压板面积为0.5平米,matlab求矩阵特征值值怎么取值

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关于地基承载力特征值若干问题的探讨热
[ 作者:周晓晶,张沿明&|&转贴自:本站原创&|&点击数:1069&|&更新时间:&|&文章录入:imste&&&2011年&第&6&期 ]
(中冶东方控股有限公司 包头钢铁设计研究院,内蒙古 包头 014010)摘 要: 探讨了现行《建筑地基基础设计规范》中规定的地基承载力特征值的若干问题,阐释了 其含义:地基承载力设计取值必须保证地基变形在控制的要求内,根据不同的变形控制 条件,最大取值不得大于荷载变形曲线的比例界限值;地基承载力设计值应保证基础下地 基土的工作状态,不得产生过大的塑性区,保证建筑物在长期荷载作用下,上部结构对地基 变形的适应能力和建筑物的正常使用条件。关键词:地基;承载力;特征值 中图分类号:TU4& 文献标识码:A& 文章编号:(77―03
我国规范关于地基承载力术语使用比较混乱,新规范的颁布使用,承载力特征值的采 用,承载力表的取消使我们对承载力特征值从概念的根本认识到取值评价都出现了不少问题 ,为此本文从以下几个问题加以讨论。
在荷载作用下,地基产生变形,初始阶段荷载较小时,地基处于弹性平衡状态(S―P线直线 段)当然是安全的,随着荷载的增加,变形增大,并在小范围内产生剪切破坏,即“塑性区 ”,塑性区较小时,地基尚能稳定,仍具有安全的承载能力。随着荷载继续增加,塑性区不 断扩展,变形迅速增加,塑性区贯通地基承载力达到极限,失去稳定。因此,变形和强度是 耦合在一起的,在解决工程问题时其实质我们往往从变形角度分析考虑,地基承载力可视为 地基土抗剪强度的宏观表现,虽然地基承载力建议值一般由勘察单位提出,但绝对不同于岩 土特性指标,地基承载力的取值不仅与土的工程特性有关,还与基础的埋置深度、基础形状 、尺寸及其上部结构的刚度、荷载分布、结构对地基变形的敏感性等许多因素有关,其本质 是地基基础的设计问题。1 关于地基承载力标准值、特征值、允许承载力的关系
标准值和特征值涉及到两个不同的概念,前者是统计的概念,是一种数学描述,包括:特征 值 、公称值、名义值和标定值,都是用个中方法选取的代表性数值,他适用于上部结构材料, 也适用于地基土。但后者并不是统计的概念,而是对载荷试验结果的一种物理描述。
岩土承载力可靠度问题是十分复杂的,还不能真正做到概率计算。因为岩土计算断面及研究 对象的均一性、可变性,每一个点上都是不同的,不是一定值。而承载力职能通过载荷试验 确定单位值,试验点的不同,客观实际值本身不同,其差值往往大于随机误差,再则场地载 荷试验的次数有限,不能满足统计式样本数。
载荷试验是一种原位测试,虽然也可以通过统计分析求得某一分值,新规范中也是取几次载 荷试验的平均值作为承载力特征值的基本取值,但不具有实质性统计原则。地基承载力标准 值是由89规范而来,是套用上部结构设计原则而采用的术语。下面我们就从历年规范关于承 载力的规定来分析一下承载力的特征值,与允许承载力、地基承载力标准值的关系。
74规范采用允许承载力设计,载荷组合荷载分项系数为1.0,基本与2002规范荷载效应 标准组合 一致,只不过2002荷载规范调整了部分结构何在的取值。
