用高应变法监测海上预制桩及应用技术分析.pdfVIP

用高应变法监测海上预制桩的应用技术分析 楼国长1 1．浙江省工程勘察院综合物探研究所浙江宁波315012 摘要：基桩高应变法的另一功能就是监测预制桩打入时的桩身应力，通过高应变初打和复打检测单桩承载力， 为沉桩工艺参数及桩长选择提供依据。本文将结合工程实例，论述了基桩高应变法监测海上预制桩打入时的桩 身锤击拉应力和锤击压应力最大值出现的部位，以及用实测曲线拟合法判定桩侧阻力、桩端阻力，计算预制桩 初打和复打的单桩极限承载力时间效应系数大小，评价桩身完整性，最终为工程设计和施工提供科学依据，确 保工程安全。 关键词：基桩高应变法；预制桩初打和复打；桩身锤击拉应力和锤击压应力；单桩极限承载力时间效应系数 提供科学依据，确保工程安全。 1 引 言 2方法原理 基桩高应变检测技术是从打入式预制桩发展起来 的，试打桩和打桩监控属于其特有的功能，是静载试验 基桩高应变动测法主要有Case法和实测曲线拟合 无法做刭的。基桩高应变动测法适用于检测基桩的竖向 法。Case法假定桩的数学模型，视桩为一维匀质的连 承载力和桩身完整性、监测预制桩打入时的桩身应力和 续弹性杆件，信号沿桩身传播不发生衰减；实测曲线拟 锤击能量传递比；为沉桩工艺参数及桩长选择提供依据 合法桩的数学模型，采用一维弹性杆件模型(可以在桩 吐 身局部采用非弹性性状)，即桩身每个截面上的应力应 桩身锤击应力监测包括桩身锤击拉应力和锤击压 变都是均匀洲21。利用实测曲线拟合法可计算桩侧阻 应力。桩身锤击拉应力是混凝土预制桩施打抗裂控制的 力、桩端阻力。 重要指标。在深厚软土地区，打桩嚣寸侧阻和端阻虽小， 可以从受力和运动两个方面加以描述应力波。假定 但桩很长，桩锤能正常爆发起跳，桩底反射回来的上行 有一维匀质弹性波从介质1传播到介质2，两介质在界 波的头部(拉应力幅值最大)与下行锤击压力波尾部迭 面处必然产生反射波和透射波。根据弹性波界面两侧质 加，在桩身某一部位产生净的拉应力。当拉应力强度超 点振速连续条件、牛顿第三定律和波阵面动量守恒定 过混凝土抗拉强度时，引起桩身拉裂。桩愈长或锤击力 律，可得到入射波和反射波的应力关系式和质点振动速 持续时间愈短，最大拉应力部位就愈往下移【l】。由于土 度关系式[3】。 阻力和辐射阻尼的影响，桩身锤击最大压应力通常出现 入射波应力和反射波应力的关系、入射波质点振动 在桩顶位置；如碰到硬层(基岩、卵石等)而出现拒锤时， 速度和反射波质点振动速度的关系： 最大压应力可能会出现在接近桩端部位；为沉桩需要， OR=委÷一=孑寻·仃，和矿震=箍·矿， 当锤击最大压应力超过桩身混凝土抗压强度时，会引起 桩身开裂。因此，监测预制桩打入时的桩身应力，显得 oR和U。分别为反射波应力和入射波应力，单位 尤为重要，以确保桩身完整。同时，通过高应变初打和 kN／m2；Zl和Z2分别为介质】和介质2的广义波阻抗， 复打，判定桩侧阻力、桩端阻力及单桩极限承载力，可 单位kN·s／m。 求得时间效应系数。下面结合工程实例，论述了基桩高 VR和V1分别为反射波质点振动速度和入射波质点 应变初、复打的桩身锤击拉应力和锤击压应力最大值出 振动速度，单位为m／s。 现的部位，以及用实测曲线拟合法判定桩侧阻力、桩端 在基桩高应变动测曲线上，包含力(F)曲线和归 阻力，计算预制桩初打和复打的单桩极限承载力时间效 一化速度(V)曲线，常常可以看到整个桩身上(含桩 应系数大小，评价桩身结构完整性，为工程设计和旌工 端)的所有变阻抗闯题。桩顼激发的应力波一