众所周知,,,,在大面积沉桩作业之前,,,,都要举行试桩项目。。那么什么是试桩????简而言之,,,,就是凭证地勘报告或者外地类似项目的施工履历,,,,通过试桩测试来选定桩型、确定打桩装备及单桩的竖向承载力,,,,从而指导下一步施工。。
试桩的目的是为了阻止周全动工之后,,,,发明桩型、打桩装备不匹配,,,,或者承载力不知足设计要求造成的经济损失。。一样平常来讲,,,,试桩项目要解决或者回覆以下几个问题:
(1)锤的性能判断,,,,使用现有打桩装备,,,,能不可将桩打到设计标高????
(2)在打桩历程中,,,,桩身应力在不在可控规模内????通俗来说,,,,就是打桩历程中桩会不会被打碎掉????
(3)停锤标准是什么????打到设计标高后,,,,单桩竖向承载力满不知足设计要求????
打桩监控是高应变测试的一项主要功效,,,,将传感器预先装置在桩身上,,,,从起锤到终锤的每一次锤击相当于做一次高应变,,,,由于在整个打桩历程中一连的举行测试,,,,那么得出的样本数据多,,,,岩土工程师获得的信息也比通例的承载力复核更富厚。。再连系PDI公司的GRLWEAP模拟打桩历程软件,,,,可以很好的回覆以上几个问题。。
一、锤的性能判断
桩作为毗连上部结构与下部持力层的构件,,,,它是需要知足一定的尺寸要求,,,,也就是说我这个桩要打到设计标高,,,,不然上部结构施工就无法开展。。
在打桩前,,,,我们可以通过GRLWEAP软件试算一下,,,,在现有的锤击装备下,,,,桩能不可打到设计标高。。
在锤模子界面(图1),,,,选好锤的编号,,,,输入现实的锤垫与桩垫等装配件参数,,,,锤模子马上建设好,,,,简朴快捷。。在输入好土模子、桩模子后,,,,经由试算就能模拟出详细的打桩历程。。我们视察每米的锤击数,,,,就能得知桩是否能打到设计标高。。如图1以是,,,,在30米处每米锤击数就有1200击,,,,32米1900击,,,,34米直接为9999,,,,可见在此锤击装备下,,,,桩是不可打到标高的,,,,需要替换。。
虽然,,,,GRLWEAP软件是一个建模软件,,,,其模拟的准确水平取决与土模子、桩模子、锤模子建设的是否准确,,,,以是,,,,准确的地勘报告与锤参数资料是必不可少的资料。。经由大宗现实工程案例的应用支持,,,,只要地勘报告详实准确,,,,锤参数可靠,,,,GRLWEAP软件模拟效果与现实打桩历程很是的匹配。。
图1:GRLWEAP软件锤模子建设界面与报告输出界面
在现实的打桩历程中,,,,我们可以使用PDA-S软件直接读出每次锤击作用下,,,,现实传输到桩身中的能量EMX以及锤的现实效率ETR,,,,获取这些参数可以资助我们更好的相识锤的现实事情状态。。
由于冲程可变,,,,以及桩垫、锤垫在打桩历程中厚度转变,,,,加上装备使用周期问题,,,,以是纵然统一台桩机,,,,他每一锤的现实效率也是纷歧样的。。
EMX,,,,寄义为传输到桩身中的最大能量。。这个参数很是的主要,,,,是评价锤性能最直观的指标,,,,其物理意义着实就是锤对桩现实做的功。。需要注重的是,,,,这个EMX并不是指锤的额定能量,,,,由于碰撞、机械消耗,,,,锤在作业时现实做的功是要小于锤的额定能量ER的。。那么EMX/ER的比值就是ETR,,,,意义为能量传输比。。举个例子见图2,,,,EMX为212.3KN-m,,,,即212千焦,,,,该锤在1米的冲程下的额定能量为350KJ,,,,故能量传输比ETR为:212/350=60.6%。。
图2
在数据收罗前或历程中,,,,我们可以翻开数据限制设置框,,,,对能量举行实时视察,,,,选中Display Line选项,,,,若是超限了,,,,就会在收罗屏幕上发出忠言,,,,提醒更改锤击能量,,,,能量限制见图3。。
图3
二、桩身应力视察与控制
上一节我们讲到锤击能量问题,,,,也就是说桩机提供的能量要足够,,,,以确保桩能战胜土阻力沉到设计标高,,,,那么是不是锤击能量越高越好呢????显然不是的,,,,越高的锤击能量,,,,攻击力就会越大,,,,桩身的应力也会增大,,,,若是桩身应力凌驾桩身段质的屈服强度,,,,桩就会被打碎掉。。如混凝土桩较量关注桩身的拉应力,,,,我们就可以在PDA-S软件中实时视察TSX参数(图4)。。
表1 C60~C80混凝土的轴心抗拉强度(28d)MPa
图4
若是在打桩监控中发明压拉应力一直超限,,,,那么就要接纳一定的步伐来减小这种趋势,,,,压力应力限制见图5,,,,如更改设计桩型,,,,增大桩身截面积,,,,或者在包管顺遂沉桩的条件下,,,,减小锤的攻击能量。。同样,,,,为了利便视察数据,,,,我们也可以在数据限制栏里输入响应的压拉应力限值,,,,若是打桩历程中应力超限,,,,就会在屏幕上发出忠言信息。。