89规范采用地基承载力设计值设计,地基承载力标准值作为基本取值的取值方法与74 规范允许承载力相同,只增减几个承载力表并规定了标准值经深、宽修正边为设计值,荷载 组合采用基本组合,关于深度修正系数取值与74、2002版规范有所不同。
2002版地基规范采用修正后的地基承载力特征值设计,对应荷载组合采用荷载效应标 准组合值,同89规范基本组合相比要小,从而取消了f&1.1fk,f取1.1fk的规定。另外2002 版规范强调按变形控制,满足建筑物正常使用原则,对中高压缩性土的地基承载力特征值取 值更加严格,S/D取值范围由0.02减小0.015。综上所述,关于地基承载力特征值的确定,地基承载力特征值fak是由荷载试验直接测定或 由其与原位试验相关关系间接确定和由此而累积的经验值。它相应于载荷试验时地基土压力 - 变形曲线上线性变形段内某一规定变形所对应的压力值,其最大值不应超过该压力-变形曲 线上的比例界限值。
修正后的地基承载力特征值fa是考虑了影响承载力的各项因素后,最终采用的相应于正常使 用极限状态下的设计值的地基允许承载力。 对于勘察单位其原位测试方法,取值基本方法 和以前规范的标准值,允许值没有大的区别。可以理解为特征值就是容许承载力,而在89规 范中的标准值也是容许承载力,在机理上是一样的,只不过在取值标准上严格程度有些差异 。2 地基承载力特征值的确定与评价问题2.1 正确利用承载力表的问题从“74地基规范”――“77勘察规范”――“89地基规范”――“94勘察规范”,经过20多 年 使用完善的承载力表,所有工作均以载荷试验资料为基础,不仅做了认真细致回归分析,建 立经验关系,而且与用土的抗剪强度计算进行了比较,与前苏联规范进行了比较,与建筑物 沉 降实测和变形分析进行了比较。本地区对承载力表应用情况的反映也是满意的,与本地区载 荷试验资料对比偏于保守。虽然承载力表仍可根据情况加以利用。但使用的同时应充分考虑 其局限性。
土的物理性指标或静力触探、动力触探标准贯入试验锤击数,与地基承载力之间不存 在任何理论关系或函数关系,只有经验关系、统计关系。虽然对统计参数进行了筛选,对相 关性进行了检验。况且子样来源不包含本地区,但总有一些子样偏离回归曲线。
地基承载力本来是相当复杂的设计问题,规范有了承载力表,客观上把复杂问题简单 化了。似乎用不着土力学知识,查表和简单计算就可确定地基承载力。过去地基设计主要对 象是体型简单的多层建筑,简便的承载力表尚适应;现在地基设计的对象大多是高层建筑, 形体复杂或要求特殊的建筑,承载力表就更难适应了。
对于地基承载力理论公式还是规范的承载力表都不一定可靠,要依靠岩土工程师综合 判断。判断是否正确与岩土工程师的理论水平和工程经验有关,带有一定风险性。在市场经 济国家,这种风险责任由岩土工程师负责。我国注册岩土工程师体制已经启动,由规范承担 确定地基承载力的责任已经不适应了。2.2 地基承载力经验取值问题
在全国规范中取消了地基承载力表,但并不说明地基承载力表本身有问题,它所提供的经验 关系在技术上仍然是有用的 ,总结本地区使用地基承载力表经验,对原来规范提供的地基 承载力表的数据进行检验,只要经过验证证明这些地基承载力表的数据是符合当地实际情况 的,就可以供工程师参考。在地方规范中采用经验方法来确定地基承载力不仅是允许的,而 且应当加以鼓励,当然也同样不能将其绝对化了。
