高应变法分析桩端状态对桩基侧阻力影响分析.pdfVIP

J 高应变法分析桩端状态对桩基侧阻力 影响分析 杨立峰 （汕 市工程质量检验测试中心 广东汕 515041 ） 摘要：本文就高应变法分析桩端状态对桩基侧阻力影响进行了分析，结合了具体的工程实例，对高应变法的基本原理作了简介，并针对桩端土性 状对桩侧阻力影响效应的机理展开了系统深入的研究，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。 关键词：高应变法；桩端状态；桩基侧阻力；分析 0 前言 表 1 地基岩土层设计参数 所谓的高应变 ，就是指用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力 时程曲线，通过波动理论分析，对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进 行判定的检测方 ，这种方 经常运用于建筑基桩检测中。而桩基侧阻 力，是指桩基础受力时桩体侧壁与地基土相互作用产生的摩擦阻力，其 是与桩基端阻对应的。本文就高应变 分析桩端状态对桩基侧阻力影响 进行了分析，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。 1 工程实例分析 1.1 浮桩问题的产生及处理方 挤土桩在沉桩时尤其是在软土地基中(沿海地区软土具有高孔隙比、 高粘粒含量、高压缩性、低强度等特性)工程特性差，施工过程中产生的 挤土效应会使桩周土体产生垂直和水平位移，并导致基桩上浮。目前工 程中通常采用以下几种技术措施处理浮桩问题:补桩、注浆法、基础处理、 复合地基处理、复压(复打)处理等。本文介绍的项目设有地下室，桩已被 送至不可见的地面以下深处，在基坑开挖前其所产生的桩身上浮和水平 变位已难以观测，因此采用静压桩机复压或锤击桩机复打极其困难。而 表2 258#桩三阶段高应变动力检测成果分析汇总 一旦基坑开挖后大型机械设备再进场难度极大。但是，该项目地处软土 地区，桩长短，桩侧摩阻力不大，针对此实际情况，施工方提出的安装、 操作简单，设备简便的自由落锤复打法并在加固过程中结合高应变动力 手段监控成为处理的最佳方案。 1.2 高应变 基本原理简介 高应变动力试验假定桩为一维弹性杆件，以应力波理论为基础，波 动方程为: 式中:u 为位移;t 为时间;c 为波速;E 为桩的弹性模量; ρ为密度。通过 推导可得: 式(2)为凯司 的基本表达式，又称阻尼系数 ，各参数意义见 《建 筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2003)。凯司 是自由落锤复打 中承载 力监控的实时方 ，考虑到土阻力发挥的状况与位移相关的特点，现场 1.3.2 实测曲线拟合 分析 监控采用最大阻力 (RMX)评价。 以258#桩为例分析试桩三个阶段的摩阻力和端阻力在加固过程中的 实测曲线拟合 是通过多次迭代计算，直至计算波形与实测波形一 变化，结果见表2 。 致为止。在这种拟合计算完成后，桩土模型中的各项参数全部确定，因 自由落锤复打加固浮桩的过程大致可以分为三阶段(见表2 和图1)。 此可以得到各土层的桩周土阻力分布，并据此模拟静载荷试验等，其所 Ⅰ阶段(抬空阶段):刚开始锤击时，曲线在桩底位置(t 1+2L/c 时刻 近，L 提供的指标和用途远较静载试验和凯司 多，可以提供丰富的浮桩在复 为桩长，c 为波速)存在明显的同向拉力反射波，反射波的波高且宽，在 打过程中的承载性状和机理的研究资料。 桩底反射以后没有明显的桩端阻力反射信号，这表明桩端阻力基本没有 1.3 自由落锤复打过程中基桩的性状表现 激发出来; Ⅱ阶段(挤密阶段): 随着锤击数的增加，实测曲线有了变化，桩 1.3.1 工程及地质概况 底位置的拉力反射波幅值在减小，说明桩端持力层的土体强度在增加， 该项目采用500 的PHC 管桩，设计持力层为砂卵石层，设计要求单 t1+2L/c 时刻之后，F 曲线和v 曲线的分离加大，桩端阻力开始逐渐发挥; 桩竖向抗压承载力极限值为5000kN。拟建场地土层情况自上而下及各土 Ⅲ阶段(嵌入阶段):实测曲线有了显著变化，桩底拉力反射波已基本不见， 层的物理力学指标和设计计算参数见表