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高应变动力测试方法在现场灌注桩承载力测试中的应用
发布时间:2020-06-09
 

在线研讨会成功举办

欧美大地

2020年6月4日,欧美大地邀请了我们的老朋友-PDI公司副总裁梁力群博士,联合举办了“高应变动力测试方法在现场灌注桩承载力测试中的应用”线上交流会,会议吸引了来自全国各地的120位朋友参加。

会上,梁博士就灌注桩高应变动测试验的诸多难题进行了深入浅出地剖析,并提出了如何提高测试数据质量的解决方案。与会的专家学者表示受益良多,纷纷与梁博士连麦讨论,就实际检测中遇到的诸多问题,进行了整整1小时的提问及讨论。

本文为大家总结了此次研讨会的要点与精彩问答。

会议主要围绕着以下三个方面展开交流

 
 

01 灌注桩高应变测试信号质量难以保障的原因

灌注桩由于是现场浇筑的混凝土,因此桩身的完整性、均匀性难以保证,这会导致力值测量出现偏差。

灌注桩高应变测试只能使用自由落锤,不像预制桩采用打桩锤可以很好的保障对中性。落锤重量是否足够激发土阻力,锤击是否能够保证居中,对测试结果都有非常大的影响。

工程现场没有足够的条件支持开挖或者接桩头,而灌注桩高应变测试一般要求桩头露出地表至少2D长度,以保证传感器安装位置混凝土质量足够好,能够测试到合格的信号。

 

02 桩顶测力装置配合打桩分析仪PDA-8G、PDA-DLT使用时,可大幅提高力测量的精度,并降低经济成本。

PDI推出的桩顶测力装置(Top Transducer)可以简化灌注桩高应变测试的现场准备工作。不需要桩头露出2D长度,只要保证桩头露出20-30cm,桩头混凝土完好即可。除此之外,还可以提高力测试信号的稳定性:

  • 使用此测力装置后,力传感器不需要安装在桩身混凝土上,而是安装在测试装置上,加速度传感器安装在顶附近。因为测力装置为钢制的,材质均匀稳定,所以测试的力信号更稳定可靠。
  • 该装置截面积和弹模为定值,可最多安装8个应变传感器,可大幅提高力测量的精度,且无需在套筒上开窗口。
  • 厚桩垫加重锤可做快速加载试验,即加长冲击波长(冲击波长越长,越接近静载荷测试,结果越可靠)。可在该测力装置上加厚垫不影响桩顶力的测量。

 

03 案例数据表明,使用该桩顶测力装置后,可大幅提高桩顶力测量的精度,拟合结果更可靠。

在数据分析处理上,可以在现场测试的时候就通过标定系数换算,折算出混凝土的应变值,或者也可以在CAPWAP分析时,建立非均匀桩模型,进行拟合分析。

 

Q
A
&

会后,参会的朋友还咨询了梁博士不少高应变理论与实际工程相关问题,这里将部分问题的讨论情况整理如下,与大家分享。

 

 

 

QUESTION1

 

 

Q1:规范中对于端承桩,或者Q-S缓变型的桩不建议做高应变测试,那这种桩究竟可不可以做高应变测试?

梁博士:端承桩理论上肯定是可以做高应变测试的,我们在介绍波动理论的时候,就有两种极端情况:桩端自由和桩端固定,端承桩就接近桩端固定的情况,因此波动理论是可以分析计算的。不过,我们需要清楚,做高应变测试的目的是什么,是要验证桩身承载力是否达到设计要求?还是要验证桩身极限承载力是多少?如果是前者,我们只需要提供足够的锤击能量,激发出我们想要的承载力即可;而如果是后者,对于端承桩来说,高应变确实不容易激发其极限阻力,因为这种情况下,我们知道桩的极限承载力取决于桩身强度,而非土阻力,也就是说,只有桩身破坏才能验证其极限承载力,而这显然不符合高应变的要求,这可能也是规范编者不推荐端承桩使用高应变测试的原因。

 

 

 

QUESTION2

 

 

Q2:CAPWAP拟合分析时,如何衡量拟合效果,是否只看MQ值?土阻力分布是否必须与地勘资料吻合?

梁博士:CAPWAP拟合效果,MQ是一个主要的参考指标。MQ越小越好,常规情况下,MQ<5就是一个不错的拟合分析,对于灌注桩,会适当放宽要求,一般要求MQ<10。在CAPWAP2014软件中,对于MQ>10的拟合结果是禁止输出报告的。不过,也不必过分追求MQ值,还要结合其他参数综合考虑,给出一个更加合理的结果,也就是说,不是一定要采用MQ最小的拟合结果。对于土阻力分布,理论上是应该跟地勘资料吻合的,但问题是,地勘资料的准确程度往往难以保证,这时,如果还强行按照地勘来设置桩侧土阻力,反而可能给拟合分析带来困难,因此,在信号质量好的前提下,可采用软件分析给出的土阻力分布,当然,要注意避免出现明显不合理的阻力分布,比如,粘土层单位侧阻力300kPa。不过对于靠近桩底的1-2个单元,单位阻力偏大是可以调整的,一方面,桩底附近的侧阻力与端阻力其实很难严格区分开,所以如果发现侧阻力偏大,是可以将部分侧阻力分配给端阻力的;另一方面,如果是开口管桩,则可能需要考虑内侧摩擦力,因为CAPWAP中单位侧阻力是用侧阻力除以侧面积得到的,如果考虑内侧摩阻力的话,侧面积就会变大,那么相应的单位测阻就会降低。

 

 

 

QUESTION3

 
 
 

Q3:现场测试,力传感器安装的时候已经有一定的应变,是否会影响测试结果?

梁博士:力传感器安装时出现一定的应变,如果这个应变是沿着传感器(桩身)轴向的就没有问题,因为,我们的测试过程中,实测的应变传感器在敲击过程中的应变变量,传感器的初始值是多少并不影响。但是初始应变值会影响传感器的测试量程,比如传感器的量程是2000uE,而安装时的初始应变有500uE,这样实际传感器的量程就只有1500uE了。但如果这个初始变形不是轴向的,而是水平向的,或者是扭曲的变形,那么就很有可能对测试结果产生影响了。

 

 

欧美大地现提供桩顶测力装置样品,欢迎感兴趣的朋友预约试用!

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