如果地基规范的地基承载力表不符合本地区的情况,条件成熟时可以组织编制本地区的地基 承载力表。这种编制工作应当建立在载荷试验数据的基础上,通过与土工试验数据的对比& 或者与原位测试数据的对比,建立经验关系。
采用地基承载力表的形式是有一定条件的,指标需要有一定的分布范围。否则在作回归分析 时,散点不具有规律性的分布,所拟合的统计关系没有使用的价值。在这种情况下,就不能 一定要用经验公式和地基承载力表的形式。
作为标准化的结果,不论是经验公式或承载力表,其原始数据必须是直接测定值,而不能用 计算的结果进行统计,这和回归方程不能移项计算一样,因为统计公式中的变量不是纯数, 而是带有一定误差的物理量。如果原始数据是载荷试验的结果和地基的物理力学指标,或者 是原位测试的指标,则可以对数据的组合进行统计。如果没有作载荷试验而仅有土的抗剪强 度指标,则不能把用抗剪强度指标计算得到的地基承载力去进行统计而建立地基承载力表。 在这种情况下,只能对地基承载力计算公式的适用性作出评价,规定其适用范围,对指标的 试验方法和取值方法作出规定,这也是地区经验的一种总结。2.3 如何正确使用平板载荷试验
总结地区性地基承载力表的主要依据是载荷试验,这就需要讨论如何正确使用平板载荷试验 的问题。
平板载荷试验是确定地基承载力和土的变形模量的一种原位测试方法,也可以看作为基础的 一种模型试验,他的优点是比较简单直观,但其局限性也比较明显。
对于地下水位以上的均质土,是载荷试验内的最佳适用条件,这就意味着不适用于地下水位 以下,也不适用于土层厚度比较薄的层状土。
从理论上说平板载荷试验的结果反映了半无限体的承载性状,从工程实践的角度看,很深部 土层的影响是可以忽略的。一般认为压板影响的深度人体为压板宽度的3倍,对于层状土, 试验结果则反映了3倍压板宽度范围内各土层的综合性状,因而其结果便不能在总结地区性 经验中使用。
载荷试验的强制性使用是十分必要的,承载力表的取消在内蒙古不仅没有使我们的承载力特 征值取值更加严格,正好相反,相当一部分工作承载力特征值的取值成为“拍脑袋”数字, 为了减轻责任,降低成本,往往造成基础设计的浪费,包头近几年有一部分工程采用人工地 基,原因就是承载力不能满足要求,其地基承载力几乎都不是通过载荷试验确定,其准确性 、合理性是没有保证的。为此在决定采用人工地基时,可以通过载荷试验准确确定地基承载 力,节省大量的投资是完全有可能的。在将载荷试验结果用于地基基础设计时,尚应注意下面3个问题:2.3.1 虽然可以在基础底面标高处的土层上做载荷试验,但为了将Boussinesq课题的 解析解 用于分析试验资料,也为了试验条件的归一化,有关标准规定了试抗的宽度必须不小于压板 宽度的3倍。这样,试验是在无超载的条件下进行的,所得的试验结果是在相当于基础埋置 深度为0的条件下的地基承载力,用于工程设计时必须按实际的埋置深度进行修正。2.3.2 地基承载力的大小与基础底面积有关,载荷试验的压板尺寸越接近基础底面积 尺寸, 试验的结果越能反映实际情况。但过大的压板尺寸将使试验的总荷载很大而难以实现,一般 规定压板面积0.5m2,边长70.7mm。将这种标准尺寸压板的试验结果用于实际工程时 ,需要进行宽度的修正。2.3.3 深层岩土地基承载力特征值的确定问题,在实际勘察工作中,不论其土层多深, 包括地下水位以下地层,勘察人员必须提供每一层土的承载力指标。 