智能靜載測試儀在工程中的應用
摘要
本文介紹了目前的國內靜載測試狀況,通過工程實例來闡述了智能靜載測試儀在工程應用的優勢,并提出一些結論和建議。
1.前言
改革開放后我國的經濟建設突飛猛進,樁基工程也得到了迅猛發展,廣大工程技術人員在上進國外先進技術的同時,結合各地質條件和工程要求,結合應用多種技術手段,在樁基工程和樁基檢測方面取得了很大的成就。隨著計算機的快速發展,以及檢測人員的認識理解程度的提高,更使我國的基樁檢測水平有較大幅度的提高。樁基檢測有兩個主要目的:一、.確定單樁的承載力;二、對樁體的質量(樁體尺寸及樁的完整性等)進行檢測,以便對有缺陷的樁及是采取補救措施。
靜載荷試驗是公認的檢測單樁承載力最直接,最可靠的方法。我國及許多國家現行的地基礎規范和工程實踐均將靜載荷試驗置于優先地位。靜載荷試驗一直以來是工程檢測中不可缺少的測試方法。大到上億的工程,小到幾萬元工程,幾乎都要進行靜載荷試驗。它雖然是一項比較古老的,傳統的測試方法,但是同樣需要測試人員掌握一定的技術,從堆載到卸載都有一定的技術指標,要求。為了加強樁基靜載試驗工作的管理,提高樁基靜載檢測單位素質,保證工程樁靜載檢測質量和樁基工程質量,各個地方的檢測部門和安全監督部門都要求檢測人員參加崗位培訓,必須執證上崗。傳統的靜載測試方法是用人工操作,相應的測試工具是用手搖千斤頂,機械百分表等,操作過程比較簡單,但這種方法也存在很大的弊端:勞動強度大,危險性高,測試人員十幾小時長期呆在荷載底下,容易疲勞,困乏,影響測試工作,而且,危險時時存在,人為干擾因素較多,測試精度低。隨著人類社會進一步的發展,這種工作方式已不適應現代人的工作觀念,人們迫切需要一種能代替人進行這一項工作的儀器設備。為適應時代的需要,各儀器廠家借助計算機技術的迅猛發展紛紛推出各種形式的靜載測試儀,從記錄儀到全自動測試分析儀,不同層次,不同階別的儀器相繼出現,而且性能越來越好,功能越來越強,智能化程度越來越高。
其在國內擁有眾多的客戶,產品遍布全國二十多個省市,其產品的功能,性能受到廣大用戶、中外專家及現場工程監理人員的一致好評。筆者從事靜載理論與實踐工作多年,在這方面也積累了一定的工作經驗,現針對于靜載荷試驗中應注意的幾個常見的問題進行闡述并提出解決方案,以供廣大樁基檢測同行參考。因為這里邊涉及到一些方方面面的問題,如果這些問題沒有處理好會直接影響到工作安全性,測試結果準確性,工作進程等等。而且這些問題常常都是些小問題,常常為測試人員所忽視。
2.壓力裝置
目前,工程上流行的主要有兩種壓力裝置:堆載方式和錨樁反力裝置。堆載方式多用南方地區。而且不同地區,不同單位上部所用的荷的載也不一樣, 有的有沙包,預制水泥塊,水,鋼錠等等。但是不管使用那一種荷載方式都必須在搭好架子的基礎上堆載,因為這種情況經常出現由于兩邊支墩承受力不一樣,而容易產生傾斜,倒塌。故兩邊的支墩(支墩可用沙包壘起,或用磚頭砌成)多建在比較堅實的地基上,上面墊上沙包,木頭等物,這樣可避免了不必要的時間、人力、物力浪費、意外事故。錨樁反力裝置多用在我國的北方地區。因為北方的地層比較堅實,抗拔性較好,所以多用錨樁反力裝置,這樣不僅可以節約成本,節約開支,還可以節省時間。但是使用這種方法,要注意觀測錨樁抗拔性,以避免錨樁上拔量過大,把錨樁給破壞掉了。
[img]../UpLoad/Article/images/019001.jpg[/img]圖 1
3.測試系統
筆者曾接觸到各種不同的靜載測試儀,都有一定的優缺點。其中武漢巖海公司是生產的RS-JY系列無論是儀器性能方面還是軟件處理方面都勝其他產品一籌。與其它同類產品相比,RS-JY系列有明顯的優點:(1)自動化程度高,可自動記錄測試數據,自動加載,配備雙油路千斤頂及電動油泵可自動卸載,實現真正的靜載荷測試全自動化。(2)操作方面,可用性好,能實時顯示測試數據及種相關曲線,便于測試人員及時了解測試狀況。(3)適應性強,用途廣泛,能適應惡劣的工作環境,提供多種試樁方法,并給出相應的測試規范及穩定標準。(4)安全性好,提供多種報警保護措施,斷電后來電自動恢復工作,數據不丟失,不需人工干預。其連線簡單,測試方面(可在幾十米至上百米外觀測)如圖2所示,測試系統分為測試部分和觀測部分,測試部分在現場,而觀測部分可遠離現場,這不僅有很高的安全性,還大大地減少了工作強度,避免了人工讀數缺點,符合現代人的工作觀點,圓了不少測試人員夢想。
