦樁由由土層提提供的承承載力,樁樁的人土土深度5440m;不適適于支撐撐在基巖巖或密實實卵石層層上的端端承樁?!纠?-22】某商商住樓樁樁基工程程,采用用鋼筋混混凝土預(yù)預(yù)制樁,樁樁長L020.0m,樁入入土深L19.8m,樁截截面積A0.335m0.335m=0.112255m2,折算算直徑d0.3395mm,樁身身重力密密度124
25、kkN/mm3,在L/3范圍內(nèi)內(nèi)地層由由二層土土組成,上上層土厚厚3.77m,=222,219.1kNN/m33,下層層土厚2.99m,16,218.6kNN/m33,樁尖尖下土質(zhì)質(zhì)較樁側(cè)側(cè)弱,取取K2,實測測振動頻頻率fv42.5Hz,試求求抗壓剛剛度Kz及單樁樁容許承承載力QQa?!窘狻恳驑稑断露蜭/3范圍內(nèi)內(nèi)有二層層土,及應(yīng)按層層厚取加加權(quán)平均均值:(后經(jīng)靜載載試驗,按按不同方方法分析析,Qa10550111600kN)(3)頻率率初速法法用上述頻率率法進(jìn)行行樁基動動測計算算時,必必須有準(zhǔn)準(zhǔn)確的地地質(zhì)土工工原始資資料,如如果難以以求得準(zhǔn)準(zhǔn)確的地地質(zhì)資料料,可在在敲擊樁樁頭后同同時將頻頻率
26、和初初速度測測定出來來,如此此,參加加振動的的樁和土土的折算算重用QQ1Q2mg即可計計算出來來,然后后再用以以換算樁樁基的其其他參數(shù)數(shù)。現(xiàn)場測試所所需儀器器與頻率率法基本本相同,但但宜用彈彈片式拾拾振器,且且必須用用帶導(dǎo)桿桿的穿心心錘沖擊擊樁頭。根據(jù)碰撞理理論,參參加振動動的樁和和土的折折算質(zhì)量量m可按下下式計算算:(7-266)式中 WW0穿心錘錘重(kN);H穿心心錘落距距(m);v0撞撞擊后樁樁頭初速速度(ms);Kv調(diào)調(diào)整系數(shù)數(shù);e穿心心錘對樁樁頭的碰碰撞系數(shù)數(shù),按下下式計算算:(7-277)t兩次次沖擊歷歷時(s);g重力力加速度度,取9.881m/s。將式(7-26)代入式式(7
27、-223),即可算算出單樁樁抗壓剛剛度Kz:(7-288)求得Kz后后,即可可按頻率率法相同同方式計計算Qcr和Qa,亦即即:Qcr00.0004Kzz (7-229) (7-330)式中各種符符號意義義同前。本法測試要要求較頻頻率法為為高,但但可節(jié)省省勘探和和土工試試驗的時時間和費費用,并并可排除除地質(zhì)土土工資料料的誤差差對動測測精度帶帶來的影影響,較較頻率法法更為經(jīng)經(jīng)濟(jì)有效效,適用用范圍更更為廣泛泛。(4)測試試儀器設(shè)設(shè)備及方方法承壓樁的測測試主要要儀器設(shè)設(shè)備有拾拾振器(傳傳感器)、數(shù)數(shù)字式接接收和處處理系統(tǒng)統(tǒng)(或有有源低通通濾波器器和示波波器、信信號分析析儀)、激激振物(鐵鐵錘或帶帶導(dǎo)桿
28、的的穿心錘錘)等,常常用兩種種測試儀儀器設(shè)備備裝置和和方法如如圖7-1112和圖7-1113。圖7-1112 承壓樁樁動測現(xiàn)現(xiàn)場布置置1-穿心錘錘;2-彈片拾拾振器;3-濾波器器;4-示波器器(后兩兩種儀器器宜以數(shù)數(shù)字式儀儀器代替替)圖7-1113 測試儀儀器及方方法簡圖圖1-測試樁樁;2-傳感器器;3-放大器器;4-程序監(jiān)監(jiān)視器;5-波形顯顯示器;6-信號分分析儀;7-手錘測試的過程程和方法法一般為為:1)將拾振振器固定定在抹平平后的樁樁頂上,并并與數(shù)字字式接收收和處理理系統(tǒng)(或或濾波器器和示波波器)相相串聯(lián);2)敲擊樁樁頂中心心激起樁樁基豎向向振動,與與此同時時,開動動儀器,記記錄由拾拾振
