鋼筋計法樁身應(yīng)力觀測(豎向、水平)ppt課件.ppt

鋼筋計法樁身應(yīng)力觀測 原理及成果演示 河北雙誠建筑工程檢測有限公司 1 一 豎向應(yīng)力觀測原理 根據(jù)力的平衡關(guān)系 樁頂荷載與樁身任意截面的軸力的關(guān)系可表示為 式中 Tz 距離樁頂z深度時樁的軸力 kN Q 樁頂荷載 kN u 樁的截面周長 m fs 樁身側(cè)摩阻 kPa 2 將Tz對深度z求一階導(dǎo)數(shù)得到 移項變形后得到 此即樁身軸力和樁身摩阻的理論關(guān)系式 實測樁身各截面的軸力分布Tz后 通過微分運算可得到樁身的摩阻分布 3 計算樁身軸力的過程主要有以下幾步 計算鋼筋應(yīng)力本次采用頻率式鋼筋計 實際觀測值為鋼弦的頻率 根據(jù)鋼筋計的出廠標定結(jié)果可轉(zhuǎn)換成鋼筋力q 即 式中 0 i 分別為空在載和加載時鋼筋計的讀數(shù) Hz q 計算的鋼筋力 kN 鋼筋計標定常數(shù) 4 軸力計算公式的標定由于樁身彈性模量并非常量 需要對其進行標定 首先按下式求取分級荷載作用下的彈性模量 式中 As 單根鋼筋橫截面積 m2 Es 鋼筋彈性摸量 kPa A 樁的橫截面積 m2 E 樁身截面等效彈性模量 kPa 其它符號意義同前 5 對彈性模量和鋼筋力擬合建立函數(shù)關(guān)系 為使擬合結(jié)果較接近實測值 采用多項式擬合 擬合多項式形式為 式中 a b c 為無量綱標定常數(shù) 其它符號意義同前 根據(jù)實測鋼筋力和對應(yīng)的樁的彈性摸量計算軸力 公式如下 式中符號意義同前 6 樁身壓縮量的測試原理把樁簡化為線彈性變形體 則樁頂施加軸向荷載時 樁頂沉降量s可表示為 式中 Sb 樁底沉降量 mm S0 樁身彈性壓縮量 mm A 計算截面的面積 m2 E 計算截面的彈性模量 kPa Tz 計算截面的軸力 kN L 樁長 m 7 根據(jù)軸力觀測數(shù)據(jù)可計算樁身總的彈性壓縮量S0 而樁身任意截面的彈性壓縮量S0 i可根據(jù)下式計算 據(jù)此式可計算樁身彈性壓縮量分布曲線 式中積分的下角標h為計算截面到樁底的距離 其它符號同前 樁底沉降量由樁頂沉降量和樁身總彈性壓縮量換算而得 即 Sb S S0 8 樁身豎向應(yīng)力觀測成果示例 軸力分布曲線 返回 9 樁身豎向應(yīng)力觀測成果示例 摩阻分布曲線 返回 10 樁身豎向應(yīng)力觀測成果示例 分層摩阻分布曲線 返回 11 樁身豎向應(yīng)力觀測成果示例 樁身壓縮量變化曲線 返回 12 樁身豎向應(yīng)力觀測成果示例 樁身壓縮量用于判斷極限摩阻 返回 13 樁身豎向應(yīng)力觀測成果示例 用樁身壓縮量分析樁端承載力發(fā)揮程度 14 樁身豎向應(yīng)力觀測成果示例 樁端阻力 側(cè)摩阻力發(fā)揮程度分析 15 鋼筋計法樁身水平應(yīng)力觀測和解釋原理示例 16 樁身水平應(yīng)力的觀測和解釋原理 樁身截面彎矩的計算通過試驗可以測得各測試截面測點位置的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力 一般試驗測點位置靠近水平力作用平面與樁橫截面邊緣的交點 因此實測應(yīng)力相當于截面最大應(yīng)力 拉及壓應(yīng)力 混凝土未開裂時的截面彎矩按下式計算 式中M 測試截面的彎矩 kN m 拉 受拉側(cè)測試的應(yīng)力值 壓 受壓側(cè)測試的應(yīng)力值 d 受拉和受壓傳感器之間的間距 m Iz 觀測截面慣性矩m4 17 樁側(cè)土抗力的計算樁側(cè)土抗力與樁身截面彎矩的微分關(guān)系表示為下式 通過對彎矩分布的數(shù)學(xué)運算可求得樁側(cè)土抗力分布 式中P 樁側(cè)土的水平抗力 kPa 其他符號同前 18 樁身撓度的計算根據(jù)截面彎矩和撓度的關(guān)系進行數(shù)學(xué)運算得到撓度分布曲線 彎矩和撓度的關(guān)系為 式中y 樁的水平位移 m z 深度 m M 截面的彎矩 kN m 19 樁身水平應(yīng)力觀測成果示例 水平力作用下樁身應(yīng)力分布 返回 20 樁身水平應(yīng)力觀測成果示例 樁身彎矩分布 返回 21 樁身水平應(yīng)力觀測成果示例 樁身撓度分布 返回 22 樁身水平應(yīng)力觀測成果示例 樁身抗力分布 返回 23 樁身水平應(yīng)力觀測成果示例 樁身土抗力變化分析 返回 24 樁身水平應(yīng)力觀測還可以采用更加經(jīng)濟的撓度觀測法 采用撓度法可以有效避免樁身混凝土開裂校正 從而提高了資料的可靠性 但資料整理過程大體相同故不再贅述 25 大型試樁工程成功案例 京津城際高速鐵路綜合試樁京滬高速鐵路綜合試樁福建莆田L(fēng)NG電廠綜合試樁山西格瑞特電廠綜合試樁吉林通化二道江電廠綜合試樁石家莊外環(huán)路跨線橋綜合試樁內(nèi)蒙古多倫大唐煤化工綜合試樁 26 新技術(shù)應(yīng)用目前在豎向應(yīng)力成果中 樁身壓縮量計算應(yīng)用極大豐富了載荷試驗成果 將傳統(tǒng)的應(yīng)力觀測方法應(yīng)用到極至 使鋼筋計的觀測成果兼有了測微計的功能 是一種經(jīng)濟高效的觀測手段 采用鋼筋計進行水平應(yīng)力觀測的難點是難以準確校正受拉面混凝土開裂 導(dǎo)致彎矩計算誤差 由此可引起相關(guān)參數(shù)的計算誤差 為此 借鑒基坑變形觀測的方法 采用樁身撓度觀測技術(shù)可以解決校正問題 實踐證明更適合樁的水平應(yīng)力觀測 27 樁身應(yīng)力觀測圖片 28 傳感器安裝 29 鋼筋籠焊接吊放 30 觀測與記錄 31 載荷