[信息與通信]高應(yīng)變講義

1、.一、 打樁及打樁應(yīng)力二、樁基檢測(cè)高應(yīng)變檢測(cè)1如何通過(guò)高應(yīng)變對(duì)低應(yīng)變結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證當(dāng)?shù)蛻?yīng)變檢測(cè)被判為III、IV類樁，或低應(yīng)變檢測(cè)難以對(duì)樁的完整性分類時(shí)，可采用高應(yīng)變抽樣檢測(cè)驗(yàn)證，特別是對(duì)那些有接頭的預(yù)制樁、有嚴(yán)重?cái)U(kuò)徑的鉆孔灌注樁或者缺陷埋深較深的樁，用高應(yīng)變檢測(cè)樁身完整性的結(jié)果可靠性高。樁身完整性系數(shù)值的物理意義如下：即樁被測(cè)截面阻抗與完整截面的阻抗比。當(dāng)樁為一根沒(méi)有任何阻力的自由桿時(shí)，上式成立。但有二種情況值得注意：(1)高應(yīng)變檢測(cè)時(shí)推算值的公式為：樁側(cè)土阻力及被測(cè)截面前面的缺陷均會(huì)對(duì)和產(chǎn)生影響，測(cè)出的值有一定誤差。(2)當(dāng)缺陷處有其他介質(zhì)（如土）存在，因這些介質(zhì)也能傳遞部分能量，此時(shí)為兩種

2、介質(zhì)的聲阻抗之和，值會(huì)大于兩截面的面積比，因此當(dāng)樁在土中完全斷開(kāi)后，值一般也不等于零。鑒于上述情況，測(cè)出的值只能作為參考，還要結(jié)合其他情況綜合判別。規(guī)范中值判定如下：類別值IIIIIIIV(3)混凝土預(yù)制樁的接樁部位、鋼樁的高頻振蕩波等均會(huì)出現(xiàn)值小于1.0，因此在判斷樁身完整性時(shí)要根據(jù)樁身結(jié)構(gòu)、入土深度及經(jīng)驗(yàn)積累綜合評(píng)價(jià)。圖8圖9圖10圖112.進(jìn)行試打樁和沉樁分析高應(yīng)變的另一個(gè)重要功能是用于工程正式開(kāi)工前的試打樁和施工工程中進(jìn)行打樁監(jiān)控，使樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工更加合理。(1)試打樁的兩個(gè)作用：一是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的樁型及樁長(zhǎng)是否合理，二是為施工選擇合理的沉樁設(shè)備和沉樁工藝。(2)打樁監(jiān)控：（a）對(duì)工程

3、樁抽樣進(jìn)行高應(yīng)變檢測(cè)，特別是對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜、持力層起伏大的地區(qū)，可以協(xié)助設(shè)計(jì)和施工確定停錘標(biāo)準(zhǔn)。（b）監(jiān)控打樁應(yīng)力，以便施工部門及時(shí)調(diào)整落錘高度和調(diào)整樁墊層，控制樁身應(yīng)力。（c）樁身錘擊應(yīng)力控制范圍：混凝土樁的錘擊壓應(yīng)力不超過(guò)樁身混凝土軸向抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；混凝土樁的錘擊拉應(yīng)力不超過(guò)樁身混凝土軸向抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的1.31.4倍。預(yù)應(yīng)力混凝土樁的錘擊拉應(yīng)力一般不超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與樁身有效預(yù)壓力之和的1.31.4倍。圖12圖13圖14圖15二基樁檢測(cè)低應(yīng)變檢測(cè)和超聲波檢測(cè)三、影響樁承載力的主要因素：1. 樁周及樁端土質(zhì)；2. 樁身質(zhì)兩；3. 樁的施工工藝(打入樁與灌注樁；正循環(huán)與反循環(huán)；休止