现在规范取消了用孔隙比、液性指数查表得承载力的方法,规定用C、Φ值计算。C、 Φ值是可以从土工试验那里得到的。用C、Φ值计 算承载力的方法规定只有公式fd=Mb*γ*b+M+d*γm*d+Mc*kc(土力学中还有其他的公式 ), 但对于埋藏较深的土层d值该如何取?在设计没有提供基础宽度时,b值该如何取?只能通过 螺旋板试验现行规范中规定的不明确,试验条件(0.5m2板)和数据分析就本地区的 实施非 常困难,或者说无法实施。就本区市场条件和技术条件浅层板与普通深层板推广使用无法保 证,何况螺旋板载荷试验。因此这一问题的解决目前有效的办法只能依靠以前规范的地基承 载力表,但需要搜集资料总结经验。3 关于地基承载力特征值的超载效应问题
随着城市建设规模的扩大,建设用地紧张,建筑设计对功能要求因素显得更加突出。大量的 高层建筑群、主裙楼一体结构,地下广场式建筑开始设计、施工。该类工程进行承载力验算 时,由于超载效应的影响关于深度修正问题现行规范已不能满足使用要求。现行地基基础设 计规范已不能满足使用要求。现行地基基础设计规范只对超载为正值时,做如下说明:“对 于主体结构地基承载力的深度修正,宜将基础底面以上范围内的荷载,按基础两侧的超载考 虑,当超载宽度大于基础宽度两倍时,可将超载折算成土层厚度作为基础埋深,基础两侧超 载不等时,取小值。”集中体现为以下集中条件:①超载值为正值,即低级土侧向荷载增加;②超载作用宽度大于基础宽度的2倍;③基础两侧地基超载不等时取小值。
由此可以理解为当前超载时深度修改时d值可适当增加,但受超载作用宽度和超载差的限制 ,其限制因素可以边为安全储备。对于裙楼一体结构,地下广场建筑,往往出现超载效应为 负值,这时关于超载效应的取值验算应如何考虑,规范没有规定。但从安全角度出发,设计 必须考虑基础超载效应的影响。
地基承载力的超载效应,不仅仅是深度修正的问题,超载越大,承载力就越大,承载力系数 Md反映了土的内摩擦角对深度效应的影响。同样大小的基础,埋置深度大,超载高时承载力 就可以取值高一些,其限制条件是超载作用有一定的宽度,基础两侧埋深或超载值相等,包 头地区的岩土工程条件一般高层建筑就适用箱形和筏形基础,当裙楼结构荷载,地下广场结 构荷载小于基础底面土的自重压力时,超载为负值,此时,进行深度修正时同样应当折算成 土层厚度从其基础埋深中扣除,即减小d值,如果基础两侧埋深不一致,例如非整体底板的 地下室的外墙条件基础外侧超载可以从室外地坪算起,埋深就很大,而内侧从室内地坪算起 ,埋深就比较小。但外侧的超载实际上对于基础的稳定是不利的,是一种单侧向荷载,只能 用室内埋深计算。近年来包头出现多处不规则高层建筑,地下建筑面积大,整个建筑场地开 挖深度12.0m以下,包括主楼和中心广场。高层建筑部分设计结构要求地基承载力(修 正后)不考虑超载效应负效应往往能够满足承载力要求,可是设计地基承载力不能满足结构 要求,就是充分考虑其负效应的影响。[参考文献][1] JBJ-77工业与民用建筑工程地质勘察规范[S].[2] JBJ-74工业与民用建筑地基基础设计规范[S].[3] JBJ7-89建筑地基基础设计规范[S].[4] GB岩土工程勘察规范[S].[5] GB建筑结构荷载规范[S].[6] GB建筑地基基础设计规范[S].
