相關(guān)文獻(xiàn)翻譯

土木工程大學(xué)巖土結(jié)構(gòu)

2008年第XXX卷1-2期時(shí)間對(duì)預(yù)制壓入樁施工后靜載荷測(cè)試的影響JAROSAWRYBAK弗羅茨瓦夫理工大學(xué)巖土測(cè)量工程學(xué)院波蘭弗羅茨瓦夫50-370郵箱：11n*Jar0sla\w,Rybak@p、wr,\wr0c.pl摘要：在基礎(chǔ)樁被壓入地基后，才能檢測(cè)到它的不斷增加的載荷能力，這是由于地下水與基樁之間的壓力（土壤的板結(jié)）的不斷耗散和基樁周圍的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變?cè)斐傻摹Ｒ虼?，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)條例要求，應(yīng)該在基樁壓入后的幾天或者十幾天后，才對(duì)壓入基樁的載荷能力進(jìn)行檢測(cè)。在標(biāo)準(zhǔn)條件下所規(guī)定的時(shí)間之前，此文根據(jù)土壤的類型，論述了不同情況下壓入基樁的承載能力。自從2004年以來(lái)，在波蘭修建的一些道路中，這一問(wèn)題已經(jīng)在基本的基礎(chǔ)工作中得到了驗(yàn)證。1.引言在壓入基樁和進(jìn)行檢測(cè)這一段時(shí)間里（以及整個(gè)樁的持續(xù)施工作業(yè)）可能出現(xiàn)一些問(wèn)題。一方面是組織的問(wèn)題，另一方面是延誤工期和增加額外費(fèi)用。預(yù)制壓入樁的施工，能保證我們以工程的施工過(guò)程為基礎(chǔ)，以一種動(dòng)態(tài)模式，來(lái)評(píng)定它的承受載荷能力。隨著時(shí)間的增加，承受載荷能力的測(cè)驗(yàn)也可以依據(jù)樁數(shù)量的增加。這些基本的數(shù)據(jù)能夠加快樁的承受載荷能力的測(cè)試進(jìn)度，從而就會(huì)縮短整個(gè)基礎(chǔ)建設(shè)工程的時(shí)間。2.現(xiàn)狀當(dāng)前有這樣一種可能：從歐洲聯(lián)盟基金會(huì)處獲得資金會(huì)導(dǎo)致波蘭道路投資的增加。高速公路、普通公路以及連接許多環(huán)城路的道路網(wǎng)的發(fā)展，就要求建設(shè)更多的高架橋梁和高架橋。這些大多數(shù)工程都是以基樁為基礎(chǔ)的，原因如下：這些建筑物對(duì)建設(shè)支持物強(qiáng)度和水平位移的嚴(yán)格約束這些建筑有較大的運(yùn)載能力，其中水平力起重要作用在這些建筑物結(jié)構(gòu)（尤其是橋）下，某些巖土狀況不適宜坐落在靠近河主流的橋墩和支柱，必須做好保護(hù)，使其不受到可能的沖刷

圖1靜載荷測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)圖圖1靜載荷測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)圖2液壓千斤頂和測(cè)量設(shè)備根據(jù)施工規(guī)程，在地面下的垂直建筑的樁結(jié)構(gòu)必須檢測(cè)，結(jié)果就導(dǎo)致了工程的延期。這種情況在整個(gè)歐盟就如此普遍，由于地方規(guī)范（波蘭實(shí)務(wù)守則）和合同說(shuō)明書（參照?qǐng)D1），基本承載能力測(cè)試包括靜態(tài)測(cè)試。高強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)測(cè)試（實(shí)例，無(wú)線接入點(diǎn)的控制和配置，數(shù)據(jù)連路終端，個(gè)人數(shù)字助理）和完整性測(cè)試作為外加的控制程序有代表的實(shí)施?？刂瞥绦蛑灰?guī)定了質(zhì)量，而不是數(shù)量和評(píng)估。動(dòng)態(tài)承載能力測(cè)試（靜態(tài)試樁法）不經(jīng)常使用的。樁的承載能力評(píng)定也不是在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的，原因如下：在預(yù)制混凝土樁壓入的過(guò)程中，要計(jì)算分析風(fēng)力。對(duì)壓入連續(xù)的螺旋鉆或者整個(gè)送入樁，必須測(cè)試其能量。當(dāng)然，這些分析的實(shí)施，在工地上對(duì)承包人和管理員有著特別的用處。這些理論為先前的假設(shè)提供了與實(shí)際巖土狀況相符合的快速可靠的信息。