影響鋼筋混凝土支撐軸力因素的探討

1、<p>　　影響鋼筋混凝土支撐軸力因素的探討</p><p>　　摘要：基坑監(jiān)測中采用鋼筋應力計測量鋼筋混凝土支撐軸力值經(jīng)常出現(xiàn)異常情況，本文對混凝土支撐軸力監(jiān)測結(jié)果進行分析，指出了影響實測應力變化的主要因素，并提出了混凝土支撐軸力計算的建議。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土 支撐應力溫度應力 </p><p>　　中圖分類號：TU375 文獻標

2、識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　1 引言 </b></p><p>　　近年來，我國已建和在建的超高層建筑的基坑深度不斷增加，深基坑支護在地下施工中起著舉足輕重的作用，監(jiān)測已經(jīng)成為必要和重要的一個環(huán)節(jié)?；娱_挖是一個綜合性的巖土工程難題，包含了變形問題，還涉及到土與支撐結(jié)構(gòu)的共同作用。但是在基坑設(shè)計過程中理論計算與實際現(xiàn)場往往存在偏差，因此深基坑開

3、挖過程中，加強現(xiàn)場的變形監(jiān)測工作顯得尤為重要。 </p><p>　　在采用鋼筋混凝土支撐支護的基坑工程中，支撐軸力是設(shè)計、監(jiān)理和施工單位共同關(guān)心的內(nèi)容。鋼筋混凝土支撐受力以受壓為主，對混凝土材料來說，存在體積收縮、徐變、溫度等因素影響對支撐受力的測量，并且，直接用測得的應變值、混凝土彈模計算混凝土應力和支撐軸力存在計算值偏大的異常情況，為避免這種誤差影響施工，有必要對影響混凝土應力的各因素進行分析，并對監(jiān)測結(jié)果

4、進行修正。 </p><p>　　2 軸力監(jiān)測的原理 </p><p>　　對于鋼筋混凝土支撐，主要采用鋼筋計測量鋼筋的應力，一般預先在支撐內(nèi)的鋼筋籠中間或四角位置各埋設(shè)一組鋼筋計（見下圖），與支撐主筋焊接在一起。然后通過共同工作、變形協(xié)調(diào)條件反算支撐的混凝土應力。 </p><p>　　鋼筋混凝土支撐應力按下式計算： </p><p>　　

5、式中：—鋼筋混凝土支撐應力（）； </p><p><b>　　—鋼筋應力（） </b></p><p>　　—鋼筋計監(jiān)測平均應力（） </p><p>　　—第j個鋼筋計的標定系數(shù)（）； </p><p>　　—第j個鋼筋計的監(jiān)測頻率（）； </p><p>　　—第j個鋼筋計安裝后的初始頻率（

6、）； </p><p>　　—第j個鋼筋計截面積（） </p><p>　　—混凝土彈性模量（） </p><p>　　—鋼筋彈性模量（） </p><p>　　—混凝土截面積（） </p><p>　　—鋼筋總截面積（） </p><p>　　3 某深基坑支撐軸力的監(jiān)測 </p>

7、<p>　　某深基坑工程位于江蘇省無錫市太湖大道、清揚路交界處?；娱_挖深度為12m，總周長約690m。基坑開挖至3米后完成混凝土支撐，我方按設(shè)計圖紙、在支撐跨中部位的四角分別埋設(shè)振弦式鋼筋測力計（采用套筒連接，以避免焊接時的高溫對鋼筋計的影響）。 </p><p>　　混凝土支撐軸力的初值應在混凝土支撐澆筑完畢約一個月強度后、基坑開挖前進行采集，這樣可有效的剔除因混凝土的硬化收縮而使鋼筋計產(chǎn)生附加應

8、力。由于剛剛開挖，土體對于基坑周邊圍護結(jié)構(gòu)的支撐作用立即消失，內(nèi)側(cè)土壓力卸載，開挖面以上的土壓力由靜止土壓力迅速變?yōu)橹鲃油翂毫?，為達平衡，卸下的這部分土壓力轉(zhuǎn)嫁給了混凝土支撐梁。所以在開始開挖的一段時間內(nèi)，鋼筋混凝土軸力會迅速增加，這一階段應對軸力進行每天1次的監(jiān)測，必要時進行每天2次甚至多次監(jiān)測，以保障施工安全和施工進度的正常進行。待開挖一段時間后，該段開挖面以上的圍護結(jié)構(gòu)暴露了一段時間，所受力與自身變形趨于穩(wěn)定，或變化率極小，此時可

9、根據(jù)測量結(jié)果對監(jiān)測頻率進行適當調(diào)整。 </p><p>　　但是由于本工程的工期限制，所以一個月的要求難以達到，土方開挖是在混凝土支撐澆筑后10～15天進行（筆者經(jīng)歷的多個工程也存在此種現(xiàn)象），所以初值測量必須在這之前進行，但這樣勢必無法消除外力對鋼筋計變形的影響?；炷林屋S力的設(shè)計值為6200KN，實際監(jiān)測值基本上都超過6200KN，最大值11525KN為設(shè)計值的1.8倍，但是巡視混凝土支撐并未發(fā)生較大的變形

