超高层项目二三期工程基岩载荷试验方案.docx
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超高层项目二三期工程基岩载荷试验方案
1、概况
1.1、工程概况
本工程位于重庆市渝中区化龙桥片区,北邻嘉宾路,南接嘉陵路,东邻嘉华大桥,西侧为重庆天地的高档住宅区。
本工程总建筑面积686420m2,地上建筑面积533885m2,地下建筑面积152565m2,二期塔楼为超高层办公楼和酒店,三期塔楼为公寓式酒店,地下室均为三层,为车库及机电用房。
其中二期塔楼地上99层,落成后总高度为468米,为西部最高楼。
1.2、地质概况
杂填土:
松散。
粉质粘土和砂泥岩碎块石等组成,多为人工堆积。
卵石:
松散~密实,主要分布于北侧靠近嘉滨路附近一线区域,厚度1~12m。
泥岩、砂岩:
含强风化、中等风化二个亚层。
地下水:
填土内为上层滞水,卵石层中为孔隙潜水,基岩为裂隙水,裂隙水主要受裂隙发育程度、连通性控制。
含水层与相邻嘉陵江互为补给,水量丰富。
卵石层渗透系数k=27.32m/d。
2、基岩载荷试验检测
2.1、岩基载荷检测所用的仪器
(1)液压千斤顶(5000kN),配套电动油泵,型号:
QF320/200;
(2)数显测力计(6000kN),型号:
CLY-600/6000kN,编号:
69501、69502、(253)。
(3)数显仪,型号:
HT-1000。
(4)数码位移传感器(电子千分表),型号HY-65050F;
(5)Φ300钢质刚性承压板一只。
(6)厚度为10mm~30mm、边长为250mm~400mm的钢板若干。
上述仪器仪表均在校准周期内,处于正常状态,其测量精度满足本项目的检测要求。
2.2、岩基载荷检测的基本资料
根据设计文件设计微风岩地基承载力特征值是4900kPa。
参照《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中附录H第H.0.10条规定,岩石检测荷载值可以计算。
故正常加载情况下取大于或等于21.3MPa为岩石荷载检测的终止载荷值。
2.3、岩基载荷检测试验方法及步骤
2.3.1检测方法:
缓慢分级加载法。
2.3.2检测步骤
(1)桩底基岩载荷试验:
采用岩体自身作为反力系统,在桩基持力层试验标高上平开挖平硐,施工安装、试验装置。
找出试验坑与反力装置的中心轴线,以及安装千分表的对称垂直位置和高度一致的位置点。
再确定试验轴线平面,安装千斤顶、力传感器,并用钢质垫板锲紧。
连接千斤顶和油泵,连接千分表、力传感器和测试仪表,形成一个施力和检测位移的试验系统。
对安装的仪器和设备进行调试;安装好试验系统后,打开测试仪表,操作油泵对千斤顶加压,观察整个试验系统。
如下图所示:
(2)测试系统的初始的稳定读数观测:
加压前,每隔10min读数一次,连续三次读数不变可以进行试验。
(3)加载方式为单循环加载,荷载慢慢增加直至破坏,然后分级卸载。
沉降量测读为加载后立即读数,以后每隔10min读一次。
稳定标准为连续三次读数之差均不大于0.01mm视为稳定,方可加下一级荷载。
分10级进行加载荷试验检测,第一级加载值为预估设计荷载的1/5,以后每级为1/10。
每级的稳定标准执行《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中附录H第H.0.7条“连续三次读数之差均不大于0.01mm”的技术规定。
(4)终止加载条件:
按照《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)及《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)中的规定执行。
1)沉降量读数不断变化,在24小时内,沉降速率有增大的趋势;
2)压力加不上或是勉强加上而不能保持稳定;
3)总沉降量与承压板直径(或宽度)之比超过0.06;
4)承压板周边的土出现明显侧向挤出,周边岩土出现明显隆起或径向裂缝持续发展;
5)本级荷载的沉降量大于前级荷载沉降量的5倍,荷载与沉降曲线出现明显陡降;
6)在某级荷载下24小时沉降速率不能达到相对稳定标准.