追溯到上世紀(jì)80年代早期，在這里必須涉及波蘭業(yè)務(wù)法規(guī)，來(lái)調(diào)節(jié)樁柱和基樁的設(shè)計(jì)和施工。這導(dǎo)致要更新這些規(guī)則和歐洲聯(lián)盟安裝規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)（歐盟7和施工指導(dǎo)方法）成為本地條款，然而這些的相關(guān)工作仍然在進(jìn)行著。連同高可靠度要求的樁基礎(chǔ)施工，迫于時(shí)間壓力及高精度的施工要求，以至于出現(xiàn)了一些壓樁技術(shù)不如其它打樁技術(shù)的情形。在今天，有必要設(shè)計(jì)出新型的預(yù)制混凝土樁，然而這些樁直到20世紀(jì)80年代中期之后才出現(xiàn)。預(yù)制混凝土樁在土木工程中變得越來(lái)越遠(yuǎn)頻繁使用。壓樁機(jī)有相對(duì)小的規(guī)模和重量，正是這樣才能保證它們?cè)陔y以固定的地方得以使用。預(yù)制混凝土樁的使用代替了使用重型的樁工機(jī)械（這種樁工機(jī)械的運(yùn)輸機(jī)可能較貴重且技術(shù)復(fù)雜）。就預(yù)制樁而言，在工地上，只要少量的設(shè)備就可以了。基本上，在移動(dòng)式起重機(jī)的協(xié)作下，基樁已放到預(yù)定的位置后，在此時(shí)只有壓樁機(jī)是必不可少的。預(yù)制混凝土樁在橋梁工程中的普遍使用也依賴于以下情況：在短時(shí)間內(nèi)（即剛被打入后）對(duì)預(yù)制樁增加載荷，這就要求增加混凝土硬化所需的

時(shí)間。這些樁要使用高檔次、高質(zhì)量、能抵抗不確定因素的混凝土，使其有非常高的耐久性的。打樁過(guò)程的快速進(jìn)行不是不重要的。依賴于土壤狀況，使用單一的打樁機(jī)，也有可能每天連續(xù)打入200—350米的樁。有人普遍反對(duì)，認(rèn)為打樁過(guò)程可能對(duì)周邊地區(qū)和建筑結(jié)構(gòu)有嚴(yán)重的動(dòng)力學(xué)影響。在密集建筑物以外的地方進(jìn)行打樁，這種情況下動(dòng)態(tài)影響一般可能忽略。即使在城市中心地區(qū),在打樁過(guò)程中進(jìn)行的測(cè)量證明在此過(guò)程中產(chǎn)生的噪音和水平振動(dòng)不會(huì)極其嚴(yán)重的影響到附近的建筑物。圖3傾斜壓樁圖4傾斜樁靜態(tài)試驗(yàn)圖圖3傾斜壓樁圖4傾斜樁靜態(tài)試驗(yàn)圖壓樁機(jī)的桅桿可以在較大范圍內(nèi)改變其傾斜角度。然而，為了機(jī)械的穩(wěn)定性，如果樁長(zhǎng)超過(guò)12米，桅桿的可能傾斜角度被限制在30度以內(nèi)。斜樁的設(shè)計(jì)允許減少蓋梁的尺寸，也允許轉(zhuǎn)移樁的重要組成部分的水平力（圖3）。傾斜樁的靜載測(cè)試好像是一項(xiàng)困難的工作，但是可以做到（詳見圖4）。在壓樁過(guò)程中,不斷的核實(shí)樁在原始設(shè)計(jì)中的假設(shè)承載能力是可能的。承載力的基礎(chǔ)控制是計(jì)算該樁每被壓入20厘米所需要的撞打次數(shù)。這種測(cè)試可以在建筑施工現(xiàn)場(chǎng)立刻測(cè)試（評(píng)估）出樁承載能力。然而,當(dāng)巖土狀況條件不同于預(yù)期的時(shí)候，壓樁分析可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。當(dāng)樁底的下面出現(xiàn)軟弱的巖層時(shí)，這種結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)。在壓樁分析中，這樣的事實(shí)可以忽略，但是可能會(huì)嚴(yán)重影響到樁的長(zhǎng)期性能。因此，樁要在壓入后就立刻進(jìn)行動(dòng)態(tài)或者靜動(dòng)法樁基檢測(cè)。圖5提供了一個(gè)相應(yīng)的所需必要設(shè)備的例子。無(wú)論如何，靜載試驗(yàn)在這個(gè)例子中仍然是個(gè)參考測(cè)試。合理的推測(cè)性和驗(yàn)證性動(dòng)態(tài)測(cè)的靜態(tài)測(cè)試試需要一些在建筑施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。極限承載力是信息模型參數(shù)所必需的極其有用的信息。