图5
三、停锤标准及承载力监控
凭证各个项目的现真相形,,,,设计计划的差别要求,,,,停锤标准也是多种多样,,,,有的以控制标高为主,,,,有的以进入持力层深度为主,,,,有的以最终贯入度为主,,,,有的以最后1米的锤击数为主,,,,甚至在某些特殊情形下,,,,还要思量总锤击数不凌驾几多锤。。由于贯入度与锤击数在施工现场容易获。。,也较量直观,,,,以是一样平常以它两作为停锤标准的情形较量多。。
那么这内里就有一些细节问题需要讨论:
(1)若是以贯入度或锤击数作为停锤标准,,,,必需有一个条件,,,,就是锤的输入能量要一定。。许多设计计划里只给出了锤击数,,,,并没有给出输入能量,,,,着实这是不严谨的。。好比说以最后1米总锤击数凌驾300击作为停锤标准,,,,那么这个1米300击是在液压锤的哪个冲程或者柴油锤的几档下的300击呢????假设用液压锤1米冲程切合停锤标准,,,,1.5的冲程下锤击数又低于300击了,,,,这时间该不应停锤呢????以是我们做打桩监控的时间也要注重这一点,,,,最好提前与设计单位举行确认。。
(2)切合停锤标准后,,,,我们就可以做承载力验收了。。一样平常情形下,,,,我们挑选终锤前的1-2锤PDA测试信号举行CAPWAP拟合,,,,得出初打承载力值即短期承载力。。经由一准时间的休止期后,,,,桩周土重新固结,,,,再举行高应变测试,,,,此时得出9001cc金沙以诚为本复打承载力值即恒久承载力。。
那么设计单位会接纳哪个承载力作为设计承载力呢????这内里就有一个经济性与清静性的考量了。。
①若是业主更关注项目的经济性,,,,并且结构设计品级低,,,,那么通常情形下,,,,可以用恒久承载力作为最终的设计承载力。。也就是说9001cc金沙以诚为本初打承载力不需一定要知足设计值,,,,只需要经由一定休止期后的恒久承载力知足即可。。好比说,,,,设计极限值1000吨,,,,经由试桩后,,,,测得初打承载力为500吨,,,,复打承载力可以抵达1000吨,,,,那么我们就可以以初打承载力500吨作为工程桩承载力的验收标准。。 恒久承载力与短期承载力的比值,,,,我们称为恢复系数,,,,或称时间效应。。
②若是业主更关注项目的可靠性,,,,并且结构设计品级高,,,,可以使用短期承载力作为最终的设计承载力值。。这种情形下,,,,初打承载力就要知足设计要求。。好比说,,,,设计极限值为1000吨,,,,测得初打承载力为500吨,,,,那么此时承载力验收就缺乏格。。设计单位就要修改设计计划,,,,重新选择桩型。。
(3)虽然,,,,试桩效果只能从宏观上指导下一步施工,,,,在现实的工程桩施工中,,,,有许多特殊情形爆发。。好比说,,,,桩没到标高已经打不下去了,,,,若是承载力复核切合设计要求,,,,一样平常会截桩,,,,承载力不切合设计要求,,,,那要么重新选择合适的打桩装备,,,,要么就要更改设计计划了。;;I杏懈厥獾模,桩打到标号了,,,,可是承载力验收缺乏格,,,,这时间就要举行调解了,,,,如加一节或多节桩。。
四、PDI-PLOT软件的应用
一样平常来说,,,,将桩打到设计标高,,,,所需的锤击数都在几千锤左右,,,,这么重大的数据量整理起来很是难题。。为相识决这个难题,,,,PDI公司推出了PLOT软件,,,,可以将每一锤的详细数据整理并绘制图形,,,,让岩土工程师可以更直观的视察各项数据在打桩历程的转变情形。。
PLOT操作很是简朴,,,,只需要导入PDA文件,,,,软件就会自动天生表格并绘制趋势图。。图6纵坐标为锤击数,,,,上下横坐标为打桩监控中的各项参数,,,,很是的直观。。图6中左起第3幅图,,,,蓝色曲线为最大拉应力随锤击数的转变关系,,,,从1156锤(编号○1)到1658锤(编号○2)拉应力一直在升高,,,,这就提醒我们要注重在此土层中打桩拉应力增大的问题。。
图6
五、打桩监控报告内容
综上所述,,,,岩土工程师在出具打桩监控报告里应体现以下几点内容:
(1)停锤贯入度或每米锤击数,,,,可现场视察得出
(2)恢复系数关系(或时间效应系数),,,,可通过初打与复打PDA测试整理得出
(3)拉、压应力与锤击能量,,,,可通过PDI-PLOT软件整理得出
(4)单桩竖向极限承载力,,,,可通过CAPWAP拟合得出
以是,,,,使用9001cc金沙以诚为本CAPWAP软件与PLOT软件可以很是轻松的天生数据表格和绘制趋势图。。虽然,,,,你也可以制成以下简明表格形式利便业主与设计查阅。。
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