10、或者出現(xiàn)裂縫，且其它監(jiān)測項目均處于安全狀態(tài)，可見實際的支撐軸力并沒有監(jiān)測的結(jié)果那么大。在實際工程中影響監(jiān)測結(jié)果的原因很多，但重要的不是監(jiān)測人員的失誤以及監(jiān)測儀器的問題，而是這種監(jiān)測方法并沒有完全考慮鋼筋混凝土材料受力特點。實際監(jiān)測的埋在鋼筋混凝土中的鋼筋的應力并不是完全由荷載產(chǎn)生的，而是有一部分非荷載應力的影響，所以可對混凝土支撐應力的預警值進行適當調(diào)整，或?qū)τ嬎闼脩χ档淖兓厔葸M行分析，作為對其它監(jiān)測項目的補充和驗證，解決混凝土支

11、撐內(nèi)力監(jiān)測中較為普遍存在的結(jié)果異常問題。 </p><p>　　4 軸力監(jiān)測結(jié)果偏大的原因分析 </p><p>　　非荷載的因素是軸力出現(xiàn)異常偏大的主要原因，具體主要是混凝土的徐變、收縮和溫度變化。 </p><p>　　4.1 混凝土收縮和徐變的影響 </p><p>　　混凝土的硬化過程實際就是水泥拌合物的水化反應，反應過程中混凝土本身

12、會產(chǎn)生一定的收縮；而混凝土與鋼筋計之間的徐變協(xié)調(diào)差異也會導致鋼筋計產(chǎn)生一定量的附加應力，從而導致通過鋼筋計的頻率反算出的混凝土的軸力偏大。 </p><p>　　4.2圍護結(jié)構(gòu)的位移和立柱的隆沉 </p><p>　　圍護結(jié)構(gòu)、立柱之間的變形差異導致支撐受力并非單純的軸向受力，亦存在必然的扭矩，應力分布不均，計算的應力和設(shè)計值存在一定的差異。 </p><p>　　

13、4.3 溫度對軸力的影響 </p><p>　　該基坑工程中，在同一天早、中、晚不同溫度下對鋼筋計的監(jiān)測可以得知，頻率隨著溫度的升高而減小，也即混凝土支撐軸力的監(jiān)測值隨著溫度的升高而增大。由于該基坑位于市區(qū)內(nèi)，白天基坑土方開挖量可以忽略；基坑外的環(huán)境也無變化，可以認為支撐上未加荷載。一般認為，鋼筋的熱膨脹系數(shù)雖然與混凝土的膨脹系數(shù)相差不大，但還是大于混凝土的，因此溫度的變化會產(chǎn)生溫度應力，從而影響監(jiān)測結(jié)果。同一天

14、不同時間段監(jiān)測下，溫度差異很大，所以造成同一天的監(jiān)測結(jié)果有很大差異。因此，建議在同一個時間段進行支撐應力的監(jiān)測。 </p><p>　　5、施工應力測試中應該注意的問題： </p><p>　　5.1、電纜是鋼筋計的位移信息通道，保護不當將前功盡棄，安裝時必須做好保護工作。安裝中電纜不可懸空，需用塑料扎帶綁扎在鋼筋下側(cè)，每隔0.5～1米綁扎一道，關(guān)鍵部位應用套管加以保護。 </p&g

15、t;<p>　　5.2、施工應力監(jiān)測涉及到的資料和數(shù)據(jù)較多，除設(shè)計資料外，施工方面也很多，如施工工藝、施工方案、施工組織設(shè)計及模板相關(guān)數(shù)據(jù)。 </p><p>　　5.3、應變安裝要經(jīng)歷混凝土澆筑、振搗及硬化等過程，尤其混凝土硬化是一個很復雜的變化過程，有水化熱升溫和自身體積的收縮。為確定測點的初始值，混凝土澆筑后應該跟蹤監(jiān)測，以穩(wěn)定后的測值作初值。有些測點需較長時間才能穩(wěn)定，又需配合施工進程進行量

16、測，對于部分數(shù)據(jù)明顯不合理的測點，發(fā)現(xiàn)時應進行適當修正。 </p><p>　　5.4、測試時應注意變化，并做好記錄，不少變化將直接影響測試結(jié)果。另外測試中發(fā)現(xiàn)個別異常點應即時檢查，發(fā)現(xiàn)干擾盡快排除。根據(jù)經(jīng)驗，當測點附近停放施工機具或有堆載時，也會對監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生影響。 </p><p>　　5.5、由于混凝土性質(zhì)有變易性，在施工應力測試中，應根據(jù)工地實際情況做一些有關(guān)混凝土性質(zhì)的實驗和觀測

17、，利用這些數(shù)據(jù)對測試資料進行分析，可能減小一部分誤差。 </p><p><b>　　6、結(jié)論 </b></p><p>　　深基坑工程的監(jiān)測是一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，采用鋼筋應力計量測鋼筋混凝土軸力時，會出現(xiàn)混凝土支撐軸力值偏大的異常情況，軸力值往往比設(shè)計值高出許多，本文對此進行了簡要的原因分析、解釋和總結(jié)，同時提出在工程中針對監(jiān)測結(jié)果進行修正的必要性，避免因為結(jié)果的偏

18、大而影響工程的設(shè)計和施工?？傊灰獔猿植粩嗟膶嵺`，不斷進行分析總結(jié)，必將使混凝土應力監(jiān)測工作更加完善。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　1 GB50497-2009建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S] </p><p>　　2 王敏華.基坑監(jiān)測量測.上海市建設(shè)工程檢測培訓中心 </p><p