29、器傳傳來經(jīng)過過濾波后后的振動動訊號。以上為一次次測試過過程。一一般應(yīng)重重復(fù)測試試數(shù)次,以以能獲得得清晰的的振波記記錄并能能互相印印證為原原則。實實測較典典型波如如圖7-1114所示。據(jù)據(jù)此即可可用下式式計算單單樁豎向向自振頻頻率fv:圖7-1114 實測振振波示例例fv=1/T(用用于數(shù)字字式儀器器,亦可可按頻譜譜分析求求fv) (7-331)f=v/(用于于示波器器) (7-332)式中 TT兩波峰峰間歷時時(s),一一般取第第二和第第三波峰峰作主波波;v記錄錄紙移動動速度(mm/s);主波波波長(mm)。測試時間,預(yù)預(yù)制樁應(yīng)應(yīng)待被攏攏動土層層的強(qiáng)度度基本恢恢復(fù)之后后,對砂砂土3d左右;粘性
30、土土7d以上;灌筑樁樁應(yīng)待混混凝土達(dá)達(dá)到設(shè)計計強(qiáng)度之之后。當(dāng)當(dāng)用砂漿漿抹平樁樁頭時,尚尚需待砂砂漿硬結(jié)結(jié)后始可可測試。(5)錘擊擊貫入法法系用一定重重量的自自由落錘錘,通過過不同的的落距對對樁頂施施加瞬時時錘擊力力,用動動態(tài)應(yīng)變變儀測出出樁頂錘錘擊力FF(t)maxx,用百百分表測測出相應(yīng)應(yīng)的樁頂頂貫入度e。根據(jù)據(jù)實測的的F(tt)和相相應(yīng)的累累計貫入入度關(guān)系系曲線與與同一樁樁的靜荷荷載試驗驗曲線之之間的相相似性,通通過樁的的靜、動動對比試試驗結(jié)果果的相關(guān)關(guān)分析,求求出樁的的極限承承載力。1)測試設(shè)設(shè)備與儀儀表裝置置測試裝置主主要由錘錘擊裝置置、測量量裝置和和電源及及記錄裝裝置等部部分組成成。
31、錘擊裝置一一般用0.662.0t重的落落錘,并并配以吊吊車和導(dǎo)導(dǎo)架。測量裝置由由百分表表和錘擊擊力傳感感器組成成。百分分表用來來測量樁樁頂貫入入度。錘錘擊力傳傳感器用用來測定定樁頂錘錘擊力,使使用前需需在壓力力機(jī)上進(jìn)進(jìn)行靜標(biāo)標(biāo)定,并并繪制標(biāo)標(biāo)定曲線線。錘擊擊力傳感感器上下下設(shè)法蘭蘭盤(圖圖7-1115),可可分別用用螺栓與與樁上墊墊木和樁樁帽連接接。圖7-1115 錘擊力力傳感器器(a)用于于帽上;(b)用于于墊木上上1-法蘭盤盤;2-蓋板;3-插座;4-電阻片片;5-彈性元元件;6-防水膠膠片電源和記錄錄儀器有有電源穩(wěn)穩(wěn)壓器或或電源調(diào)調(diào)壓器、DY-3電源供供給器、Y6DD-3AA動態(tài)應(yīng)應(yīng)變儀
32、及及SC-16光線示示波器等等。也可可選用其其他型號號的同類類試驗儀儀器,但但是從錘錘擊力傳傳感器的的標(biāo)定到到現(xiàn)場試試驗,必必須使用用同一型型號的儀儀器,中中途不得得隨意更更換。2)測試方方法單樁錘擊擊貫入測測試設(shè)備備的安裝裝和試驗驗儀器的的連接如如圖7-1116。圖7-1116 錘擊貫貫入試樁樁設(shè)備安安裝1-試樁;2-標(biāo)樁;3-基準(zhǔn)架架;4-磁性表表座;5-測量標(biāo)標(biāo)點;6-百分表表;7-緊固螺螺栓;8-樁帽;9-樁墊;10-錘擊力力傳感器器;11-錘墊;12-導(dǎo)桿桿;13-落錘;14-卷揚(yáng)機(jī)機(jī);15-電橋盒盒;16-電源供供給;17-動態(tài)態(tài)應(yīng)變儀儀;18-光電示示波器;19-穩(wěn)壓器器;20-
33、交流電電源;21-工作室室電源及記記錄儀器器都集中中放在距距試樁5115m處,使使視線無無障礙,避避免日曬曬雨淋。全全部接通通線路并并進(jìn)行預(yù)預(yù)熱、調(diào)調(diào)平和標(biāo)標(biāo)定操作作。對于灌筑筑樁,需需按一定定的要求求對試樁樁樁頭進(jìn)進(jìn)行整平平和加固固,加固固樁頭可可用較樁樁身混凝凝土高12級的早早強(qiáng)快干干混凝土土或環(huán)氧氧樹脂水水泥砂漿漿,待其其達(dá)到預(yù)預(yù)定的強(qiáng)強(qiáng)度(不不應(yīng)低于于C300),方可進(jìn)進(jìn)行錘貫貫試驗;對于預(yù)預(yù)制樁,樁樁身豎直直,樁頭頭完整,可可以直接接進(jìn)行錘錘貫試驗驗,但要要有足夠夠的休止止期。對各項量量測及記記錄儀器器進(jìn)行一一次檢驗驗性的調(diào)調(diào)試和標(biāo)標(biāo)定。在在確認(rèn)各各項儀器器無問題題,方可可開始進(jìn)進(jìn)行