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用自平衡法深层平板载荷试验检测大直径桩的端阻力特征值-----郭
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《安徽建筑》
用自平衡法深层平板载荷试验检测大直径桩的端阻力特征值
郭杨(安徽省建筑科学研究设计院,安徽 合肥 230001)
&&& 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94)第5.2.9条:
&&& 根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系,确定大直径桩(D≥800mm)单桩竖向极限承载力标准值时,可按下式计算:
&&& Quk=Qsk+Qpk=uΣΨsiqsiklsi+ΨpqpkAp
&&& 式中:qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值
&&&&&&&&&&qpk——桩径为800mm的极限端阻力标准值,可采用深层载荷板试验确定
&&& 《建筑地基基础设计规范》(GB )在附录D深层平板载荷试验要点第D.0.7条中明确深层平板载荷试验得出的是地基承载力特征值fak,显然,qpk和fak非同一概念。
&&& 《建筑地基基础设计规范》(GB )第8.5.5条规定:桩的端阻力特征值qpa应由当地静载试验结果统计分析算得。对大直径桩而言,承载力往往很高,很难通过静载试验得到桩的端阻力特征值qpa。如何用简捷而准确的方法测出桩的端阻力特征值qpa,本文介绍了采用自平衡法深层平板载荷试验检测大直径桩桩端阻力特征值的方法,以及采用该法得出本地区的桩端持力层阻力特征值的试验结果。
1 自平衡法深层平板载荷试验简介
1.1 自平衡法深层平板载荷的试验方法
&&& 自平衡法深层平板载荷试验将自平衡试桩法和深层平板载荷试验相结合,为模拟大直径端承桩的实际工作条件,该法将荷载箱位置放在桩底部,浇注桩身混凝土后,利用荷载箱上端的桩侧阻力和下端的桩端阻力进行互为反力的载荷试验,省去了深层平板载荷试验地面上笨重的反力装置,却同样达到了验证桩端持力层承载力的目的。用这种方法,不仅可以确定大直径(不小于800mm)端承型灌注桩的桩端阻力特征值(qpa值),同时还可以评价极限桩侧阻力。本方法适用于桩径不小于900mm的端承型桩,尤其适用于桩端嵌岩的大吨位挖孔桩。与传统静载荷试验方法和深层平板载荷试验相比,该方法不受工期和现场场地条件的限制,具有快捷、简便的特点。
1.2 试验仪器设备
1.2.1 荷载箱制作与检定
&&& 试验中使用的荷载箱为整体轮辐式荷载箱(见图1),由我院自行设计制造。该荷载箱上承压板与千斤顶活塞整体铸造,下承压板与千斤顶油缸整体铸造。下承压板面积为0.5m2,上承压板面积为0.25m2,并具有足够的刚度。上承压板预留高压油管孔和下位移丝孔。千斤顶加载能力应大于预估试验最大荷载的1.2倍。荷载箱外围用厚3mm的钢板围护。从试验系统示意图可以看出,试验荷载直接由荷载箱产生,荷载箱中千斤顶的质量以及上、下承压板的变形直接影响试验结果的准确性,因此,我院在试验中使用的荷载箱均由具备精密铸造能力的厂家生产。
荷载箱埋设前须由法定检测单位在压力试验机上进行检定。采用联于荷载箱的压力传感器测定油压,检定时荷载分级与试验时一致,根据荷载箱检定曲线换算荷载。
1.2.2 荷载及位移传递系统
&&& 荷载及位移传递系统由高压油管、位移丝护管及位移丝组成。高压油管由荷载箱通至地面,与高压油泵相连;上、下位移丝护管各两根,选用内径不小于30mm的钢管,对焊垂直连接,为防止水泥浆漏入护管,连接部位不得有孔洞、缝隙等缺陷。位移丝护管顶部通至自然地面,底部与荷载箱上承压板用螺纹对接器连接,并固定于桩身钢筋笼上。
1.2.3 地面测试系统
&&& 地面测试系统由基准桩、基准梁、数显式位移计、压力传感器、高压油泵、静载试验仪组成,基准桩和基准梁的安装应严格按照《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2003) 、《建筑地基基础设计规范》(GB )和《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94)中相关要求进行。
1.2.4 荷载箱安装
