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摘要:桩基础作为建筑物的重要组成部分,隐蔽性较大,承载力是否满足设计要求,对结构的安全使用起到至关重要的作用,在深厚黄土地区,桩基础主要以摩擦性桩为主,桩基承载力的检测尤为重要,本文以黄土地区实际工程为例,对桩基承载力的检测技术及检测方法进行总结梳理,总结得出深厚黄土地区桩基础承载力的检测重点及重要事宜,得出承载力检测结论,本研究对深厚黄土地区建筑结构桩基础施工具有指导意义,对桩基础的优化设计提供现实依据。
关键词: 黄土地基;桩基础;检测;承载力
随着西部大开发及社会的发展,西部深厚黄土地区的基础建设飞速发展,随着银西高铁的开通,甘肃东部地区的庆阳市也迈入了高速发展期,这个世界上唯一建在黄土高原的城市也飞速发展起来,各类大型建筑拔地而起。庆阳地区建筑物桩基础主要以摩擦桩为主,摩擦桩靠桩土之间的相互作用摩擦力来承受和传递荷载,桩基础的检测尤其是承载力的检测非常重要,关系到建筑物的正常使用。关于桩基基础的检测技术以及应用研究比较多,龚维明等系统研究了桩承载力自平衡测试技术及工程应用[1];周鹏海对大型桩基承载力自平衡测试技术进行了体统的研究并在实际工程中得到广泛应用[2];张龙对人工挖孔桩的完整性及承载力检测进行了详细的应用研究[3];刘阳对桩基工程单桩承载力检测概念进行简单的了解,并对桩基工程单桩承载力检测流程关键点进行详细探讨,确保了建设工程整体质量[4];胡玉定研究了考虑与上部结构设计相匹配以及岩土工程学科自身发展的要求与趋势,通过概率统计方法统计分析黄土地区桩基的承载特性,利用可靠度方法来评价桩基的安全性,并努力建立桩基概率极限状态设计模型,可以突破现行总安全系数设计法的局限性,对黄土地区的经济建设和发展具有十分重要的意义[5]。对深厚黄土地区桩基的检测研究较少,本文主要针对深厚黄土地区的桩基础检测进行系统的总结和研究,以实际工程为例介绍桩基承载力检测技术,确保西部黄土地区建筑物安全使用。
1.基桩承载力检测方法
混凝土桩桩头的处理,为了确保检测时锤击力的正常传递,桩头顶面应水平、平整,桩头中轴线与桩身中轴线应重合,桩头截面积应与原桩身截面积相同。桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下,各主筋应在同一高度上。距桩顶1倍桩径范围内,宜用厚度为3~5mm的钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋,间距不宜大于150mm;传感器的安装为监视和减少可能出现的偏心锤击的影响,检测时应安装应变传感器和加速度传感器各两只。现场检测参数设定,桩的参数设定现场检测时桩头测点处的桩截面面积、桩身波速、桩材质量密度和弹性模量应按测点处桩的实际情况确定。测点下桩长和截面积的設定值应符合下列规定:测点下桩长应取传感器安装点至桩底的距离;对于预制桩,可采用建设或施工单位提供的实际桩长和桩截面积作为设定值;对于混凝土灌注桩,测点下桩长和截面积设定值宜按建设或施工单位提供的施工记录确定。 对于普通混凝土灌注桩,质量密度可设定为2.403t/m。桩材弹性模量设定值应按下式计算:
E=ρv
式中:E一一桩材弹性模量,kPa ;
v一一桩身内应力波传播速度,m/s;
ρ一一桩材质量密度, kg/m 。
采样频率宜为5~10kHz;每个信号的采样点数不宜少于1024点,力传感器和加速度传感器标定系数的设定:力传感器和加速度传感器标定系数应由国家法定讣量单位开具的标定系数或传感器出厂标定系数作为设定值。
2.工程应用
庆阳金融中心商业综合体项目二期(商业)工程位于庆阳市西峰区董志镇,塑州西路南侧,北地西路北侧,马莲河大道东侧,岐黄大道西侧。工程采用钻孔夯扩挤密桩处理地基,以消除地基土湿陷性,设计要求灰土、素土挤密桩桩身压实系数不小于0.97,桩间土平均挤密系数不小于0.93,最小挤密系数不应小于0.90。通过桩基低应变检测,对1#楼钻孔灌注桩完整性进行评价,检测数量为抽检,共30根。
本次检测在1#楼抽取30根工程桩进行应变动力检测,本次低应变动力检测,采用应力波反射法。根据实测时域信号特征,结合缺陷出现的深度,测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况等对桩身完整性类别进行综合分析判定。经分析,1#楼所检测的30根工程桩中,有1根工程桩,在距桩顶12.86m处出现缩颈类缺陷反射波,桩身完整性类别判定为II类;其余检测的29根工程桩,波形变化较规律,其桩身完整性类别判定为Ⅰ类。
3.结论及建议
根据资料复核及现场抽检,所检测部分地基基础施工质量满足设计要求。建议在后续施工及使用期间,应加强沉降观测,并做好防、排水措施,严禁地表水及管网水浸入地基,影响建筑物安全。
参考文献
1龚维明, 戴国亮. 桩承载力自平衡测试技术及工程应用[M]. 中国建筑工业出版社, 2006.
2周鹏海.大型桩基承载力自平衡测试技术工程应用研究[D]. 武汉理工大学, 2009.
3 张龙.人工挖孔桩完整性及承载力检测应用研究[D]. 西安建筑科技大学.
4 刘阳.桩基工程单桩承载力检测的探讨[J]. 建筑工程技术与设计, 2017, 000(009):1196-1196.
