工程建設單樁豎向抗壓靜載法的應用

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工程建設單樁豎向抗壓靜載法的應用

1單樁豎向抗壓靜載試驗在工程建設中的注意事項

由于靜載試驗主要是通過基樁在抗壓狀況的形狀、內力變化情況來測定建筑承載力以及地質狀況探測,需要非常專業的測量人員以防止實驗誤差的出現。因此實驗中的人員選擇要尤其注意,進行專業工程技能的培訓與考核,確保施工人員的資質與技術到位以保證反力裝置搭載、基樁下潛操控、承載量的數據計算等方面的達標。同時在進行靜載試驗中,也要注意以下幾方面:首先在原材料的選用上對基樁檢測的自身混凝土適配標準與材質放置時間進行嚴格規定。對于因工程試驗導致的地區土質結構松動應進行充分的地質勘探與評估,防治在施工中因土層結構變化造成的意外情況。其次工程師要根據實驗范圍的大小確定科學、合理的基樁數目與配筋標準,節省建設投資。在實驗進行時,對于基樁的布置要盡量勻稱,這樣可以使鉆探設備在下潛時很好得到周圍豎樁傳來的變化信息,從而進行建筑偏差調整。另外在地下反力裝備的搭建時,一方面要對稱重基樁的承載要求進行估算,尤其是在承載平臺與地面之間這一距離造成的壓力變化。另一方面也要注意該地區地質況狀與基樁的數量,在進行固定范圍壓力計算的基礎上合理進行設備搭載,確保各環節實驗的正常進行與數據計算時的準確無誤。

2單樁豎向抗壓靜載法在工程建設中的應用

本文選取了某高校的學生公寓樓的單樁豎向抗壓靜載試驗實例,對實驗準備、實際流程與Q-S曲線進行分析,為該方法在實際工程建設中使用提供技術參數與指導,以便更好的進行流程優化與成本節約。

2.1建筑概況

該學生公寓是六層主體建筑,設計鋼架采用Φ500的鋼筋混凝土,采用的建筑土料生產標準為C80,基樁長度為30-40m,根據建筑規格及地質狀況計算的基樁豎向承載力最大不超過3300KN。(1)填土材質。原土材質松散,濕度較大,主要成分為粉質粘土,顏色偏暗,植物成長稀少,土層厚度一般為0.3m-2.3m;相較于原填土,新土由于氧化時間短,顏色較為明亮,粉質粘土的成分構成少,土質也較松軟,土地養分足,植物生長環境適宜,圖層厚度較原土有1m的延展差。(2)粉質粘土。在建筑地底由于土質長時間堆積與產生一部分淤泥。顏色為深灰色,水分含量較多,腐生植物較少,圖層較厚,平均厚度在0.5m左右;而與淤泥混雜的粉質粘土厚度范圍較大,最薄圖層有1m,但延展性很強有15m的延展程度。腐生植物較多,腐質充足,土質較硬,但內部結構松軟,可進行強力碾壓;而以碎砂為主要成分的粘土顏色較深,密度較高,具有多層不同土質粘土組成,土質較硬,圖層較厚,平均厚度在6m-7m。(3)砂土。砂土分為粉砂與細沙。粉砂土層非常厚,最厚處可達到38m,土質較硬,土層密度較高,分布均勻,中層時有粉質粘土夾雜其中。而細砂較粉砂土層更厚,增長幅度在5m-10m之間,顏色較深,成黑灰色,土層密度較大,土質較硬,分布密實。與粉砂一樣,也在中層加有粉質粘土。

2.2試驗準備

(1)實驗設備。單樁豎向抗壓靜載試驗所用的設備均達到國家工程標準,配有標準氣壓的油壓表、百分表和相配套的設備基座。在架構材質選用上采用鋼筋混凝土材質,重量近380噸,并帶有一臺4800-5200KN的千斤頂,反力裝置的搭建以重力平臺反力作用法為指導。對于基樁與試樁的質量檢查應嚴格按照國家標準進行,檢查其是否保存完整,如有缺損可以采用鋼繩加固。由于土層材質的復雜性與特殊性,基樁下沉的試驗時間應盡量延長,確保土層結構穩固與實驗的正常進行。(2)實驗理論研究。單樁豎向抗壓靜載法的核心是Q-S曲線。在實驗中根據事先擬定好的基樁下沉步驟與設計的位置,將一定數量的基樁相應打到地質層中。通過重心試壓觀察基樁在抗壓過程中的形態變化,進行實時的數據記錄與現象反饋,將一系列變化數據制成Q-S曲線進行分析。千斤頂作為基樁上部承重的實驗設備,壓力為固定承重值的1-1.5倍,要在基樁下沉前就要放置好,以免造成工程疏漏。

2.3基樁加荷

在負荷量的控制上采用遞增加荷法,等到一定階段基樁的承載量穩固后在進行負荷量的增加。將千斤頂在平臺表面固定后,逐漸增加負荷重力,除了第一階段可增加階段加荷量的一倍外,其余增加量大約為負荷最大值的1成。每一階段的時間讀取采用遞增式,即0,5,10,15(min),當測讀時間達到15Min時進行等時測讀,待下潛的負荷量穩固后方可進行加荷。由于土層結構的不穩定,下潛頻率應盡量緩慢,保持在0.1mm/h即可。

2.4負荷量卸載

基樁下沉的壓力試驗旨在測試其承載力的多少,因此當樁基的承重量達到其所成承受的極限時,方可停止加荷。另外,如果出現試樁在壓力增大時出現樁身破損或裂縫;以及在標準測量時間內,基樁在下沉時的周圍土層環境始終不能穩固,也要及時停止實驗。符合卸載時,應根據之前的加荷原則進行逐級卸荷,而每一集的卸荷量最高可以相當與統計加荷的兩倍。而在卸荷時間的測讀標準盡量按照0、15、15、30(min)的間隔規律來執行,并且在重力卸除一定要注意承載傳輸的穩定,使減少幅度始終保持在核定范圍內,減少基樁的回彈率。

2.5Q-S曲線

1號與17號的數據變化較為平穩。1號長30余米,可以看到當加荷到3300KN時,基樁沉降近15mm,有一半幾率出現回彈,而在加荷量達到峰值時,1號基樁仍然較為穩固,這說明它尚有開發空間;17號基樁較1號增長10米,當達到3300KN的最大承載力時,基樁下沉28mm,因為圖中走勢較穩,說明其工作正常,3300KN并不是它的承載峰值;相比之下16號的基樁變化比較明顯,在負荷量為2300KN時,基樁出現陡然下沉,達到19mm,并且樁體材質發生損壞,按照相關測度原則,這一拐點便是16號基樁的最大承載量。

3結束語

通過上述試驗結果可以看出各個樁體在不同負荷量下的形體與沉降量的變化,從而得出其在當前地質條件下的最大承載量。并為該建筑的地基施工與樓體建設提供了重要的技術參數,節省投資成本,保證工程的高效完成。

作者:陳秀星 單位:福建工大巖土工程研究所有限公司

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