&&& 桩身混凝土浇注前,在桩端持力层预先安放荷载箱,待桩身混凝土养护达到设计强度等级、桩-土体系满足一定休止期后,在地面通过油泵加载,利用荷载箱上端的桩侧阻力和下端的桩端阻力进行互为反力的载荷试验,通过连接于荷载箱上、下底板(各2根)的位移丝,在地面测定荷载箱上、下承压板的向上及向下位移,以此得到桩侧阻力-桩身位移和桩端阻力-桩端位移变化曲线。根据测试结果对桩端竖向极限承载力和桩侧阻力等进行推定。
1.3 试验方法及终止加载条件
&&& 采用慢速维持荷载法逐级加载,参照《建筑地基基础设计规范》(GB )中规定执行。
1.4 桩端阻力特征值qpa(kPa)的确定
&&& qpa=(Q/A)
&&& 式中:A为承压板面积,直径为800mm时为0.5m2。
1.5 灌浆处理
&&& 当在工程桩上进行承载力自平衡深层载荷试验时,试验将会使荷载箱与桩端持力层之间形成一个小的缝隙,可利用位移丝护管,直接用高强度水泥净浆对试验桩进行注浆补强,使试验产生的缝隙充实。
2 采用自平衡法深层平板载荷试验得出部分桩端持力层端阻力特征值
&&& 我院近几年对合肥及周边地区300多根人工挖孔桩的试验结果按桩端持力层为粘土或粘土夹粉质粘土、泥质砂岩分别进行了分类汇总、分析,得出的qpa如下。
2.1 桩端持力层为粘土或粘土夹粉质粘土
&&& 对桩端持力层为粘土或粘土夹粉质粘土的基桩共进行了168根自平衡法深层平板载荷试验,勘察报告提供的qpa值在850kPa~1100kPa之间,试验实测qpa值分布结果见表1和图4。可以看出,合肥及周边地区桩端持力层为粘土或粘土夹粉质粘土的实测qpa值主要分布在800kPa~1000kPa之间。两者相比,实测qpa值低10%左右。
2.2 桩端持力层为泥质砂岩
&&& 对桩端持力层为强风化~中风化泥质砂岩的基桩共进行了147根自平衡法深层平板载荷试验,勘察报告提供的qpa值在2500kPa~4000kPa之间,试验实测qpa值分布结果见表2和图5。可以看出,合肥及周边地区桩端持力层为强风化~中风化泥质砂岩的实测qpa值主要分布在3000kPa~4000kPa之间,持力层密实性越好qpa值越高。
3 推算大直径桩的单桩竖向承载力特征值
3.1 桩侧极限阻力(kN)的推定
&&& QSK=(Qsu-W-Wp)/γ
&&& 式中:Qsu——为极限抗拔力值
&&&&&&&&& W——为桩身自重
&&&&&&&&& Wp——为堆载重量,当桩侧抗拔能力小于桩端承压板下持力层极限承载力时,可在桩顶增加堆载配重
&&&&&&&&& γ——为桩侧抗拔-抗压阻力比,可取0.7~1。当无当地经验时,应取高值
3.2 持力层桩端阻力特征值(kPa)的推定
&&& qpa=■(Qpu/A)
&&& 式中:A——为承压板面积,直径为800mm时为0.5m2
&&&&&&&&& Qpu——为承压板下持力层极限承载力值
3.3 桩端极限阻力(kN)的推定
&&& QPK=ψp×qpa×Ap×2
&&& 式中:Ap——为桩底扩大端面积
&&&&&&&&& ψp——为大直径桩端阻力尺寸效应系数,按现行《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94)中相关规定取值
3.4 单桩竖向抗压极限承载力(kN)推定
&&& Qu=QSK+QPK
3.5 单桩竖向抗压承载力特征值(kN)推定
&&& Ra=Qu/2
&&& ①我院采用自平衡法深层平板载荷试验对合肥及周边地区300多根人工挖孔桩进行承载力试验,通过对试验结果的分类汇总、分析,得出合肥及周边地区桩端持力层为粘土或粘土夹粉质粘土实测qpa值在700kPa~1200kPa之间;桩端持力层为强风化~中风化泥质砂岩实测qpa值在2500kPa~4500kPa之间。
&&& ②工程实践表明,运用该试验方法对大直径端承型混凝土灌注桩的承载力进行现场试验的结果,可以满足实际工程需要。
&&& ③采用该法解决了大吨位静载试验投入大、工期长、对场地环境条件要求较高等诸多问题,具有经济、安全、快捷、简便的优点。
&&& ④该方法在使用中,尚应积累不同土层的桩侧抗拔与抗压对比系数及大直径灌注桩的尺寸效应系数,总结经验,不断完善和提高测试精度。
[1] JGJ106-2003,建筑基桩检测技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[2] GB,建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[3] JGJ94-94,建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,1994.
