地基基础桩承载力检测方法初探论文_成敏

地基基础桩承载力检测方法初探论文_成敏

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摘要:随着我国经济水平的不断提高,越来越多的建筑拔地而起。对建筑而言,地基基础桩至关重要。地基基础桩的技术检测会根据地基情况、环境等众多因素进行方法调整。论文分析基础桩检测的控制要素,通过工程实例,介绍基础桩的承载力检测和实验方法,以供参考。

关键词:地基基础桩;承载力;检测方法

引言

地基基础桩的承载力检测,是一项比较复杂、技术含量比较高的系统工程,应认真了解当地工程施工情况,明确承载力检测仪器设备的使用方法,正确使用承载力检测和试验方法,仔细比对相关试验数据,提供准确实验结果报告,为将来的工程建设提供参考价值。进行单桩承载力检测和实验,可以获取最为直接的数据,为工程质量提供最为基础的数据。笔者以地基单桩承载力检测实验为主,对某一项建筑工程地基施工进行探究。

1地基基础工程可靠性理论

目前的工程结构设计大都采用基于概率理论的极限状态设计法,采用分项系数进行各类荷载效应和承载力指标的表达。各类工程问题都应与可靠性(量化后称为可靠度)密切相关,地基承载力的设计取值最终也需要回答可靠度或安全系数的问题。在勘察设计行业中,各级标准规定的地质参数常采用经验数值,这是因为地质指标的变异性及区域性差别在工程领域是较大的,为了综合考虑经济成本,地质勘察的数据成果总是相当有限且离散的。与钢结构、混凝土结构、砌体结构相比,岩土力学指标的统计成果资料远远不够,所以工程类比及经验参数方法占有一席之地。目前岩土工程尚不能与基础结构及上部结构一样采取分项系数法(近似概率准则)进行可靠度分析计算,其承载力指标采取总安全系数法(俗称的大老K法,半经验半概率准则)进行可靠度计算就是此原因,所有不利因素通通装入安全系数K中考虑,K的取值有时难免主观性、经验性占主导地位。总而言之,地基基础设计中,地基承载力的取值尚没条件达到上部结构那样的可靠性体系的程度,也不存在严格意义上的承载力分项系数。

2承载力检测和试验方法

2.1单桩竖向抗压静载实验

采用接近于桩基实际工作条件的载荷来确定桩基承载力的方法就是静载实验法。在实验过程中,采用压重平台反力装置对单桩承载力进行检测,通过观测静力载荷测试下的载荷数值,读取传感器上荷载沉降和反弹数据来进行实验数据采集,经过反复实践,并持续增压,达到一定情况后停止荷载的增加,如实记录实验数据。对于实验设定如下评判标准:(1)注重荷载-沉降曲线观察,确定承载力陡降的同时,查看位移传感器的显示数据,确认总沉降量是否大于40mm;(2)基础桩因受承载过大已经发生破坏,且破坏仍在不断增加;(3)针对桩长超过25m的基础桩,其荷载-沉降曲线缓慢变形的阶段尚未出现;(4)实验中,若发生下一次的沉降量是本次沉降量的2倍且此状态还在持续,则表明基础桩荷载受力还未稳定;(5)实验中加载的最大荷载大于设计单桩承载力的2倍是实验数据有效的基础,若施加荷载不够,则实验无效。

2.2复合地基承载实验现场检测

实验期间仍使用慢速维持荷载法,以及压重平台反力装置。本次试验可以直接从JCQ503A静力载荷测试仪读取加载值,并通过位移传感器读取沉降量和反弹数据。本次试验依据中国建筑科学研究院提供的相关规定进行试验。要求检测的单桩复合地基承载力的特征值要达到650kPa,其加载的最大载荷要求达到2550kN。在试验期间一旦发现以下几种情况,便立即停止试验。第一,地基沉降突然骤然增大,地基周遭土壤出现明显隆起,明显表示承载地质发生破坏时要立即停止试验。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第二,观察承压板的累计数值,当沉降量已经超过承压板的宽度或者直径的6%。第三,试验期间,如果无法实现极限荷载,当实验加载压力已经大于预定压力值的2倍时,就可以停止试验,继续进行试验已经没有任何意义。

