高应变试桩法在深圳地区的应用研究

来源 :中国地质大学 中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong456
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本论文在现有的基桩承载力检测的基础上,重点介绍了高应变法和静载法两种检测单桩承载力方法的原理,结合实际工程情况对具有深圳地区典型地质情况的一些工程项目的基桩检测的数据进行总结分析和对比,从中摸索出在深圳地区应用这两种方法的一些规律以及高应变法在深圳地区应用的局限性,并提出提高高应变试桩法结果精度的一些建议,主要研究成果有: (1)通过对实际工程中的同一钻孔附近的桩进行抗拔试验,结果表明试验值与计算值的比值从71%~131%,差异较大,极值差为60%;对实际工程二中的2根桩进行抗压静载试验,试验值与勘察报告提供的计算值的比值为2.66和2.76,勘察报告提供的计算值要低1.5倍多;从这些数据反映出实际试验的土层的摩擦力比地质勘察报告提供的结果高很多,桩的承载力必须通过现场试验来确定,地质勘察报告的内容只能作参考。 (2)对桩在休止后进行复打检测或静载试验,试验结果表明,桩在入土后有歇后效应的,抗压承载力比收锤时要高。分析原因发现桩一般在入土时桩周土层是被扰动的,土中的超孔隙水压力很大,土对桩的阻力较小;随时间而变化,土中的超孔隙水压力消散后,土对桩的阻力增大,桩的承载力就增长了。对具深圳地区典型土层特征的10个工程21根桩通过高应变法或静载法进行在收锤时的抗压承载力检测和经过一段时间休止后的复测,对比结果为94%~170%范围,即休止7天以上,桩的承载力的增长幅度比收锤时提高幅度为10%~70%。桩的承载力随时间持续而增大,在粘性土中的增长比砂性土中要大,土中含粘粒成分越多,恢复系数越大。笔者作出建议:对大批量的预制桩检测在条件允许的情况下应进行初打与复打的承载力测试,并求得各种土质条件下的恢复系数,为其后在初打阶段进行大量的抽查检验并推测休止后桩的承载力提供可靠的计算依据。 (3)通过四个实际工程6根预制管桩在同条件下的动静对比试验,除1根桩的比值为1.02外,其余为0.77~0.88,表明高应变试验结果比静载试验结果偏低12%~23%,这与高应变法未能充分激发桩的土阻力及该方法的基本假定和计算模型的简化有关。高应变试桩法分析的结果比静载试验结果要保守。 (4)岩土对桩的阻力会因桩附近的各种外力作用而发生变化,称触变效应。在应用高应变法时必须考虑这一点。高应变动力试桩实施的锤击作用相当强烈,足以引起桩土界面处的土的物理力学状态发生变化,导致土阻力变小。试验时必须考虑如对桩进行多次锤击,桩周土阻力会有明显的下降,在用该方法确定此类桩的承载力时应考虑将开始锤击时的上部最大土阻力和后来锤击时的下部最大土阻力相加能获得较为准确客观的结果。 (5)经实践证明,在采用高应变动力试桩法时,经常由于实施冲击的能量不够;或者冲击时桩顶材料强度太低而被击碎,以致不能使桩与土之间产生足够的相对位移,激发不出岩土对桩的全部阻力。此时,通过高应变法获得的单桩承载力将偏低。此时,可应用阻力分布修正法客观地外推桩的极限承载力;根据CAPWAP分析得出的阻力分布,找出阻力激发不充分的区段,进行合理的修正,然后再作为模拟计算阻力的取值依据,得出较准确的Q-S曲线。外推法技术的科学性和可靠性直接关系到桩基检测的技术经济效果,在这个问题上如出现失误会导致严重的工程事故。因此在外推试桩的承载力时,必须排除由于桩身先期破坏而导致外推严重失误的可能性;只有对没有影响桩承载力的缺陷的桩,才可以作出适当的外推。 (6)在桩距过密和成桩密度较大的场地,成桩时因土层中的超孔隙水压力的突然增大,经常会引起桩周土的隆起,致使附近的桩受到向上的拉力作用,其桩身质量和承载力都会受到较大的影响。为避免桩出现隆起现象,可首先设计合理桩距离,在打桩前制定科学的打桩顺序,施打时严格制定的顺序作业,并及时监测成桩的桩项标高,发现隆起现象时可及时通过对桩复打来解决。 (7)通过分析光汇油库二期工程高应变试验结果、静载试验结果和内力分析结果,进一步证实对存在沉渣的灌注桩,高应变的方法是不可能完全将土阻力激发出来的,因为瞬间的冲击无法使桩产生较大的位移,而桩只有“行走”一段较大的位移,桩端阻力才能得以充分激发;静载试验就可以使桩在荷载的作用下有一很大的沉降,桩端阻力充分发挥,此类桩的静载试验结果定比高应变法结果高很多,它们间无普遍规律。而对于这种桩型,桩身截面不规则,静载荷试验时即使装有应变计,测得了桩身各截面在荷载作用下的各阶段应变值,由于桩身的实际截面的不可确定,只能通过假定桩身的截面才能确定桩身的内力,从而推定各层土的阻力,此方法测该类型的桩所得结果误差较大。 (8)高应变试桩法在深圳地区应用也存在着较大的局限性,如对于桩身先期存在破坏可能性的桩,对于新的桩型研究,新的成桩工艺研究,以及有相当可能出现其它破坏模式的桩须作进一步研究,高应变试验结果都是不准确的,不宜简单采用该方法而仍需要做静载荷试验确定桩的承载力,以求得到客观准确的数据。当桩底持力层较弱时,桩底端承力将和试验时(包括静载试验和动力试验)的桩尖实际位移直接有关,并不符合分析模型的理想弹性假定。因此,该类型桩的动静试验结果难以取得一致的;桩身力学阻抗的不规则变化、动阻尼效应及土参数的取值也会降低高应变法测试承载力结果的精度。如能在试验时对桩充分激发,进行合理的客观的外推分析,引入Smith法作参考,应能适当提高高应变试桩法的测量分析结果的精度。
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