CN108104179B - 一种倾斜管桩的承载力检查评估方法 - Google Patents

一种倾斜管桩的承载力检查评估方法 Download PDF

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Abstract

一种倾斜管桩的承载力检查评估方法，包括：采用低应变法进行普查，检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度和位置，并得到每根基桩的低应变法曲线；依据低应变法检测结果，对2L/c时刻前有明显、严重同向反射波信号的桩进行补强，采用测量方法取得每根基桩桩顶位置自成桩之后的水平位移变化量；依据低应变法结果和桩顶水平位移变化量的大小，将基桩划分类别，在分类的基础上通过高应变法试验进行各类基桩的承载力的统计分析，从而对单位工程全体基桩的承载力进行有效评估，为倾斜管桩加固补强方案的优选和优化提供设计依据。本发明提高了检测和评估工作的准确性、降低了社会成本，节约了社会资源。

Description

一种倾斜管桩的承载力检查评估方法
【技术领域】
本发明属于岩土工程检测与检查评估技术领域，具体是指一种倾斜管桩的承载力检查评估方法。
【背景技术】
预应力管桩因其适应性强、施工速度快、工效高、工期短、桩身耐打、穿透力强、设计选用范围广等特点，在工业与民用建筑中广泛使用。然而在软土地区，因打桩及开挖方法不当，产生过大的土体位移，造成预应力管桩发生倾斜、偏位、甚至断裂，对工程的安全性形成较大危害，必须采用纠偏、补强等工程处理手段，对处理后的基桩的残余承载力进行有效利用，提出具有针对性的加固及补强措施，是目前工程实践中的重要课题。
预应力管桩的倾斜情况，往往成规模出现，动辄数以十计，甚至成百上千，缺陷有深有浅，偏位情况有大有小，断裂情况轻重不一，对如此繁多的基桩进行承载力检查，抽样比例太小，不能反映样本的实际情况，全数抽查，在经济性和施工工期方面又不允许。
中国发明专利201510132177.1公开了一种嵌岩桩的承载力检查评估方法，但其难以确定每根桩实际的承载力，造成无法合理的针对性的补强和修复。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于提供一种准确性高的倾斜预应力管桩的承载力检查评估方法。
本发明是这样实现的：
一种倾斜管桩的承载力检查评估方法，包括如下步骤：
步骤1、采用低应变法进行普查，检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度和位置，并得到每根基桩的低应变法曲线；
所述低应变法是：采用低能量瞬态或稳态激振方式在基桩的桩顶激振，得到该基桩的桩顶速度时程曲线，通过波动理论分析对桩身完整性进行判定；
步骤2、依据低应变法检测结果，对2L/c时刻前有明显、严重同向反射波信号的桩进行补强，L为低应变法检测中测点下的桩长，c为桩身一维纵向应力波传播速度，其中：
2L/c时刻前有明显同向反射波信号的桩，应将钢筋笼放入管桩内腔，然后填料注浆，注浆后混凝土强度不低于C30，钢筋笼长度均伸至缺陷位置或管桩接头处以下2m，以两者的较深处为准；
2L/c时刻前有严重同向反射波信号的桩，砍桩至缺陷位置，并经低应变法测试下部桩身无明显同向反射波信号后，采用人工挖孔桩接至设计标高；
步骤3、然后采用测量方法取得每根基桩桩顶位置自成桩之后的水平位移变化量；
步骤4、依据低应变法结果和桩顶水平位移变化量的大小，将基桩划分为A、B、C、D、E、F类，其中：
A类：2L/c时刻前无同向反射波或有轻微同向反射波信号，桩顶位移量小于es值；
B类：2L/c时刻前无同向反射波或有轻微同向反射波信号，桩顶位移量大于es值；
C类：2L/c时刻前有明显同向反射波信号，桩顶位移量小于es值；
D类：2L/c时刻前有明显同向反射波信号，桩顶位移量大于es值；
E类：2L/c时刻前有严重同向反射波信号，桩顶位移量小于es值；
F类：2L/c时刻前有严重同向反射波信号，桩顶位移量大于es值；
es值为桩顶位移可靠值，其值由预应力管桩型号决定；
步骤5、对每个基桩类别进行抽检和/或按一定比例选取有代表性的基桩进行检测，检测方法为高应变法；
所述高应变法是：用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力时程曲线，通过波动理论分析，对基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定；