7)达到委托要求即大于21.3MPa。
(5)分级卸荷,每级卸载为加载时的两倍,如为奇数,第一级可为三倍。
卸载稳定标准执行《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中附录H第H.0.9条“每级卸载后,隔10min读数一次,测读三次后可卸下一级荷载。
全部卸载后,当测读到半小时回弹量小于0.01㎜时,即认为稳定。
”的技术规定。
卸载观察:
卸载为加载的2倍,卸载后立即读数,间隔10min读一次,连续三次读数即可卸一下给荷载,全部卸载后,当测读到半小时加弹量小0.01mm时,即视为稳定。
(6)计算、整理检测数据,出具检测报告。
2.4、岩石地基承载力确定
(1)对应于P_S曲线上起始直线段的终点为比例界限。
符合终止加载条件的前一级荷载为极限荷载,将极限荷载除于3的安全系数,所得值与对应于比例界限的荷载相比较,取小值。
(2)按国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)取最小值作为岩石地基承载力特征值。
岩石地基承载力不进行深宽修正。
3、检测报告
(1)委托方名称,工程名称、地点,建设、勘察、设计、监理和施工单位,基础、结构型式,层数,设计要求,检测目的,检测依据,检测数量,检测日期;
(2)地质条件描述;
(3)受检桩的桩号、桩位和相关施工记录;
(4)检测方法,检测仪器设备,检测过程叙述;
(5)基岩荷载(P)与沉降(S)的数值与曲线;各级荷载下的沉降(回
弹)(s)与时间(t)或时间对数(lgt)的数值与曲线。
(6)与检测内容相应的检测结论;
(7)加卸载方法,荷载分级;
(8)绘制的曲线及对应的数据表;
(9)承载力判定依据;
4、计算书
(1)检测荷载及分级
①根据委托方要求施加于桩底基岩上的强度值为21.3MPa,根据规范要求采用刚性承压板直径为300mm,则试验荷载为:
F=π*r²*P=150*150*3.14*21.3=1506kN
②第一级荷载为设计荷载的1/5即为1506×1/5=301.2kN;以后每级按荷载的1/10增加,即1506×1/10=150.6kN。
二级加载到415.8kN、三级为602.4kN、四级为753kN、五级为903.6kN、六级为1054.2kN、七级为1204.8kN、八级为1355.4kN、九级为1506kN。
总分为10级加载。
(2)支座反力计算
根据F1=F*1.2(保证系数)则支座反力为1807.2kN
(3)抗剪切力验算
根据地勘资料选择钢梁以上泥岩作为持力岩体(10m厚),取其对应泥岩的抗剪强度值为0.09MPa。
则支座抗剪力为:
F2=(300+400*2)*0.09*10000*2/1000=1980kN
支座反力(F1)力为1807.2kN;
因F1<F2抗剪切力验算满足要求
(4)局部抗压强度验算
支座处承受抗压强度为:
P=F1/S=1807.2*1000/(300*400*2)=7.5MPa
根据地勘资料泥岩的饱和强度标准值为P饱=8.5MPa
因P<P饱局部抗压强度验算满足要求
(5)钢梁验算
-----设计信息-----
钢梁钢材:
Q345
梁跨度(m):
4.200
梁平面外计算长度(m):
3.000
钢梁截面:
箱形截面:
B*H*T1*T2=400*850*16*16
容许挠度限值[υ]:
l/400=10.500(mm)
强度计算净截面系数:
1.000
计算梁截面自重作用:
计算
简支梁受荷方式:
竖向单向受荷
荷载组合分项系数按荷载规范自动取值
-----简支梁作用与验算-----
①截面特性计算
A=3.8976e-002;Xc=2.0000e-001;Yc=4.2500e-001;
Ix=3.6856e-003;Iy=1.1362e-003;
ix=3.0751e-001;iy=1.7074e-001;
W1x=8.6721e-003;W2x=8.6721e-003;
W1y=5.6809e-003;W2y=5.6809e-003;
②简支梁自重作用计算
梁自重荷载作用计算:
简支梁自重(KN):
G=1.2850e+001;
自重作用折算梁上均布线荷(KN/m)p=3.0596e+000;
③梁上活载作用
荷载编号荷载类型荷载值1荷载参数1荷载参数2荷载值2
141800.002.100.000.00
④单工况荷载标准值作用支座反力(压为正,单位:
KN)
△ 恒载标准值支座反力
左支座反力Rd1=6.425,右支座反力Rd2=6.425
△ 活载标准值支座反力
左支座反力Rl1=900.000,右支座反力Rl2=900.000
⑤梁上各断面内力计算结果
△ 组合1:
1.2恒+1.4活
断面号:
1234567
弯矩(kN.m):
0.000443.474886.4981329.0721771.1962212.8712654.095
剪力(kN):
1267.7101266.4251265.1401263.8551262.5701261.285-1260.000
断面号:
8910111213
弯矩(kN.m):
2212.8711771.1961329.072886.498443.4740.000
剪力(kN):
-1261.285-1262.570-1263.855-1265.140-1266.425-1267.710
△ 组合2:
1.35恒+0.7*1.4活
断面号:
1234567
弯矩(kN.m):
0.000311.483622.460932.9311242.8961552.3551861.307
剪力(kN):
890.674889.228887.783886.337884.891883.446-882.000
断面号:
8910111213
弯矩(kN.m):
1552.3551242.896932.931622.460311.4830.000
剪力(kN):
-883.446-884.891-886.337-887.783-889.228-890.674
⑥局部稳定验算
翼缘宽厚比B/T=23.00<容许宽厚比[B/T]=33.0
腹板计算高厚比H0/Tw=51.13<容许高厚比[H0/Tw]=66.0
⑦简支梁截面强度验算
简支梁最大正弯矩(kN.m):
2654.096(组合:
1;控制位置:
2.100m)
强度计算最大应力(N/mm2):
291.477简支梁抗弯强度验算满足。
简支梁最大作用剪力(kN):
1267.710(组合:
1;控制位置:
0.000m)
简支梁抗剪计算应力(N/mm2):
57.455简支梁抗剪承载能力满足。
⑧简支梁整体稳定验算
平面外长细比λy:
17.571
梁整体稳定系数φb:
1.000
简支梁最大正弯矩(kN.m):
2654.096(组合:
1;控制位置:
2.100m)
简支梁整体稳定计算最大应力(N/mm2):
306.051简支梁整体稳定验算满足。
⑨简支梁挠度验算
△ 标准组合:
1.0恒+1.0活
断面号:
1234567
弯矩(kN.m):
0.000317.061633.748950.0601265.9971581.5591896.746
剪力(kN):
906.425905.354904.2839