34、錘貫貫試驗。錘貫試驗驗分級進(jìn)進(jìn)行,落落距按等等距離遞遞增(從從10ccm開始,每每次提高高10ccm,直到1000cm),每每個落距距錘擊一一次,總總的錘擊擊數(shù)在10擊左右右。因此此要根據(jù)據(jù)錘的大大小及樁樁土體系系條件預(yù)預(yù)估一個個合適的的落距分分級,通通常以5、10、15、20ccm等分擋擋。一根根樁的錘錘貫試驗驗最好一一氣呵成成,各次次錘擊之之間的時時間間隔隔要大致致相等(約23min左右),中間不要停頓太久。采取每次次錘擊時時樁頂?shù)牡腻N擊力力波形曲曲線的最最大峰值值F(tt)maax及貫貫入度e。依次次計算各各擊的累累計貫入入度e,并隨時時繪出FF(t)maxx-e關(guān)系曲曲線。當(dāng)樁頂錘錘擊
35、力增增加很少少而貫入入度卻繼繼續(xù)增大大或者突突然急劇劇增大時時,試驗驗即可終終止。當(dāng)當(dāng)錘擊貫貫入試驗驗不出現(xiàn)現(xiàn)上述情情況時,應(yīng)應(yīng)做到最最大試驗驗錘擊力力不小于于設(shè)計要要求的單單樁承載載力的三三倍,或或者單樁樁貫入度度e大于2mm,累計計貫入度e大于20mmm時也可可終止。3)單樁靜靜承載力力的確定定。以下是二種種整理錘錘擊貫入入試樁數(shù)數(shù)據(jù)的方方法,用用以確定定單樁靜靜承載力力:F(t)maxx-e曲線:將實測的錘錘擊力FF(t)maxx與貫入入度e值按照照規(guī)定的的坐標(biāo)比比例繪制制F(tt)maax-e關(guān)系曲曲線(圖圖7-1117)。在在F(tt)maax及曲曲線上按按第二拐拐點法確確定試樁樁的
36、Fu值,對對預(yù)制樁樁也可采采用e=66mm所對應(yīng)應(yīng)的動荷荷載值Fu,最后后取最低低值或平平均值。為為了直接接從錘擊擊貫入試試驗求樁樁的靜極極限荷載載及其所所對應(yīng)的的下沉量量,可引引入兩個個比例系系數(shù)Cu和Au:CuFuu/Qu (7-333)Aueeu/su (7-334)式中 CCu、Au分別為為動靜對對比經(jīng)驗驗系數(shù);Fu、Quu分別為為動靜極極限承載載力;eu、ssu分別為為動、靜靜極限荷荷載時樁樁的累計計貫入度度和下沉沉量。Cu和Auu的數(shù)值值與樁的的類型、土土質(zhì)條件件和進(jìn)行行試樁時時的時間間等因素素有關(guān),可可以由試試驗結(jié)果果通過統(tǒng)統(tǒng)計分析析后求得得,由上上式即可可通過極極限承載載力Fu
37、值以及eu值求出出樁的靜靜極限承承載力Qu及其相相應(yīng)的下下沉量su。圖7-1117 試樁動動靜對比比試驗的的典型結(jié)結(jié)果經(jīng)驗公式式法:將實測的不不同落距距下的FF(t)maxx和e值,用用下列經(jīng)經(jīng)驗公式式求得單單樁的靜靜極限承承載力Quf:(7-355)式中 貫入系系數(shù)(cm),對對支撐于于巖石及及卵石層層上的鋼鋼筋混凝凝土預(yù)制制樁為1.11,其他樁樁為1.0;F(t)mmax和和e實測樁樁頂錘擊擊力最大大峰值(kN)和相相應(yīng)的貫貫入度(cm/擊)。利用該公式式時,必必須滿足足試樁單單擊貫人人度e2mm的至少少有三個個Quf的平平均數(shù)作作為樁的的承載能能力值,同同時對錘錘擊偏心心或出現(xiàn)現(xiàn)廢錘及及測試上上有錯誤誤時,均均應(yīng)將該該擊數(shù)據(jù)據(jù)剔除。本法簡便易易行,能能可靠地地用于測測定單樁樁的承載載力和用用于檢驗驗樁身質(zhì)質(zhì)量。但但不適用用于直徑徑不大于于0.44m、長不不超過15m樁的測測試。2樁身質(zhì)質(zhì)量檢驗驗在樁基動態(tài)態(tài)無損檢檢測中,國國內(nèi)外廣廣泛使用用的方法法是應(yīng)力力波反射射法,又又稱低(小小)應(yīng)變變法。其其原理是是根據(jù)一一維桿件件彈性波波反射理理論(波波動理論論)采用用錘擊振振動力法法檢測樁樁體的完完整性,即即以波在在不同阻阻抗和不不同約束束條件下下的傳
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