步骤6、基于高应变承载力检测结果，综合工程地质资料和统计理论对其进行分析和计算，分别得到基桩类别的侧摩阻力与端阻力代表值，其中，基于高应变法的检测结果，进行基桩类别的侧摩阻力和端阻力的统计分析的步骤如下：
①先计算n根试桩实测参数平均值φm：
②计算标准差σf：
③计算变异系数δ：
δ＝σf/φm
④计算统计修正系数γs：
⑤计算标准值，该标准值即为该类型桩的侧摩阻力或端阻力代表值：
Qsk/Qpk＝γsφm
⑥计算单桩承载力
Qu＝AQsk+LQpk
步骤7、依据偏心距假定，计算受偏心距影响条件下预应力管桩的截面控制承载力，绘出截面控制承载力、截面控制弯矩与偏心距的关系图，由关系内插得到不同偏心距下桩的截面控制承载力；
步骤8、对比每根桩的截面控制承载力与基于高应变检测结果的单桩承载力，取二者中的小值为每根桩的承载力评估值。
本发明的优点在于：本发明基于应力波理论的桩身完整性结果，结合桩顶位移量的大小，在分类的基础上通过高应变法试验进行各类基桩的承载力的统计分析，从而对单位工程全体基桩的承载力进行有效评估，为倾斜管桩加固补强方案的优选和优化提供设计依据。相较于传统方法，提高了检测和评估工作的准确性、降低了社会成本，节约了社会资源。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1是本发明的方法流程示意图。
图2是本发明受偏心距影响条件下预应力管桩的截面控制承载力示意图。
图3本发明预应力管桩截面控制承载力、截面控制弯矩与偏心距的关系图。
【具体实施方式】
如图1所示，本发明的倾斜预应力管桩的承载力检查评估方法，用于对于前期工程施工出现疑问基桩进行检查评估，结合低应变法结果与桩顶位移量的测量，分别归类不同类型的基桩，并抽取样本采用高应变法进行承载力试验，对比不同偏心距条件下桩身截面控制承载力标准值，给出单桩竖向抗压承载力评估值，为加固补强设计提供依据。
所述方法具体包括下述步骤：
步骤1、采用低应变法进行普查，检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度和位置，并得到每根基桩的低应变法曲线；
所述低应变法是：采用低能量瞬态或稳态激振方式在基桩的桩顶激振，得到该基桩的桩顶速度时程曲线，通过波动理论分析对桩身完整性进行判定；
步骤2、依据低应变法检测结果，对2L/c时刻前有明显、严重同向反射波信号的桩进行补强，L为低应变法检测中测点下的桩长，c为桩身一维纵向应力波传播速度，其中：
2L/c时刻前有明显同向反射波信号的桩，应将钢筋笼放入管桩内腔，然后填料注浆，注浆后混凝土强度不低于C30，钢筋笼长度均伸至缺陷位置或管桩接头处以下2m，以两者的较深处为准；
2L/c时刻前有严重同向反射波信号的桩，砍桩至缺陷位置，并经低应变法测试下部桩身无明显同向反射波信号后，采用人工挖孔桩接至设计标高；
步骤3、然后采用测量方法取得每根基桩桩顶位置自成桩之后的水平位移变化量；
步骤4、依据低应变法结果和桩顶水平位移变化量的大小，将基桩划分为A、B、C、D、E、F类，其中：
A类：2L/c时刻前无同向反射波或有轻微同向反射波信号，桩顶位移量小于es值；
B类：2L/c时刻前无同向反射波或有轻微同向反射波信号，桩顶位移量大于es值；
C类：2L/c时刻前有明显同向反射波信号，桩顶位移量小于es值；
D类：2L/c时刻前有明显同向反射波信号，桩顶位移量大于es值；
E类：2L/c时刻前有严重同向反射波信号，桩顶位移量小于es值；
F类：2L/c时刻前有严重同向反射波信号，桩顶位移量大于es值；
es值为桩顶位移可靠值，其值由预应力管桩型号决定；
步骤5、对每个基桩类别进行抽检和/或按一定比例选取有代表性的基桩进行检测，检测方法为高应变法；
所述高应变法是：用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力时程曲线，通过波动理论分析，对基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定；
步骤6、基于高应变承载力检测结果，综合工程地质资料和统计理论对其进行分析和计算，分别得到基桩类别的侧摩阻力与端阻力代表值，其中，基于高应变法的检测结果，进行基桩类别的侧摩阻力和端阻力的统计分析的步骤如下：
①先计算n根试桩实测参数平均值φm：
②计算标准差σf：
③计算变异系数δ：
δ＝σf/φm
④计算统计修正系数γs：
