高应变动力测桩

如题所述

用高应变动力试桩法来检测桩基的完整性和承载力,已经在国内外获得广泛的认可。高应变动力测桩法用瞬态的高应力状态来考验桩,提示桩土体系在接近极限阶段时的实际工作性能,从而对桩的合格性做出正确的评价。具体做法如下:

1)用动态的冲击荷载代替静态的维持荷载进行试验,冲击下的桩身瞬时动应变峰值要和静载试验至极限承载力时的静应变大体相当。因此,它实际上是一种快速的载荷试验。

2)实测时采集桩顶附近有代表性的桩身轴向应变(或内力)和桩身运动速度(或加速度)的时程曲线,再用一维波动方程进行分析,推算桩周土对桩的阻力分布(包括静阻力和动阻力)和土的其他力学参数。在充分的冲击作用下,就能获得岩土对桩的极限阻力。

3)根据岩土极限阻力分布,推断单桩极限承载力。

4)根据岩土阻力分布和其他力学参数,进行分级加载的静载模拟计算,求得静载试验下的P-S曲线,最终确定合理的单桩设计承载力。

高应变动力测桩技术是以美国的C.C.Goble教授为代表,集体开发的。这个集体经营的美国Pile Dynamics Inc.(简称PDI公司)所生产的专用设备,沿用的名称为打桩分析仪(Pile Driving Analyzer,简称PDA)。现国内也有高应变测桩设备生产。

(四)高应变动力试桩法的应用实例

国内外的实践经验证明,高应变动力试桩法的用途比传统的静载试验更加广泛。

1.桩基工程的前期试验

在工程施工正式展开之前进行试桩,称为前期试验,通常是为建筑设计选择设计参数(桩型、桩长、截面、接头和入土深等)和施工工艺参数(打入桩的打桩机型号、锤重、桩垫和收锤标准等,灌注桩的成桩方法、机具和工艺参数等)。

【例】深圳填海区某燃煤电厂的冲孔灌注桩

电厂位于填海区,填充材料从砂子到不规则的大小块石。为了确定桩型,在设计阶段专门制作了三根冲孔灌注桩,直径0.8~1.0m,桩长约20m。制作时,在其中两根桩身中沿深度埋设了应变计,然后再做静载试验,验证动力试验的结果。两根试桩的动静承载力之比分别为1.10和1.13,应该说是十分接近。但动力试验结果稍偏高,原因可能是在强力的动力试验后,间隔时间(约一周)较短,土阻力的恢复还不够充分。

在这个试验中,动力试验的主要贡献是;①和静载试验做了相互的验证;②查明了不规则桩身的实际变化,为静载试验提供了计算参数。事实上,静载试验即使测得了桩身的应变分布,却无法知道实际截面,还是无法获得桩身内力和分层土阻力。在静载试验中直接测得的应变分布,最后还要依靠动测获得的桩身截面变化进行修正,才能得到合理的结果。

2.工程验收试验

【例】天津东郊某轧钢厂的大型桩基工程的验收试验

在这个工程中,工程桩的总数接近两万根。采用高应变动力试桩作为工程验收的正式依据。伴随整个打桩过程,在基本不影响打桩进度的情况下,试桩总量一百多根。查出的问题有:焊接接头不合格、断桩、桩身开裂、承载力偏低等。由于报告及时,为工程单位的处理提供了极大的方便,对施工工艺的改进也提供了许多有益的建议。

3.打桩工程的施工质量监控

深圳填海区燃煤电厂,最后决定采用H型钢桩。但是,由于填海区基岩的埋深和风化程度都极不规则,在不大的厂区中,桩长和收锤标准都必须按小区分别确定。因此,必须进行全面的、有效的工程质量控制,才能保证整个电厂的上部结构的正常工作。采用高应变动力试桩法,在总数约1700根工程桩中,一共测试了115根次。根据统一的承载力要求,划分十几种不同的桩长和相应的收锤标准:桩长的变动范围在15~38m之间;收锤标准也有极大的不同。

4.工程事故的分析和处理

【例】澳大利亚高速公路桥大口径钻孔灌注桩的分析和处理

澳大利亚高速公路的钻孔灌注桩试验,就是因为在检验桩孔时发现在桩身和孔壁间有膨润土的渗透结块,厚度达到0.1m。为了证实这些工程桩的侧阻力是否能够满足设计要求,需要对总数达70根的大直径钻孔灌注桩进行试验。整个静载试验工程估计需要三年时间,显然是不可能实施的。合理的替代方案是做少量静载试验,同时进行动力试验对比,在此基础上,再用动力试验去验证大批量工程桩的合格性。

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第1个回答  2021-04-20

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