2.3桩身完整性检测

桩身完整性是检验基础桩是否满足承载要求的重要指标。通常采用低应变反射法进行测试,这种测试方法的依据是:在激振锤敲击基础桩桩顶时,其质点的震动会产生应力波,在应力波从桩顶传至桩底并反弹回时,桩身的阻抗变化会对应力波形成反射,使得反射信号传感器接收到的信号在进行计算机分析时,造成曲线的波形、相位、振幅等因素的改变。工作人员会根据这些变化,分析出桩内是否存在缩径、扩径、离析、夹泥等情况,进而了解基础桩的桩长、质量是否达标,并采取必要的措施进行改进。

2.4承载力检测的实验结果分析

第一,单桩竖向抗压极限承载力实验期间,为了保障试验准确,避免仪器损坏,要遵守以下几点规定:a.必须要根据实验情况画出荷载-沉降曲线,必要时还应增加辅助曲线。b.当荷载-沉降曲线出现陡降情形时,要特别记录陡降的初始和结束荷载。c.当沉降量大幅度增加,即后一次的增加量远大于上一次沉降增加量的2倍时,且沉降情况仍然持续增加,此时的荷载值要求取前一级的荷载。d.在观察荷载-沉降曲线时,记录当总沉降量达到40mm时所对应的荷载值。第二,为了测出符合地基承载力特征值,试验要遵守以下几点规定:a.当能确定压力-沉降曲线上的极限荷载时,此时荷载值又大于对应比例界限的2倍时,可以直接取比例界限。如果荷载值小于对应比例界限的2倍时,只需要取极限荷载的一半。b.如果压力-沉降曲线无法达到陡降,一直处于比较平滑的状态,就要依照相对变形值进行确定。对于试验当中应用的水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩),由于地基主要使用卵石、中砂等构成,仅需要取沉降量除以压力约等于0.008所对应的压力。需要特别注意的是,最终所得的相对变形值所对应的承载力不能大于最大加载压力的一半。c.试验期间最终得到的极差如果不能超过平均值的30%时,需要直接求取平均值作为最终复合地基承载力特征值,此时要进行3次以上试验求取平均值。第三,低应变试验的最终结果分析。试验中发现,除了一类桩和二类桩还能继续发挥正常承载力外,其他所有类型桩都有或多或少的问题,必须要相关部门做处理。

2.5实验结果

在此次低应变实验中,楼盘项目试验点的复合地基承载力特征值满足具体施工的设计要求,即实验所得特征值大于国家技术要求的650kPa。此外,在单桩竖向抗压实验环节,3个试验点基础桩的最大加载值都小于最大允许沉降值,且其沉降曲线基本符合标准桩的沉降趋势,即满足单桩单桩承载力950kN的使用标准。但需要注意的是,低应变实验桩检测过程中,一类桩和二类装之外的基础桩,其在质量上或多或少存在问题,需另作处理。

结语

地基承载力是岩土工程设计中最重要的一个抗力指标,其设计用的代表值比较特殊,既不是标准值,也不是平均值,而是充分考虑了地基土变形性能的特征值。它的获取方法取决于上部建筑物的设计等级,强烈依赖于试验方法,并适当结合经验进行确定,特殊条件下可以根据理论公式进行计算确定。

参考文献

[1]滕延京.建筑地基基础设计规范理解与应用[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,2018:1.

[2]喻红月.民用建筑地基基础和桩基础土建施工技术探索[J].建材发展导向,2018,14(3):34.

[3]叶雨山,吴靖江,毋存粮.大厚度黄土地质条件下桩基承载力自平衡检测技术[J].城市住宅,2017,(06):59-60.

论文作者:成敏

论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期

论文发表时间:2019/7/17

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