CN107975075B - 一种用于既有受荷工程基桩检测结构措施的施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于既有受荷工程基桩检测结构措施的施工工艺，包括如下步骤：（1）开挖土体并在承台下方待检测的基桩周围架设临时钢梁平台；（2）在临时钢梁平台与承台之间架设支撑，将待检测的基桩卸载并隔断基桩；（3）在基桩位置放置静载设备对基桩进行检测，检测完后对截断的基桩进行再恢复；（4）回填。通过该工艺，可以建造一个用于检测既有受荷工程基桩的结构措施，从而可对既有建筑下的工程基桩进行检测。
Description
技术领域
本发明涉及设计地基基础中桩基测试领域，尤其是一种用于既有受荷工程基桩检测结构措施的施工工艺。
背景技术
土地资源的匮乏严重制约了城市的良性发展。对既有建（构）筑物进行增层或改造，是合理开发利用城市空间资源，是实现可持续发展的重要途径之一。既有建（构）筑物进行增层或结构改造，主要针对采用传统的强度理论控制设计的桩基础。传统方法依据基桩的竖向承载力特征值作为指标进行设计，采用1至1.25倍基桩的竖向承载力特征值进行设计，甚至在地震下以1.5倍基桩的竖向承载力特征值设计。基桩的竖向承载力特征值为其极限承载力标准值的1/2。因此，依据建（构）筑物基桩承载力进行强度控制设计方法，保守地以桩数的增加，实现了较大的竖向刚度桩土支撑形式。诸多研究表明了，在一定的范围外，增加桩数对减少既有建筑物的沉降作用很小。既有建（构）筑物进行增层或改造的可行性，需要进一步了解基桩的承载力状态。
我国是世界上地震灾害最严重的国家之一，既有受荷基桩础的工作性状以及地震安全性，已经引起工程师的关注。地震下基桩的惯性响应和运动响应，是导致基桩损毁破坏的主要原因。惯性响应对基桩的影响主要集中在桩基础上部，运动响应对基桩的影响主要集中在土层分界面位置。与惯性响应相比，在深部土层的运动响应对既有受荷基桩础的工作性状的影响不易察觉。因此，针对震后评估基桩的工作状态，需要进一步判断桩身结构是否断裂或产生裂缝。
目前，缺乏一种检测手段可完成既有建筑下的工程基桩检测。
发明内容
本发明提供一种用于既有受荷工程基桩检测结构措施的施工工艺，通过该工艺，可以建造一个用于检测既有受荷工程基桩的结构措施，从而可对既有建筑下的工程基桩进行检测。
本发明的具体技术方案为：一种用于既有受荷工程基桩检测结构措施的施工工艺，包括如下步骤：（1）开挖土体并在承台下方待检测的基桩周围架设临时钢梁平台；
（2）在临时钢梁平台与承台之间架设支撑，将待检测的基桩卸载并截断基桩；
（3）在基桩位置放置静载设备对基桩进行检测，检测完后对截断的基桩进行再恢复；
（4）回填。
通过架设临时钢梁平台，待检测的基桩附近设置支撑，保证了待检测基桩凿除后，充分利用承台群桩基础，继续承担上部结构荷载；在测试结束后，将基桩再恢复到原有的承载力状态，整个结构形式便于施工，安全性高，适用性强，可在不影响上部结构功能的情况下完成既有受荷工程基桩的承载力及桩身完整性检测。
作为优选，架设临时钢梁平台时，在临近开挖面和基桩周边工程桩处，人工挖置沟槽并架设钢圈梁，钢圈梁紧箍待基桩及工程桩，钢圈梁上方固定厚钢板。
作为优选，临时钢梁平台与承台之间的支撑为自锁式千斤顶，自锁式千斤顶围绕待检测基桩呈对称布置，每台自锁式千斤顶顶部设置压力传感器，初始预顶荷载设置为5MPa。
作为优选，截断基桩时，在承台底部与临时钢梁平台部预留20-30cm桩身，凿除基桩中部混凝土并平整处理，露出基桩内部纵筋，并截断。
作为优选，静载设备放置于临时钢梁平台部的预留桩身上，并在预留桩身上放置竖向位移计，静载设备的顶部设置压力传感器。
作为优选，静载设备为静载试验液压千斤顶，检测时，静载试验液压千斤顶第一级预顶荷载为基桩原有试验极限承载力的1/10，第一级预顶载荷后，释放并移除基桩周边的支撑，进行慢速维持静载荷试验。