在靜動(dòng)法樁基檢測(cè)下，工程師不得不作為一個(gè)分析員，他提供了相應(yīng)的靜態(tài)測(cè)試的信息。研究的主題由于以上提到的有利條件，使用預(yù)制樁能起到縮短壓樁工作的時(shí)間。樁測(cè)試要在樁的壓入和靜態(tài)承載能力測(cè)試之間完成，這段時(shí)間也是值得注意的。那些時(shí)間間隔呈現(xiàn)在圖14和代碼PN-83/B-02482（見表一）。因此，直到獲取凈載試驗(yàn)的結(jié)果才去決定樁的繼續(xù)施工是個(gè)麻煩的事情。表1 樁的壓入和檢測(cè)之間的時(shí)間打樁技術(shù)地基狀況非粘性土壤20天粘性土壤靜力壓樁7天30天動(dòng)力打樁30天30天30天只為了在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行打樁（打樁機(jī)的運(yùn)輸），必須尋找一個(gè)合理的施工工地是個(gè)問(wèn)題，另外一個(gè)地質(zhì)的問(wèn)題也隨之出現(xiàn)。特別是當(dāng)樁的數(shù)量少，與合同的價(jià)格相比，重新尋找建筑工地的費(fèi)用或者測(cè)試方法在施工中引起工程癱瘓的費(fèi)用是不切實(shí)際的高，這個(gè)問(wèn)題是至關(guān)重要的。在樁的打入和樁的靜載檢測(cè)之間的這段時(shí)間對(duì)檢測(cè)結(jié)果有影響，為了分析這種影響，以上論述了列出的基本的條件。這樣一種由那兩位科研人員SKOV[5]andSVINKIN[6]所研究的影響有著重大意義。尤其是對(duì)于僵硬的粘性，所謂的土壤"設(shè)定效應(yīng)”可以持續(xù)多年，這是由于在樁基表面區(qū)域的孔隙水壓的消散引起的。這種設(shè)置在沙里的詳細(xì)的分析最近有JARDINEetal.[3]andKONIGandGRABE[4]所研究?？紤]到費(fèi)用，即在沙里增加20%的承載力也是值得注意的。測(cè)試結(jié)果在弗羅茨瓦夫理工大學(xué)巖土測(cè)量工程研究所進(jìn)行的預(yù)制樁承載能力的測(cè)試，得到的數(shù)據(jù)已經(jīng)做了分析。在過(guò)去兩年里已經(jīng)收集了大量（超過(guò)100）靜載試驗(yàn)結(jié)果。分析包含了一系列樁大范圍的樁長(zhǎng)度（從6米到26米），不同的樁部位以及不同的土壤狀況33樁是橋梁基礎(chǔ)主要樁，對(duì)橋基的沉降要求嚴(yán)格，此型號(hào)樁被選擇研究。表格2顯示：打樁的日期，靜載荷試驗(yàn)日期，巖土狀況（粘性或者非粘性底層土）和與樁的計(jì)算支持力相比較的負(fù)載測(cè)試數(shù)據(jù)。大多數(shù)情況下，在樁壓入和測(cè)試之間的時(shí)間要比PN-83/B-02482（波蘭實(shí)務(wù)守則）所引進(jìn)使用的時(shí)間較短。

與樁承載能力相比的分析和測(cè)試數(shù)據(jù)程工*>樁度長(zhǎng)一樁切mK吉鬲!wl40X811/1—?LO-%51-O4.11-%51711/376%857L/111OJ111E411%■3-31TJ2Og9%5Og2127%.og8Uli%6511./113o7.w/26o783/311o7%o22Ai驚.1-R■一-4高TO4011.1/32o2.m411%66/2283.6%1i/31io16%56一\4Hl/5261111s7%56/21i311115%45/31i3g7%612A6n路zocm公P-2W.歷-PX4哥?408?;011o20-oo11%47亍O2/47.9%353r23o20.7%6511o5.8%■55o5.2%51o24%2.1.o12%23oJI11吐2%■o4oul118泌85SP/91io411m.62I-P5M2To4.113312P3/91io4.11B33%579P.■5T2.■o4.11JIo-2/3T3o4.1173%o3ZSo4.11B21%o6o4.11411%o6o4.1133%54附加承載能力（以上所需的安全系數(shù)）結(jié)果分析以靜態(tài)承載測(cè)試分析為基礎(chǔ)，如果考慮到測(cè)試過(guò)程和所得的測(cè)試數(shù)據(jù)，可得出在樁的壓入和測(cè)試之間的時(shí)間也起著次等重要的作用。在樁被打入后，不著重考慮到樁周圍的孔隙力的影響是不可取的。