上海某风机工程桩基水平静载荷试验过程中桩身应力变化分析

发表时间:2021/7/5   来源:《工程建设标准化》2021年3月第5期   作者:任伟
[导读] 通过在灌注桩桩身埋设钢筋应力计,测试在水平荷载作用下的桩身应力,
        任伟
        上海市岩土工程检测中心,上海,200436

        摘要:通过在灌注桩桩身埋设钢筋应力计,测试在水平荷载作用下的桩身应力,并由此计算得出桩身弯矩分布情况。
        关键词:灌注桩 水平静载荷试验 应力计 桩身弯矩

        0 引言
        本文对某项目工程钻孔灌注桩的水平静载试验资料进行分析,重点介绍了利用应力计测试水平荷载作用下桩身弯矩沿深度分布的方法,根据所测数据的分析结果进行判断桩身情况,并在现场进行开挖验证结果可靠性,对后期工程桩桩身配筋提供设计依据。
1 工程地质简况              

3 水平静载荷试验
 3.1 设备示意图(二推一)

图1 设备示意图
2.测试方法
        试桩的最大试验荷载参考值为300kN,加载方式采用慢速维持荷载法,试桩每级的加、卸荷量详见表3:
                             
4 桩身内力测试
4.1 钢筋应立计埋设数量及位置
        试桩A1#、B2#共设置10个弯矩测试断面,断面的位置分别位于自然地面以下4.6m、5.6m、6.6m、7.6m、8.6m、9.6m、10.6m、11.6m、12.6m、13.6m。每个断面共设置两只钢筋应力计,且对称布置在远离中性轴的受拉和受压主筋上。两只钢筋应力计连线的方向和水平力的方向平行。
4.2 埋设方法
        在指定位置钢筋笼主筋断开,采用搭接焊将钢筋应力计焊接到该位置。下钢筋笼时将导线走至地面。
4.3 测试方法
        试验前连续2天测定稳定值的均值作为初始值,静载荷每级加荷稳定后测试该级读数。
4.4 桩身弯矩计算方法
桩身弯矩的的计算方法按照下式1、式2计算

5 试验结果与分析
5.1 按设计要求及上海市工程建设规范《地基基础设计标准》[2]要求,取累计位移值少于10mm所对应的最大荷载值判定为单桩水平极限承载力,对于水平位移敏感的建筑物取水平位移6mm所对应的荷载值的75%为单桩水平承载力设计值,主要技术资料如表4

5.2 荷载位移曲线如图3所示

5.3水平桩身内力数据的整理及分析
        本次试验先在试桩桩身埋设钢筋应力计,根据设计图纸设置测试断面,每个测试断面对称安装2只钢筋应力计,通过对应力计的测试,得到桩身弯矩的分布。
5.3.1 桩身弯矩
桩身弯矩情况见表4、表5、图4、图5,分段深度根据钢筋应力计的布设界面而定。
5.3.2测试结果分析
        1)从A1#试桩的弯矩变化图来看,桩身弯矩主要集中在桩设计标高6m以下范围以内,桩身弯矩从桩顶往下,先增加后减少,当加载至240kN时3m位置弯矩最大,最大值达到338kN.m。桩身8m~10m位置弯矩基本为零或负弯矩。
        2)从B2#试桩的弯矩变化图来看,桩身弯矩主要集中在桩设计标高7m以下范围以内,桩身弯矩从桩顶以下,先增加后减少,当加载至210kN时4m位置弯矩最大,最大值达到236.1kN.m。桩身7m位置弯矩基本为零,8m的地方出现负弯矩,9m、10m位置弯矩较小。
        3)从A1#和B2#试桩的弯矩变化图来看,桩身弯矩主要集中在桩设计标高6m~7m以下范围以内,桩身弯矩从桩顶以下,先增加后减少,桩身弯矩最大值出现在桩设计标高以下3m~4m位置, 设计标高8m~10m的地方出现负弯矩或基本为零,为应力集中点。

       

6 结论
        1、本工程水平弯矩主要集中在桩顶以下0m~6m范围内;
        2、8m~10m处水平弯矩基本归零,此处附近或出现水平应力释放,这与工程检测中发现的当桩顶受到水平应力作用时经常在8d~10d处断裂(本工程约为10d)较为一致。
         
参考文献
        [1] 《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106—2014)[S]
        [2]《地基基础设计标准》(DGJ08-11-2018)[S]
       
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