5 胡玉定. 黄土地区桩基承载力可靠性分析及概率统计推断研究[D]. 博士.
作者简介:王进玺(1980-),男,甘肃白银人,讲师,工学硕士,主要从事道路与桥梁工程方向相关研究
关键词: 黄土地基;桩基础;检测;承载力
随着西部大开发及社会的发展,西部深厚黄土地区的基础建设飞速发展,随着银西高铁的开通,甘肃东部地区的庆阳市也迈入了高速发展期,这个世界上唯一建在黄土高原的城市也飞速发展起来,各类大型建筑拔地而起。庆阳地区建筑物桩基础主要以摩擦桩为主,摩擦桩靠桩土之间的相互作用摩擦力来承受和传递荷载,桩基础的检测尤其是承载力的检测非常重要,关系到建筑物的正常使用。关于桩基基础的检测技术以及应用研究比较多,龚维明等系统研究了桩承载力自平衡测试技术及工程应用[1];周鹏海对大型桩基承载力自平衡测试技术进行了体统的研究并在实际工程中得到广泛应用[2];张龙对人工挖孔桩的完整性及承载力检测进行了详细的应用研究[3];刘阳对桩基工程单桩承载力检测概念进行简单的了解,并对桩基工程单桩承载力检测流程关键点进行详细探讨,确保了建设工程整体质量[4];胡玉定研究了考虑与上部结构设计相匹配以及岩土工程学科自身发展的要求与趋势,通过概率统计方法统计分析黄土地区桩基的承载特性,利用可靠度方法来评价桩基的安全性,并努力建立桩基概率极限状态设计模型,可以突破现行总安全系数设计法的局限性,对黄土地区的经济建设和发展具有十分重要的意义[5]。对深厚黄土地区桩基的检测研究较少,本文主要针对深厚黄土地区的桩基础检测进行系统的总结和研究,以实际工程为例介绍桩基承载力检测技术,确保西部黄土地区建筑物安全使用。
1.基桩承载力检测方法
混凝土桩桩头的处理,为了确保检测时锤击力的正常传递,桩头顶面应水平、平整,桩头中轴线与桩身中轴线应重合,桩头截面积应与原桩身截面积相同。桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下,各主筋应在同一高度上。距桩顶1倍桩径范围内,宜用厚度为3~5mm的钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋,间距不宜大于150mm;传感器的安装为监视和减少可能出现的偏心锤击的影响,检测时应安装应变传感器和加速度传感器各两只。现场检测参数设定,桩的参数设定现场检测时桩头测点处的桩截面面积、桩身波速、桩材质量密度和弹性模量应按测点处桩的实际情况确定。测点下桩长和截面积的設定值应符合下列规定:测点下桩长应取传感器安装点至桩底的距离;对于预制桩,可采用建设或施工单位提供的实际桩长和桩截面积作为设定值;对于混凝土灌注桩,测点下桩长和截面积设定值宜按建设或施工单位提供的施工记录确定。 对于普通混凝土灌注桩,质量密度可设定为2.403t/m。桩材弹性模量设定值应按下式计算:
E=ρv
式中:E一一桩材弹性模量,kPa ;
v一一桩身内应力波传播速度,m/s;
ρ一一桩材质量密度, kg/m 。
采样频率宜为5~10kHz;每个信号的采样点数不宜少于1024点,力传感器和加速度传感器标定系数的设定:力传感器和加速度传感器标定系数应由国家法定讣量单位开具的标定系数或传感器出厂标定系数作为设定值。
2.工程应用
庆阳金融中心商业综合体项目二期(商业)工程位于庆阳市西峰区董志镇,塑州西路南侧,北地西路北侧,马莲河大道东侧,岐黄大道西侧。工程采用钻孔夯扩挤密桩处理地基,以消除地基土湿陷性,设计要求灰土、素土挤密桩桩身压实系数不小于0.97,桩间土平均挤密系数不小于0.93,最小挤密系数不应小于0.90。通过桩基低应变检测,对1#楼钻孔灌注桩完整性进行评价,检测数量为抽检,共30根。
本次检测在1#楼抽取30根工程桩进行应变动力检测,本次低应变动力检测,采用应力波反射法。根据实测时域信号特征,结合缺陷出现的深度,测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况等对桩身完整性类别进行综合分析判定。经分析,1#楼所检测的30根工程桩中,有1根工程桩,在距桩顶12.86m处出现缩颈类缺陷反射波,桩身完整性类别判定为II类;其余检测的29根工程桩,波形变化较规律,其桩身完整性类别判定为Ⅰ类。
3.结论及建议
根据资料复核及现场抽检,所检测部分地基基础施工质量满足设计要求。建议在后续施工及使用期间,应加强沉降观测,并做好防、排水措施,严禁地表水及管网水浸入地基,影响建筑物安全。
参考文献
1龚维明, 戴国亮. 桩承载力自平衡测试技术及工程应用[M]. 中国建筑工业出版社, 2006.
2周鹏海.大型桩基承载力自平衡测试技术工程应用研究[D]. 武汉理工大学, 2009.
3 张龙.人工挖孔桩完整性及承载力检测应用研究[D]. 西安建筑科技大学.
4 刘阳.桩基工程单桩承载力检测的探讨[J]. 建筑工程技术与设计, 2017, 000(009):1196-1196.
5 胡玉定. 黄土地区桩基承载力可靠性分析及概率统计推断研究[D]. 博士.
作者简介:王进玺(1980-),男,甘肃白银人,讲师,工学硕士,主要从事道路与桥梁工程方向相关研究