作为优选，检测时边加载边绘制竖向荷载Q与基桩顶部沉降s的再加载关系曲线，结合基桩服役前的初始Q-s曲线，确定两类曲线的交汇点，即为当前既有受荷基桩在截断前的工作状态，判别上述工作状态与基桩的竖向承载力特征值的关系，当加载达到1.2倍竖向承载力特征值时终止加载，并维持静载试验液压千斤顶的当前工作状态。
作为优选，检测结束后保留静载设备，在基桩截断范围设置加密箍筋，将预留外露的纵筋焊接形成钢筋笼，搭接长度为35倍的纵筋直径，将静载设备与上述钢筋笼整体导管灌注高强度混凝土，并掺入高强度混凝土质量比为0.01%的膨胀剂。
作为优选，基桩在承台底部和临时钢梁平台区间段外设钢管，并整体焊接，钢管上部和下部分别采用厚环板和加劲板加固。
作为优选，待后浇筑的混凝土达到强度要求后，拆除临时钢梁平台，采用砂或素土分层夯实回填至原有承台底部。
本发明的有益效果是：通过架设临时钢梁平台，待检测的基桩附近设置支撑，保证了待检测基桩凿除后，充分利用承台群桩基础，继续承担上部结构荷载；在测试结束后，将基桩再恢复到原有的承载力状态，整个结构形式便于施工，安全性高，适用性强，可在不影响上部结构功能的情况下完成既有受荷工程基桩的承载力及桩身完整性检测。
附图说明
图1是本发明基桩恢复结构示意图；
图2是本发明一种下挖土体示意图；
图3是本发明临时钢梁平台侧视俯视图；
图4是本发明架设支撑侧视俯视图；
图5是本发明一种截断基桩的示意图；
图6是本发明一种静载设备架设示意图；
图7是本发明再恢复示意图；
图中：1、承台，2、厚环板，3、加劲板，4、钢管，5、上预留桩身，6、混凝土，7、纵筋，8、加密箍筋，9、下预留桩身，10、基桩，11、工程桩，12、开挖面，13、钢圈梁，14、厚钢板，15、临时钢梁平台，16、自锁式千斤顶，17、静载试验液压千斤顶，18、在恢复结构。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例：一种用于既有受荷工程基桩检测结构措施的施工工艺，包括如下步骤：
（1）开挖土体并在承台下方待检测的基桩周围架设临时钢梁平台（参见图2图3）；开挖承台1周边1m范围内的土体，露出支撑承台下方的支撑桩高度1m；选择承台下方中间位置的支撑桩作为待检测的基桩10，基桩周围的为工程桩11，在临近开挖面12和基桩周边工程桩处，人工挖置沟槽并架设钢圈梁13，钢圈梁紧箍待基桩及工程桩，钢圈梁上方固定厚钢板14，形成临时钢梁平台15；厚钢板与钢圈梁之间设置加劲板，并预留孔位供基桩及工程桩穿过；
（2）在临时钢梁平台与承台之间架设支撑（参见图4），支撑为自锁式千斤顶16，自锁式千斤顶为四台，四台自锁式千斤顶围绕待检测基桩呈对称布置，每台自锁式千斤顶顶部设置压力传感器，初始预顶荷载设置为5MPa；将待检测的基桩卸载并截断基桩；截断基桩时，在承台底部与临时钢梁平台部分别预留30cm的上预留桩身5和下预留桩身9，凿除基桩上预留桩身和下预留桩身之间的中部混凝土并平整处理，露出基桩内部纵筋7，并截断（参见图5）；
（3）采用瞬态或稳态方式在桩顶激振，对基桩进行低应变法检测，实测桩顶部的速度或力时程曲线，基于波动理论的时域或频域分析，反应基桩桩身缺陷及其位置；
（4）在基桩位置放置静载设备对基桩进行检测（参见图6），静载设备为静载试验液压千斤顶17，静载试验液压千斤顶放置于临时钢梁平台部的下预留桩身上，并在下预留桩身上放置竖向位移计，静载试验液压千斤顶的顶部设置压力传感器；检测时，静载试验液压千斤顶第一级预顶荷载为基桩原有试验极限承载力的1/10，第一级预顶载荷后，释放并移除基桩周边的支撑，进行慢速维持静载荷试验，在静载试验液压千斤顶逐级施加竖向压力，观测截断后基桩顶部随时间产生的沉降；边加载边绘制竖向荷载Q与基桩顶部沉降s的再加载关系曲线，结合施工前试桩的初始Q-s曲线，确定两类曲线的交汇点，即为当前既有受荷基桩在截断前的工作状态；判别上述工作状态与基桩的竖向承载力特征值的关系，当加载达到1.2倍基桩的竖向承载力特征值时终止加载，并维持静载试验液压千斤顶的当前工作状态；