4、時(shí)間；沉樁設(shè)備等)；4. 鉆孔樁孔底沉渣及泥面厚度的影響；5.鉆孔樁的孔徑效應(yīng)：6.樁端土對(duì)承載力的影響7.樁長(zhǎng)及樁身剛度對(duì)承載力的影響四、樁基工程中的幾項(xiàng)新技術(shù)1. 樁底及樁側(cè)注漿(注漿工藝、承載力的提高幅度)；2. 擴(kuò)底抗拔樁；(擴(kuò)底工藝、土體破壞模式、承載力提高幅度)利用機(jī)械擴(kuò)孔、擠壓擴(kuò)孔、人工開(kāi)挖擴(kuò)孔等施工工藝，使灌注樁的樁端形成一擴(kuò)大頭，提高樁的抗拔能力。我國(guó)建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)對(duì)擴(kuò)底樁的抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算提出下面計(jì)算公式：樁的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；抗拔系數(shù)。砂土0.50.7，粘性土0.70.8；樁側(cè)表面第i層土抗壓極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；破壞表面周長(zhǎng)，對(duì)等直徑樁；對(duì)

5、擴(kuò)底樁，自樁端以上(48)D部分取，其余部分取。與等直徑樁相比，擴(kuò)底樁的抗拔力要明顯高于和擴(kuò)底樁上部直徑相同的等直徑樁，主要有以下三個(gè)因素：a 樁端部面積增大導(dǎo)致抗拔力增大；b 由于擴(kuò)底角的存在，作用在斜面上的垂直應(yīng)力增大；c 在樁受到向上的拔力時(shí)，擴(kuò)大頭附近地基的水平應(yīng)力增大，作用在斜面上的垂直應(yīng)力也增大。當(dāng)擴(kuò)大頭直徑與上部直徑達(dá)到某一合適比例時(shí)，擴(kuò)底樁的抗拔極限承載力可以達(dá)到與擴(kuò)底樁上部直徑相同等直樁的1.5倍以上。下面舉幾個(gè)擴(kuò)底樁與非擴(kuò)底樁對(duì)比試驗(yàn)的例子：例1：在上海閘北地區(qū)進(jìn)行了6根灌注樁的抗拔試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。表1樁號(hào)樁型樁徑（mm）樁長(zhǎng)(m)擴(kuò)底直徑（mm）極限抗拔力（kN）計(jì)算（

6、1）（kN）計(jì)算（2）（kN）計(jì)算（3）（kN）1等直樁40020400549473-534564473-5342擴(kuò)大頭樁40020800889558-645871702-8023擴(kuò)大頭樁400208001205558-645871702-8024等直樁45027450983871-9861031871-9865擴(kuò)大頭樁450278001574940-119213401294-1479-6擴(kuò)大頭樁450278001382940-119213401294-1479注：（1）極限抗拔力已折算為充盈系數(shù)1； （2）計(jì)算1是按JGJ94-2008計(jì)算；計(jì)算2按JGJ94-94計(jì)算（H=5D），但抗拔側(cè)

7、摩阻力均取上海規(guī)范抗壓側(cè)阻力平均值；計(jì)算3是按DGJ08-11-2009計(jì)算。從表1看出，當(dāng)擴(kuò)底直徑達(dá)樁徑2倍時(shí)，擴(kuò)底樁抗拔力是同直徑樁的1.9倍；當(dāng)擴(kuò)底直徑為樁徑1.8倍時(shí)，其抗拔力為同直徑樁的1.5倍。同時(shí)還看出，若近似計(jì)算擴(kuò)底樁抗拔力，按JGJ94-2008規(guī)范計(jì)算結(jié)果偏??；按擴(kuò)大頭影響范圍5D，但抗拔側(cè)阻力取抗壓側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，則比較接近，且有一定的安全度。例2：上海鐵路南站進(jìn)行了10根擴(kuò)底樁抗拔試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。表2樁號(hào)樁型樁徑（mm）樁長(zhǎng)(m)擴(kuò)底直徑（mm）極限抗拔力（kN）計(jì)算（1）（kN）計(jì)算（3）（kN）1擴(kuò)底樁6004412003450230529672733-31232擴(kuò)

8、底樁6004412003700230529672733-31233擴(kuò)底樁6004412003450230529672733-31234擴(kuò)底樁6004412003450230529672733-31235擴(kuò)底樁6004412003450230529672733-31236擴(kuò)底樁60051200105059210821184-13537擴(kuò)底樁6005012003900279535343211-36708擴(kuò)底樁6005012004200279535343211-36709擴(kuò)底樁6005012003900279535343211-367010擴(kuò)底樁6005012003900279535343211-3