[img]../UpLoad/Article/images/019002.jpg[/img]圖 2
4.儀器報警指示及解決方法
前面我們談到了為了安全起見RS-JY系列具有多種報警措施,報警提示功能與其解決方案。在實際工作當中,測試人員經常遇到這樣的一些問題,比如“壓力加不上”,傳感器懸空或錯誤等等提示也讓有些測試人員不知所措,特別是剛剛使用這種設備的人員更是如此。下面我們就針對經常遇到一些問題,現象作一下總結,以供大家日后參考。
(一) 壓力加不上。這是常見的報警信息,也是出現問題可能性最多的一個。這里根據油泵的狀況分為幾種情況:
(1) 油泵不工作
A 電源開頭沒合上,沒有接入380V電源,這種問題的主要的現象是電機沒轉動。
B 電源缺相或單相電壓不夠,現象是電機嗡嗡作響或轉動很慢。
C 控載線沒接好,現象是電機不轉動。
D 兩個壓力通道均“未用”或壓力傳感器出錯,這個問題儀器會有提示。
(2) 油泵工作后出現“壓力加不上”報警
A “報警時限”設制太短,在給定的時間內壓力沒有上升到指定壓力,特別是在加第一級時容易出現這樣的情況,此時應選擇“繼續加壓”,看看壓力值是否上升,如果上升則說明是“報警時限”太短,否則可能是別的原因。
B 油泵上的油閥沒擰緊,現象是在加壓時,壓力始終在某一值浮動,時大時小,壓力加不上去,油閥擰緊即可。
C 油路漏油,儀器反應基本同上。
D 堆載不夠或反力不夠。
E 油箱內油量不夠或千斤頂達到最大行程。
(二)本級已達到相對穩定,可進行下一級測試。這個信息也往往令有些測試人員困惑,其原因是儀器報警后為安全起見,會將“自動”改成“半自動”,只要把參數改回來即可。
(三)樁破壞的報警信息。 樁破壞報警后,應根椐具體情況,要求選擇繼續測試,或卸載,一般不選中止試樁,因為采樣時間沒到,這樣破壞的值沒記錄到,造成破壞數據掉丟,或者人工記錄后才能中止試樁,這點要特別注意。
5.工程應用實例
下面以武漢某工地3#樁為例,其基礎采用人工挖孔樁,樁徑為1000mm,設計極限承載力為10000kN。本次試驗我們采用堆載裝置慢速維荷載法測試。因為本次試驗所進行的噸位較大,一般的人工讀數很難完成,我們采用RS-JYB型全自動樁基靜載荷測試分析系統進行全自動試驗觀測,采用一個油泵通過一泵4頂單向閥同時對4個同一型號320噸的并聯的千斤頂進行加壓。我們在試驗樁上放置了4個調頻式防水位移傳感器對基樁進行沉降觀測,其位移量會時時傳到主機進行監視,壓力值也通過壓力傳感器傳到主機。主機會根據這兩個量繪制相應的曲線和表格,包括匯總表,Q-S , S_lgQ , S-lgt等等,并隨時顯示在屏幕上,試樁的情況一目了然,整個過程不再需要人工干預,儀器會根據我們預先設定好的參數進行級數加載,卸載。在這過程中,儀器報了兩次擎,都是“加壓加不上”,前次是因為加第一級時加壓時間太長,報擎時限太短,我們選擇了“繼續”,就加上了。后一次報擎我們先查看沒有漏油,次梁沒頂起,說明上面荷載還夠,后來我們把溢流閥進一步擰緊,加力就上去了。這是因為到后面壓力較大,只有把溢流閥擰緊,油泵才有力進一步往千斤頂加油。測試的曲線我們用儀器所提供的后處理軟件處理如圖:
[img]../UpLoad/Article/images/019003.jpg[/img]圖 3
6.結論和建議
通過上面的導論我們知道現在的靜載測試儀基本上解決了長期因擾荷測人員的難題,改變了原始的靜載測試工具,大大改善了工作條件,提高測試精度,規范了靜載測試,使樁基檢測水平又向前邁進了一大步,具有很高的使用性,值得在全國推廣使用。但是,目前國內的樁基檢測儀還存在一些問題,儀器的硬件、軟件跟國外還有一定的距離,還需要不斷的提高。儀器的智能化程度還不夠高,連線要再簡便些,最好能實現測試部分和液壓部分一體化,這樣可實現靜載過程更進一步的自動化,對過壓能自行處理,在加載轉為卸載時而不是人為的把換向閥切換過來等等問題。如果能解決這些問題,儀器的實用性更大,受到的歡迎的程度更大,更符合現代人的工作觀念。