[4] 安徽省地方标准.DB34/T648-2006,桩承载力自平衡法深层平板载荷测试技术规程[S].
[5] 江苏省地方标准.DB32/T291-1999,桩承载力自平衡测试技术规程[S].
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振冲挤密法处理砂土地基施工方案及地基承载力检验方案——谢家高
来源: & 发布时间: & 被阅读192次
安徽省外经建设(集团)有限公司谢家高
[摘要]&中国援贝宁外交部办公楼项目,&基础设计型式为双向柱下条形基础,局部为柱下扩展基础。基层持力层为浅层中、粗砂层采用振冲挤密法加固处理。通过采取措施保证了基础的承载力,取得了满意的施工效果。
[关键词]&振冲挤密法;砂土地基;承载力
第1部分&&概述
中国援贝宁外交部办公楼项目在贝宁首都科托努,总建筑面积11853.4平米。分办公楼等四个单项工程。基础型式为双向柱下条形基础,局部为柱下扩展基础。基层持力层为浅层中、粗砂层采用振冲挤密法加固处理。
办公楼、设备房及停车棚都进行振冲挤密桩施工。振冲挤密桩施工阶段的后期进行轻型井点设备布置。
第2部分&&振冲挤密法处理砂土地基施工方案及地基承载力检验方案
一、振冲挤密法处理地基施工方案
(一)主要机具设备主要设备
振冲器(30kw)
>20m3/h,0.5~1.0MPa
排污量>20m3/h
电气控制箱
与振冲器配套
其他机具设备包括:测量仪器、供水管道、小翻斗车、电焊机等。
(二)施工步骤
1、现场工艺性试验桩
(1)正式施工之前,应进行振冲试验,以便根据现场实际确定各项技术参数,如水压、水量、造孔时间,并调整振冲孔径、间距等,以及达到土体密实时的密实电流、填料量和留振时间。一般控制标准是:密实电流为50A;留振时间为30~60S。
(2)选择有代表性的试桩位置或地基土质较差的部位,按设计要求试桩数量为总数的1%。
(3)试桩时请设计代表、监理工程师进行见证,做好详尽的现场记录。总结评价施工工艺、施工质量、加固效果等。
2、施工流程
造孔顺序采用&围幕法&施工,先造外围孔,然后造内圈,即先外后内依次向中心区造孔;施工时应注意防止漏掉孔位和保证其位置准确。
工艺流程:定位&成孔&填料&边振边上提&振密&成桩&移位。
3、施工要点
振冲定位:对桩位进行编号,注明于布桩图上,然后在场地上放线,用木桩定位,按序号施工;
施工机具就位,吊机起吊对准桩位(偏差应小于10cm)。
振冲成孔:启动供水泵和振冲器,调节水压(200-600kpa)、水量(200-400L/min),将振冲器徐徐沉入土中,并保持振冲器呈悬垂状态,造孔速度为0.5~2.0m/min,直至达到设计深度。
留振时间:在设计深度处留振30~60S,此时将水压和水量降至孔口有一定量回水但无大量细颗粒带出的程度。
填料:将填料堆于孔口扩筒周围,采取自下而上地分段振动挤密,每段长50cm,填料在振冲器振动下依靠自重沿筒壁下沉至孔底,当电流达到规定的密实电流值和规定的留振时间后,将振冲器上提30-50cm;重复以上步骤直至完成全孔处理。
制桩结束、移位:制桩加固至井口时,先停止振冲器运转,再停止供水泵;然后将振冲器移至下一个桩位。
记录振冲器的空载电流值及经各深度的水压、填料量、电流和留振时间,并均应符合规范、设计的规定。
施工时如果遇到振冲器不易贯入,可采用两个措施:一个是加大水量(可在振冲器两侧增焊辅助水管,但造孔水压宜小),另一个是加快造孔速度。
加固区的振冲桩施工完毕后应将顶部的松散桩体(约1米左右)予以挖除。
污水、泥浆经泥水排放系统先排至沉淀池内沉淀一段时间后,再行处理。
