桩基施工承载力试验分析

桩基施工承载力试验分析

中铁电气化局集团河北保定071000

摘要:随着城市的快速发展,城市建筑越来越多,建筑工程的质量已成为建筑行业的关注。在建筑施工过程中,桩基质量直接决定着整个施工项目的施工质量,桩基的承载力试验、改善施工进度的重要因素。因此,必须采取有高效的试验在施工中的应用,从而提高建设项目质量与进度。

关键词:建筑施工;桩基试验;施工工艺

桩基施工工艺是建筑工程中的基础,更是保证建筑施工质量的关键,桩基的施工工艺可以有效地适应复杂的地质环境,因此在进行桩基施工的时候,设计是一切桩基施工工艺开始的前提。一定要提前做好设计工作。在建筑施工方面,我们对各个项目、每一个施工环节都加强重视力度,因为施工质量是施工建筑的重中之重。特别是对于桩基试验而言,作为验证施工结果,我们必须要加大对其施工工艺的重视力度,保证桩基施工质量,为实现整个建筑工程的高质量奠定一定的根基。

1桩基试验工艺分析

基桩自平衡法主要装置是一种特制的荷载箱,它与钢筋笼相接置于桩身下部。试验时,从桩顶通过输压管对荷载箱内腔施加压力,箱盖与箱底被推开,从而调动桩周土的摩阻力与端阻力,直至破坏。将桩侧土摩阻力与桩底土阻力叠加而得到单桩抗压承载力。如图2.1所示。根据向上Q-s、s-lgt和s-lgQ等曲线确定桩承载力及各层土摩擦力。

与传统的静载试验(检测)方法(堆载法和锚桩法)相比,自平衡法具有以下特点:

(1)省力:没有堆载,也不要笨重的反力架,检测十分简单、方便、安全、无污染。

(2)省时:土体稳定即可测试,并可多根桩同时测试,大大节省试验(检测)时间。

(3)不受场地条件和加载吨位限制:每桩只需一台高压油泵、一台数据采集仪,检测设备体积小、重量轻,任何场地(基坑、山上、地下、水中)都可。目前最大加载值已达到240000kN。

基桩自平衡试验开始后,荷载箱产生的荷载沿着桩身轴向往上、往下传递。假设基桩受荷后,桩身结构完好(无破损,混凝土无离析、断裂现象),则在各级荷载作用下混凝土产生的应变量等于钢筋产生的应变量,通过量测预先埋置在桩体内的钢筋应变计,可以实测到各钢筋应变计在每级荷载作用下所得的应力—应变关系,可以推出相应桩截面的应力—应变关系,那么相应桩截面微分单元内的应变量亦可求的。由此便可求得在各级荷载作用下各桩截面的桩身轴力及轴力、摩阻力随荷载和深度变化的传递规律。

2.试桩施工控制关键

试桩严格满足设计院要求外,应注意以下几点:

(1)绑扎和焊接钢筋笼,由施工单位负责,测试单位配合,声测管的接长连接用套管接头。所使用套管的内径与声测管的外径要匹配,避免声测管在接头处产生错台现象,影响后期测试时位移丝的下放。接长的声测管要与钢筋笼焊接(或捆绑牢固)成整体,且管壁及接头无孔洞,确保管路不渗入泥浆。声测管一端与荷载箱的顶底板焊牢,且不渗灰浆,声测管的另一端应高出地面(或工作平面)400mm,声测管顶部用100mm×100mm厚3mm的铁板或其它方式密封。

(2)上节钢筋笼与荷载箱上侧板焊接(所有主筋焊接,),保证钢筋笼与荷载箱在同一水平线上,再焊喇叭筋,喇叭筋上端与主筋,下端与内圆边缘焊,保证荷载箱水平度小于5‰;然后荷载箱下底板与下节钢筋笼连接,焊接下喇叭筋。荷载箱上、下3米范围内的箍筋间距加密为10cm。必须保证钢筋笼与荷载箱基本在同一轴线上,焊点保证质量,确保在钢筋笼与荷载箱起吊时不脱离。