（5）检测完后对截断的基桩进行再恢复（参见图7图1）；在基桩截断范围制作钢筋笼，设置加密箍筋8，将预留外露的纵筋焊接，搭接长度为35倍的纵筋直径，搭接工艺符合相关规范要求；将静载试验液压千斤顶、压力传感器与钢筋笼整体导管灌注高强度混凝土6，并掺入高强度混凝土质量比为0.01%的膨胀剂；基桩在承台底部和临时钢梁平台区间段设置钢管4，并整体焊接，钢管上部和下部分别采用厚环板2和加劲板3加固；
（6）回填；待后浇筑的再恢复结构18达到强度要求后，拆除临时钢梁平台，采用砂或素土分层夯实回填至原有承台底部，确保回填质量满足相关规范要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于既有受荷工程基桩检测结构措施的施工工艺，其特征在于包括如下步骤：（1）开挖土体并在承台下方待检测的基桩周围架设临时钢梁平台；
架设临时钢梁平台时，在临近开挖面和基桩周边工程桩处，人工挖置沟槽并架设钢圈梁，钢圈梁紧箍待检测的基桩及工程桩，钢圈梁上方固定厚钢板；
（2）在临时钢梁平台与承台之间架设支撑，将待检测的基桩卸载并截断基桩；
（3）在基桩位置放置静载设备对基桩进行检测，检测完后对截断的基桩进行再恢复；
（4）回填。
2.根据权利要求1所述的一种用于既有受荷工程基桩检测结构措施的施工工艺，其特征在于临时钢梁平台与承台之间的支撑为自锁式千斤顶，自锁式千斤顶围绕待检测基桩呈对称布置，每台自锁式千斤顶顶部设置压力传感器，初始预顶荷载设置为5MPa。
3.根据权利要求1所述的一种用于既有受荷工程基桩检测结构措施的施工工艺，其特征在于截断基桩时，在承台底部与临时钢梁平台部预留20-30cm桩身，凿除基桩中部混凝土并平整处理，露出基桩内部纵筋，并截断。
4.根据权利要求3所述的一种用于既有受荷工程基桩检测结构措施的施工工艺，其特征在于静载设备放置于临时钢梁平台部的预留桩身上，并在预留桩身上放置竖向位移计，静载设备的顶部设置压力传感器。
5.根据权利要求1所述的一种用于既有受荷工程基桩检测结构措施的施工工艺，其特征在于静载设备为静载试验液压千斤顶，检测时，静载试验液压千斤顶第一级预顶荷载为基桩原有试验极限承载力的1/10，第一级预顶载荷后，释放并移除基桩周边的支撑，进行慢速维持静载荷试验。
6.根据权利要求5所述的一种用于既有受荷工程基桩检测结构措施的施工工艺，其特征在于检测时边加载边绘制竖向荷载Q与基桩顶部沉降s的再加载关系曲线，结合基桩服役前的初始Q-s曲线，确定两类曲线的交汇点，即为当前既有受荷基桩在截断前的工作状态，判别上述工作状态与基桩的竖向承载力特征值的关系，当加载达到1.2倍竖向承载力特征值时终止加载，并维持静载试验液压千斤顶的当前工作状态。
7.根据权利要求1所述的一种用于既有受荷工程基桩检测结构措施的施工工艺，其特征在于检测结束后保留静载设备，在基桩截断范围设置加密箍筋，将预留外露的纵筋焊接形成钢筋笼，搭接长度为35倍的纵筋直径，将静载设备与上述钢筋笼整体导管灌注高强度混凝土，并掺入高强度混凝土质量比为0.01%的膨胀剂。
8.根据权利要求7所述的一种用于既有受荷工程基桩检测结构措施的施工工艺，其特征在于基桩在承台底部和临时钢梁平台区间段外设钢管，并整体焊接，钢管上部和下部分别采用厚环板和加劲板加固。
9.根据权利要求8所述的一种用于既有受荷工程基桩检测结构措施的施工工艺，其特征在于待后浇筑的混凝土达到强度要求后，拆除临时钢梁平台，采用砂或素土分层夯实回填至原有承台底部。
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