9、670與例1一樣，計(jì)算1較實(shí)測(cè)值明顯偏低，計(jì)算2的上限與實(shí)測(cè)值較為接近。3. 預(yù)應(yīng)力鉆孔灌注樁；4. 預(yù)應(yīng)力嵌巖樁；5. 勁芯樁。五、事故樁的常見(jiàn)處理方法：1. 補(bǔ)樁；2. 混凝土管樁的處理(管內(nèi)填芯、外鋼套、管外加固)；3. 鉆孔樁的處理(孔底注漿、樁內(nèi)定位注漿、樁側(cè)注漿)。六 擴(kuò)底灌注樁的抗拔性能利用機(jī)械擴(kuò)孔、擠壓擴(kuò)孔、人工開(kāi)挖擴(kuò)孔等施工工藝，使灌注樁的樁端形成一擴(kuò)大頭，提高樁的抗拔能力。我國(guó)建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)對(duì)擴(kuò)底樁的抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算提出下面計(jì)算公式：樁的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；抗拔系數(shù)。砂土0.50.7，粘性土0.70.8；樁側(cè)表面第i層土抗壓極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；

10、破壞表面周長(zhǎng)，對(duì)等直徑樁；對(duì)擴(kuò)底樁，自樁端以上(48)D部分取，其余部分取。與等直徑樁相比，擴(kuò)底樁的抗拔力要明顯高于和擴(kuò)底樁上部直徑相同的等直徑樁，主要有以下三個(gè)因素：d 樁端部面積增大導(dǎo)致抗拔力增大；e 由于擴(kuò)底角的存在，作用在斜面上的垂直應(yīng)力增大；f 在樁受到向上的拔力時(shí)，擴(kuò)大頭附近地基的水平應(yīng)力增大，作用在斜面上的垂直應(yīng)力也增大。當(dāng)擴(kuò)大頭直徑與上部直徑達(dá)到某一合適比例時(shí)，擴(kuò)底樁的抗拔極限承載力可以達(dá)到與擴(kuò)底樁上部直徑相同等直樁的1.5倍以上。下面舉幾個(gè)擴(kuò)底樁與非擴(kuò)底樁對(duì)比試驗(yàn)的例子：例1：在上海閘北地區(qū)進(jìn)行了6根灌注樁的抗拔試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。表1樁號(hào)樁型樁徑（mm）樁長(zhǎng)(m)擴(kuò)底直徑（m

11、m）極限抗拔力（kN）計(jì)算（1）（kN）計(jì)算（2）（kN）計(jì)算（3）（kN）1等直樁40020400549473-534564473-5342擴(kuò)大頭樁40020800889558-645871702-8023擴(kuò)大頭樁400208001205558-645871702-8024等直樁45027450983871-9861031871-9865擴(kuò)大頭樁450278001574940-119213401294-1479-6擴(kuò)大頭樁450278001382940-119213401294-1479注：（1）極限抗拔力已折算為充盈系數(shù)1； （2）計(jì)算1是按JGJ94-2008計(jì)算；計(jì)算2按JGJ94-9

12、4計(jì)算（H=5D），但抗拔側(cè)摩阻力均取上海規(guī)范抗壓側(cè)阻力平均值；計(jì)算3是按DGJ08-11-2009計(jì)算。從表1看出，當(dāng)擴(kuò)底直徑達(dá)樁徑2倍時(shí)，擴(kuò)底樁抗拔力是同直徑樁的1.9倍；當(dāng)擴(kuò)底直徑為樁徑1.8倍時(shí)，其抗拔力為同直徑樁的1.5倍。同時(shí)還看出，若近似計(jì)算擴(kuò)底樁抗拔力，按JGJ94-2008規(guī)范計(jì)算結(jié)果偏?。话磾U(kuò)大頭影響范圍5D，但抗拔側(cè)阻力取抗壓側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，則比較接近，且有一定的安全度。例2：上海鐵路南站進(jìn)行了10根擴(kuò)底樁抗拔試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。表2樁號(hào)樁型樁徑（mm）樁長(zhǎng)(m)擴(kuò)底直徑（mm）極限抗拔力（kN）計(jì)算（1）（kN）計(jì)算（3）（kN）1擴(kuò)底樁6004412003450230529672733-31232擴(kuò)底樁6004412003700230529672733-31233擴(kuò)底樁6004412003450230529672733-31234擴(kuò)底樁6004412003450230529672733-31235擴(kuò)底樁6004412003450230529672733-31236擴(kuò)底樁600