摘 要:随着国民经济的快速发展,软土地基管桩处理在我国公路施工中得到了广泛的应用。本文结合广东项目,针对软土地基管桩从施工前需要检测试验检测方面进行具体介绍、阐述了检测原理及检测方法。
关键词:软土地基管桩质量;试验检测
预制管桩施工前检测包含以下三项内容:管桩外观质量尺寸检测、管桩抗压强度检测、管桩抗弯检测。
1.管桩外观质量尺寸检测
混凝土保护层厚度、外观质量和尺寸允许偏差的检查工具和检查方法
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2.管桩抗压强度试验
2.1抗压强度试验仪器:(1)压力试验机:①其精度为±1%;②试件破坏荷载应大于压力机全量程的20%且小于压力机全量程的80%;③应具有加荷指示装置或加荷速度控制装置,并应能均匀、连续地加荷。(2)试模;(3)振动台;(4)钢垫板:平面尺寸不小于试件的承压面积,厚度不小于 25mm;承压面的平面度公差为0.04mm,表面硬度不小于55HRC,硬化层厚度约为5mm。(5)钢尺:精度为lmm。
2.2试验过程 :(1)按试验一成型试件,经标准养护条件下养护到规定龄期。试件从养护地点取出后应及时进行试验,将试件表面与上下承压板面擦干净,测量试件尺寸,据此计算试件的受压面积。(2)将试件安放在试验机的下压板或垫板上,试件的承压面应与成型时的顶面垂直。试件的中心应与试验机下压板中心对准,开动试验机,当上压板与试件或钢垫板接近时,调整球座,使接触均衡。(3)在试验过程中应连续均匀地加荷,混凝土强度等级<C30时,加荷速度取每钞钟(0.3—0.5)MPa;混凝土强度等级≥C30且<C60时,取每钞钟(0.5—0.8)MPa;混凝土等级≥C60,取每钞(0.8—1.0)MPa。(4)当试件接近破坏开始急剧变形时,应停止调整试验机油门,直至破坏,记录破坏荷载。
2.3实验结果计算:
2.3.1单个试块抗压强度按下式计算:
式中: —表示混凝土立方体抗压强度Mpa(精确至0.1Mpa)
F —试件破坏荷载(N)A —试件承压面积(mm2)
2.3.2试件抗压强度值得确定:
①三个试件测量值的算术平均值作为该组试件的强度值(精确至0.1MPa)
②三个测量值中的最大值最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%时,则把最大及最小值一并去除,取中间值作为该组试件的抗压强度值;
③如最大值和最小值的差均超过中间值的15%,则该组试件的试验结果无效;
④混凝土强度等级<C60时,用非标准试件测得的强度值均应乘以尺寸换算系数,其值对200×200×200的试件为1.05,对100×100×100的试件为0.95。当混凝土强度等级≥C60时,宜采用标准试件;如使用非标准试件时,尺寸换算系数应试验确定。
3.管桩抗弯试验
3.1管桩抗弯试验概述:
①管桩的抗弯试验管桩的抗弯试验采用简支对称加载装置,用油压缸逐级加载法,检测桩的数量为桩总数的0.5%,且不少于2节如图所示,其中,P的方向可垂直于地面 ,也可平行于地面(管桩的轴线均与地面平行)。 ②抗弯试验用的管桩,单节桩的长度不得超过(表1)中相应外径规定的长度上限,也不得小于表(2)规定的管桩的最短单节桩长。
③两根管桩焊接接头的抗弯试验与1相同,且接头位于最大弯矩处。
3.2管桩抗弯试验加载程序:
3.2.1试验过程
第一步:按抗裂弯矩的20%的级差由零加载至抗裂弯矩的80% ,每级荷载的持续时间不少于3min;然后按抗裂弯矩的10%的级差继续加载至抗裂弯矩100%。每级荷载的持续时间不少于3min,观察是否有裂缝出现,测定并记录裂缝宽度。
第二步:如果在抗裂弯矩的100%时未出现裂缝,则按抗裂弯矩的5%的级差继续加载至裂缝的出现。每级荷载的持续时间不少于3min,测定并记录裂缝宽度。
第三步:按极限弯矩的5%的级差继续加载至出现极限状态的检验标志之一为止.每级荷载的持续时间不少于3min,观测并记录各项参数。
极限状态的检验标志:(a).受压区混凝土裂缝宽度达到1.5mm。(b).受拉钢筋被拉断。(c).受压区混凝土被破坏。
3.2.2管桩抗弯试验的测量内容:
(1)挠度测量:为了求得管桩的真正挠度至少需要布置位移计。
(2)应变测量:为测试预应力混凝土管桩应变分布情况,需在跨中截面从上到下依次均匀布置应变片。
(3)裂缝测量:试验中需要测定裂缝的开展情况.包括筇一条出现的裂缝和宽度世大的裂缝,每级荷载下出现的裂缝均需在试件上标明,在裂缝尾部注明荷载值,裂缝发展时.需在裂缝新的尾端注明相应的荷载
3.3抗弯试验弯矩计算公式:
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M—抗弯弯矩,单位(kN·m);W—管桩重量单位(kN);
L—管桩长度单位(m); P—荷载(垂直加载时应考虑加载设备重量)单位(kN);
a—1/2的加荷跨距,单位(m)外径小于1200mm且单节桩长不大于15m时,a等于0.5m;外径大于800mm且单节桩长大于15m时,a等于管桩外径D。
3.4抗弯试验抗裂荷载和极限荷载的确定:
(1).当在加载过程中第一次出现裂缝时,应取前一级荷载值作为抗裂荷载实测值;当在规定的荷载持续时间内第一次出现裂缝时,应取本级荷载值与前一级荷载值的平均值作为抗裂荷载实测值;当在规定的荷载持续时间结束后第一次出现裂缝时,应取本级荷载值作为抗裂荷载实测值。
(2).当在规定的荷载持续时间结束后出现极限状态的检验标志所列的情况之一时,应取此时的荷载值作为极限荷载实测值;当在加载过程中出现上述情况之一时,应取前一级荷载值作为极限荷载实测值;当在规定的荷载持续时间内出现上述情况之一时,应取本级荷载值与前一级荷载的平均值作为极限荷载实测值。
结束语:本文主要从试验检测方面介绍了软土路基管桩基础施工前的检测方法。鉴于软土地基处理桩基础工程为软土路基关键部位,所以在建设初期应该详细掌握管桩施工前检测内容和方法,提出质量控制要点及试验检测方法,有效的保证软土路基施工质量。
参考文献:
[1]史佩栋.实用桩基工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2014.?
[2]建筑地基处理技术规范JGJ79-2012.北京:中国建筑工业出版社,2012.