其他要求:填料含泥量<5%;振冲器喷水中心与孔径中心偏差&50mm;
成孔中心与设计孔位中心偏差&100mm;桩体直径允许偏差<50mm;
孔深允许偏差&200mm。
二、地基承载力检验方案
根据本工程特点,采用单桩复合地基载荷试验确定地基承载力;设计要求检测数量为1%,检测合格后方可进行基础施工。
1、试验设备
考虑到工程的特殊性,为便于试验和确保设备的可靠性,采用JCQ-302型静载荷测试设备和500KN分离式油压测试系统,全套装置在出国前预先进行标定,关键仪表要求多套备份并全部标定。
位移测试2通道,加荷装置有效行程大于200mm。
JCQ-302型静载荷测试设备
500KN千斤顶
容珊式防水位移传感器
堆载用钢梁
2、试验参数
(1)单桩复合地基载荷试验承压板面积
面积为一根桩承担的处理面积。桩的中心(或形心)应与承压板中心保持一致,并与荷载作用点相重合。本工程单桩复合地基载荷试验承压板面积经现场试桩后根据桩径确定。
(2)最大试验压力
根据设计要求,处理后地基承载力特征值为180Kpa,规范要求最大加载压力不应小于设计要求压力值的2倍,采用堆载方式提供反力。本工程加载等级拟分为8级。
3、试验过程及试验要求
(1)试验点处理
承压板底面标高应与桩顶设计标高相适应。承压板底面下宜铺设粗砂或中砂垫层,垫层厚度取50~150mm,桩身强度高时宜取大值。试验标高处的试坑长度和宽度,应不小于承压板尺寸的3倍。基准梁的支点应设在试坑之外。
试验前应采取措施,防止试验场地地基土含水量变化或地基土扰动,以免影响试验结果。
(2)加载:每加一级荷载前后均应各读记承压板沉降量一次,以后每半个小时读记一次。当一小时内沉降量小于0.1mm时,即可加下一级荷载。
(3)卸载分四级,等量进行,每卸一级,间隔半小时,读记回弹量,待卸完全部荷载后间隔三小时读记总回弹量。
(4)当出现下列现象之一时可终止试验:
①沉降急剧增大,土被挤出或承压板周围出现明显的隆起;
②承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6%:
③当达不到极限荷载,而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。
4、复合地基承载力特征值的确定&
利用压力&沉降(P-S)关系曲线确定,有下面几种情况:
①&当压力&沉降曲线上极限荷载能确定,而其值不小于对应比例界限的2倍时,可取比例界限;当其值小于对应比例界限的2倍时,可取极限荷载的一半;
②&当压力&沉降曲线是平缓的光滑曲线时,可按相对变形值确定:
可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力(s为载荷试验承压板的沉降量;b和d分别为承压板宽度和直径,当其值大于2m时,按2m计算)。
③&试验点的数量不应少于3点,当满足其极差不超过平均值的30%时,可取其平均值为复合地基承载力特征值。
第三部分&实施效果[结语]
该项目振冲挤密法加固处理措施特点:机具设备简单,主要是一个吊车、一台振冲器;节约三材、就地取材,可采用碎石、卵石、砂或矿渣等作填料;用料具有良好的透水性可加速地基固结,振冲过程中的预震效应,可增加地基抗液化能力。通过对加固振冲挤密法加固机理的研究,它可提高地基承载力、减少沉降和不均匀沉降,且能达到地基抗地震、抗液化能力的效果。是一种快速、经济有效的地基加固方法。
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