滑动测微计在单桩静载试验中的应用(挖孔灌注桩垂直试验)

发布于 九月 15th, 2015 | 暂无评论 »

 

  本试验项目属房地产商开发的大型高层住宅花园(28层),依常规勘察提供的摩阻力值远远不能满足承载力要求,故工程基础设计为嵌岩端承桩,桩长20~25m,桩径1.2m。由于项目大,为节省基础成本,投资商咨询专家建议考虑摩阻力因素可行性, 经与设计方协商后原位做了试验桩测定。依据试验桩结果,荷载18000kN时,端阻力仅发挥10%,地层摩阻力显著(摩阻力主要集中在3~17m段)。 依据现场原位测定结果,经设计核定,该工程基础最终设定为摩擦桩,取消原设计的严格嵌岩要求,设计桩长平均18m,投资方大大节省了基础成本。

 

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概述

测试目的是通过对该工程两根挖孔灌注桩桩身应变测试及分析工作,以便确定垂直静载条件下,各级荷载时摩阻力沿桩身分布曲线以及各级荷载下总摩阻力和端阻力的比值,并评价桩身质量。
测试仪器为瑞士Solexperts公司生产的滑动测微计。
两根桩的主要设计参数如表一,基岩地质条件较单一,除上部l-2m有粉土及粉质粘土外,主要由强风化和中微风化泥岩组成。挖孔过程中,孔壁用约为15cm的混凝土护壁,因此实际桩径应为1.5m。

 表一、试桩主要设计参数

编号

桩径(m)

桩长(m)

桩帽(m2) 混凝土设计强度等级

试验荷载(kN)

17

1.2 20.5 1.8×1.8 C30 18000(加荷至19000)
43 1.2 21.0 1.8×1.8 C30

18000(加荷至19000)

 

   灌注桩身时在两根试桩的钢筋笼内安装了总计168个滑动测微汁测环和168m套管,安装质量极佳,除43#桩测管由于吊装时钢筋笼弯曲受损外,其余均正常,受损处经修补对测量无影响。载荷采用堆载法加载,1×1×2m3混凝土作为堆载体。

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测试用仪器方法

本次测试采用线法测量原理及相应的便携式应变仪–滑动测微计,此方法适用于各种桩型的应变测试,国内曾用于钢管桩、预制桩、钻孔或挖孔灌注桩、钻孔压浆桩,均取得了非常满意的结果。

01埋管示意图

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测试数据分析(仅列出43#桩分析)

02 sczsyb

图1为试桩实测应变曲线,从曲线可看出如下规律:

1、除43#桩在6m处应变偏小及17m处应变偏大外,桩的实测应变曲线没有突变点,表明桩身质量较均匀,完整性较好,6m处应变偏小可能由于该点处于强、中风化岩层交界处,强风化层可能有局部超挖,桩身实际截面较大,而17m处应变偏大则可能是局部混凝土质量较差。

2、43#桩第10级荷载下桩顶应变明显增大,表明混凝土弹模随荷载量级增大而降低。

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摩阻力端阻力计算

03 phzsyb          04 zxl

05 mzl  06 tm

07zmzl

实测应变曲线(图1)是一切计算分析的依据,但由于测量中不可避免的误差,  不应该直接用它进行摩阻力和端阻力计算,否则其误差将被恶性放大, 因此首先必须对其进行平滑处理。一些特殊点,如43#桩,1、6,17点将不被考虑。有的点实测值必须作截面修正。

1、图2为平滑处理后的曲线,利用各级荷载下顶部应变可计算各级荷载下桩身平均弹性模量,如图5所示。利用线性回归计算可得到弹模与应变量级(荷载)的关系如下:

gs1

2、利用上述公式并根据图2曲线可得到桩身轴力曲线组,如图3所示;以及摩阻力曲线组,如图4。

gs2

3、根据图3可计算各级荷载下总摩阻力及端阻力增长曲线,如图6所示。

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结果分析

1、桩身混凝土质量较均匀,完整、平均弹模约25×103Mpa。

2、孔壁直径较一致,43#桩第6m处可能有扩孔。

3、承载力主要由摩阻力承担,43#桩端阻力极小,最高荷载下只占约5%,17#桩端阻力也不高,18000kN时端阻力约2500kN,占14%。

4、17#桩最大单位摩阻力处于14~18m,而43#桩则处于10~12m段,而14m和8m深处,正好是二桩所处地层强风化和中风化层交界处,强风化层平均匀摩阻力小于200kPa。而中风层摩阻力则高达400kPa以上。

5、17#桩最大摩阻力点处于约2/3桩深处,符合一般规律;而43#桩最大摩阻力点偏高,约10~12m,可能由于下述原因,中风化岩层埋藏深度浅,承担了大部分摩阻力,沉降很小,桩身下部摩阻力尚未发挥,加之桩身下部分为强风化泥质砂岩,摩阻力不可能高。

6、两根桩均未达到极限承载力,摩阻力和端阻力尚未充分发挥,特别是43#桩,15m以下摩阻力不到30kPa,端阻力只有约800kN,按桩端面积(约3.5m2)计算,平均单位端阻力仅为228kPa。

7、从两根桩试验可知嵌岩桩嵌入中风化岩的摩阻力是远超过勘察资料和规范提供的摩阻力强度值的,对嵌岩桩而言,摩阻力是不可忽视的。

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测试现场实景

安装测管 

sl_azcg

 

下放钢筋笼

sl_xfgjl

 

加载、测试

 soltest7 soltest8

 

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