從試驗(yàn)中得到樁承載能力的決定性因素已經(jīng)得到論述，決定性因素陳述如下：巖土狀況與樁在設(shè)計(jì)時(shí)狀況一致精確的計(jì)算方法（設(shè)計(jì)質(zhì)量）在一些情況下，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)對(duì)測(cè)試結(jié)果分析的負(fù)面影響以及被證實(shí)壓入裝是在缺乏承載能力的狀況下測(cè)試結(jié)果。一般情況來(lái)說(shuō)，這是由于在實(shí)際巖土狀況和樁承載能力計(jì)算數(shù)據(jù)之間不相符合造成的。與此同時(shí)由于同樣的原因，在大多數(shù)情況下，盡管樁沒(méi)有壓到設(shè)計(jì)中所要求的深度以下，從試驗(yàn)中得到的樁的承載力證實(shí)了樁承載能力是合適的。要記住壓入粘性下層土基樁的承載能力會(huì)隨時(shí)間(設(shè)定影響)的變化而顯著增加，因此承包人要冒險(xiǎn)加快檢驗(yàn)過(guò)程中的相關(guān)程序。如果靜載荷測(cè)試結(jié)果不理想，即使在業(yè)務(wù)規(guī)范規(guī)定的時(shí)間之后，檢測(cè)程序也得從新做起。不理想的結(jié)果沒(méi)必要進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)試。樁承載能力可能會(huì)更進(jìn)一步增加，這擴(kuò)大了設(shè)計(jì)的安全系數(shù)。至于沙土層的情況，已得出的承載能力值增加20%左右不會(huì)太大的影響樁的承載能力和計(jì)算方法。SKOVandDENVER[5]所提提到的一些作者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一種相反的影響，這就是所謂的土壤自然松散，在這里做了重要陳述，這經(jīng)常出現(xiàn)在粉砂土中。然而，本論文的作者從未提到這種影響。相反，為設(shè)計(jì)波蘭歐來(lái)商貿(mào)中心而進(jìn)行的大量基礎(chǔ)管樁的靜態(tài)試驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)了在泥沙中樁的承載能力會(huì)基于時(shí)間的變化而顯著增加。6.結(jié)論所有靜載荷強(qiáng)度試驗(yàn)所呈現(xiàn)的，都不是單一的情況，加快測(cè)試過(guò)程會(huì)影響其他建筑的樁基適應(yīng)性的評(píng)定。根據(jù)作者的觀點(diǎn)，對(duì)于所提供的隨后補(bǔ)充進(jìn)來(lái)的承載能力測(cè)試數(shù)據(jù)，測(cè)試的進(jìn)行應(yīng)該以合同說(shuō)明書上的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)。這說(shuō)明書應(yīng)決定靜載荷測(cè)試的一般條件，還能有助于劃分承包人、客戶和設(shè)計(jì)院的責(zé)任。參考文獻(xiàn)[1]BRZOZOWSKIT.,BLOCKUSM.,Piledynamictesting.Seminar:Pilefoundationdesign(inPolish),GdanskUniversityofTechnology,2004,25.06.2004.[2]HOLEYMANA.E.,Pilemonitoring,testinganddataprocessing.PilingandDeepFoundations,ConferenceProceedings,DFIEFFC,Amsterdam,2006,86-100.[3]JARDINER.J.,STANDINGJ.R.,CHOWF.C.,Someobservationsoftheeffectoftimeonthecapacityofpilesdriveninsand,Geotechnique,2006,Vol.LVI,No.4.KONIGF.,GRABEJ.,Timedependentincreaseofthebearingcapacityofdisplacementpiles.PilingandDeepFoundations,ConferenceProceedings,DFIEFFC,Amsterdam,2006,709—717.SKOVR.,DENVERH.,Timedependenceofbearingcapacityofpiles,Proc.ThirdInternationalConferenceontheApplicationofStress-WaveTheorytoPiles,Ottawa,25-27May,1988,879-888.SVINKINM.R.,SKOVR.,Set-upeffectofcohesi