⑤计算标准值，该标准值即为该类型桩的侧摩阻力或端阻力代表值：
Qsk/Qpk＝γsφm
⑥计算单桩承载力
Qu＝AQsk+LQpk
步骤7、如图2所示，依据偏心距假定，计算受偏心距影响条件下预应力管桩的截面控制承载力，绘出截面控制承载力、截面控制弯矩与偏心距的关系图，由图3内插得到不同偏心距下桩的截面控制承载力；
步骤8、对比每根桩的截面控制承载力与基于高应变检测结果的单桩承载力，取二者中的小值为每根桩的承载力评估值。
本发明基于应力波理论的桩身完整性结果，结合桩顶位移量的大小，在分类的基础上通过高应变法试验进行各类基桩的承载力的统计分析，从而对单位工程全体基桩的承载力进行有效评估，为倾斜管桩加固补强方案的优选和优化提供设计依据。相较于传统方法，提高了检测和评估工作的准确性、降低了社会成本，节约了社会资源。
以上所述仅为本发明的较佳实施用例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种倾斜管桩的承载力检查评估方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、采用低应变法进行普查，检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度和位置，并得到每根基桩的低应变法曲线；
所述低应变法是：采用低能量瞬态或稳态激振方式在基桩的桩顶激振，得到该基桩的桩顶速度时程曲线，通过波动理论分析对桩身完整性进行判定；
步骤2、依据低应变法检测结果，对2L/c时刻前有明显、严重同向反射波信号的桩进行补强，L为低应变法检测中测点下的桩长，c为桩身一维纵向应力波传播速度，其中：
2L/c时刻前有明显同向反射波信号的桩，将钢筋笼放入管桩内腔，然后填料注浆，注浆后混凝土强度不低于C30，钢筋笼长度均伸至缺陷位置或管桩接头处以下2m，以两者的较深处为准；
2L/c时刻前有严重同向反射波信号的桩，砍桩至缺陷位置，并经低应变法测试下部桩身无明显同向反射波信号后，采用人工挖孔桩接至设计标高；
步骤3、采用测量方法取得每根基桩桩顶位置自成桩之后的水平位移变化量；
步骤4、依据低应变法结果和桩顶水平位移变化量的大小，将基桩划分为A、B、C、D、E、F类，其中：
A类：2L/c时刻前无同向反射波或有轻微同向反射波信号，桩顶位移量小于es值；
B类：2L/c时刻前无同向反射波或有轻微同向反射波信号，桩顶位移量大于es值；
C类：2L/c时刻前有明显同向反射波信号，桩顶位移量小于es值；
D类：2L/c时刻前有明显同向反射波信号，桩顶位移量大于es值；
E类：2L/c时刻前有严重同向反射波信号，桩顶位移量小于es值；
F类：2L/c时刻前有严重同向反射波信号，桩顶位移量大于es值；
es值为桩顶位移可靠值，其值由预应力管桩型号决定；
步骤5、对每个基桩类别进行抽检和/或按一定比例选取有代表性的基桩进行检测，检测方法为高应变法；
所述高应变法是：用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力时程曲线，通过波动理论分析，对基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定；
步骤6、基于高应变承载力检测结果，综合工程地质资料和统计理论对其进行分析和计算，分别得到各基桩类别的侧摩阻力与端阻力代表值，其中，基于高应变法的检测结果，进行基桩类别的侧摩阻力和端阻力的统计分析的步骤如下：
①先计算n根试桩实测参数平均值φm：
其中，φi表示单根试桩的实测参数值；
②计算标准差σf：
③计算变异系数δ：
δ＝σf/φm
④计算统计修正系数γs：
⑤计算标准值，该标准值即为该类型桩的侧摩阻力或端阻力代表值：
Qsk或Qpk＝γsφm，其中，Qsk为桩端阻力代表值，Qpk为桩侧阻力代表值；
⑥计算单桩承载力
Qu＝AQsk+LQpk
Qu—单桩统计承载力
Qsk—桩端阻力代表值
Qpk—桩侧阻力代表值
A—单桩底面积
L—测点下桩长；
步骤7、依据偏心距假定，计算受偏心距影响条件下预应力管桩的截面控制承载力，绘出截面控制承载力、截面控制弯矩与偏心距的关系图，由关系内插得到不同偏心距下桩的截面控制承载力；
步骤8、对比每根桩的截面控制承载力与基于高应变检测结果的单桩承载力，取二者中的小值为每根桩的承载力评估值。
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