(3)试桩混凝土标高同工程桩,导管通过荷载箱到达桩端浇捣混凝土,当混凝土接近荷载箱时,拔导管速度应放慢,当荷载箱上部混凝土大于2.5m时导管底端方可拔过荷载箱,浇混凝土至设计桩顶;荷载箱下部混凝土坍落度宜大于200mm,便于混凝土在荷载箱处上翻。

(4)灌注混凝土时,要求制作一定量的混凝土试块,待测试时做混凝土强度试验。

3建筑施工中桩基试验程序

3.1加、卸载分级

(1)加载分级:每级加载值为预估极限承载力的1/15。第一级按两倍荷载分级加载。

(2)卸载分级:卸载分5级进行。

3.2观测程序

加载量测、卸载量测、稳定标准、抗压终止加载条件等按《基桩静载试验自平衡法》行业标准JT/T738—2009执行。

加载量测:每级加载后在第1h内应在5、15、30、45、60min测读一次,以后每隔30min测读一次。电子位移传感器连接到电脑,直接由电脑控制测读,同时在电脑屏幕上显示Q-s曲线、s—lgt曲线和s—lgQ曲线。

卸载量测:每级荷载卸载后,应观测桩顶的回弹量,观测办法与加载相同。卸载到零后,至少在2h内每30min观测一次。

稳定标准:

每级加载下沉量,在最后30min不大于0.1mm时即可认为稳定。

终止加载条件:

①位移量大于或等于40mm,本级荷载的位移量大于或等于前一级荷载的位移量的5倍时,加载即可终止。取此终止时荷载小一级的荷载为极限荷载。

②总位移量大于或等于40mm,本级荷载加上后24h未达稳定,加载即可终止。取此终止时荷载小一级的荷载为极限荷载。

③总位移量小于40mm,但荷载已达到设计要求加载极限,加载即可终止,取此最大加载值荷载为极限荷载。

4试验数据的分析、整理

4.1单桩极限承载力判断标准

根据《基桩静载试验自平衡法》行业标准(JT/T738—2009),试桩竖向抗压极限承载力为:

Qu=+Qux

式中,Qu——单桩竖向抗压极限承载力;

Qus——荷载箱上部桩的极限加载值;

Qux——荷载箱下部桩的极限加载值;

W——荷载箱上部桩有效自重;

g—荷载箱上部桩侧阻力修正系数,本工程取0.8。

4.2数据分析整理内容

各试桩的P~S曲线的实测数据及加载、卸载曲线,分析桩弹性压缩及岩土塑性变形;

提供桩端阻力与位移关系曲线、各土层桩侧摩阻力与位移关系曲线;

各试桩桩侧分层摩阻力和桩尖阻力的分析推荐意见,并提供各桩轴向力沿桩身分布曲线。

各试桩的垂直承载力。

4.3报告内容

(1)绘制P-S曲线、S—1gT曲线、S—1gP曲线,并提供相应的数据表格,提供加载、卸载曲线及实测数据表。

(2)提供试桩的桩身轴向应力分布曲线及桩侧分层摩阻力的实测资料及分析推荐意见。

(3)提供试桩的垂直极限承载力推荐值。

(4)验证桩基的施工工艺。

(5)提供试桩工程总报告,综合分析试验成果并提供桩基试验的结论性意见。

5结语

总而言之,在当前我国的建筑工程施工中,桩基施工是极为关键的,桩基试验最直接反应桩基质量,因此,必须采取有便捷有效的试验,加强建筑施工中桩基试验的应用,并对桩基施工工艺进行不断完善,从而提升建筑工程施工效率与质量。

参考文献:

[1]宋锦玺.桥梁工程桩基施工工艺及常见问题的处理方法[J].四川水泥,2015,12:314

[2]张黎明.建筑施工中桩基施工工艺浅谈[J].建筑工程技术与设计,2015(33):628.

[3]陈有东.浅谈建筑施工中桩基施工工艺[J].建筑工程技术与设计,2016(4):478.

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