一种堆载试验方法
【专利摘要】本发明提供了一种堆载试验方法，涉及建筑【技术领域】。针对现有的注水式预压法不能模拟拟建混凝土构件的真实位置，使得堆载试验获得的数据不够准确，影响工程施工质量的问题。步骤：一、计算拟建工程施工场地内的工程荷载，确定堆载值；二、在施工场地内浇捣混凝土基层并布置沉降观测点，进行第一次沉降观测，确定所述施工场地的原有标高；三、在混凝土基层上搭设排架体系，以排架体系的荷载值作为第一次加载，进行首次沉降观测，预估地基沉降量，并与第一次沉降观测数据进行比较，得出地基变形速率；四、在排架体系上模拟混凝土浇捣时的荷载进行分步递进式加载，并对每一步加载进行沉降观测，并与第一次沉降观测数据进行比较，得出地基变形速率。
【专利说明】一种堆载试验方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及建筑【技术领域】，特别涉及一种堆载试验方法。
【背景技术】
[0002] 目前，随着现代建筑业的迅速发展，建筑施工方法的不断更新，以及新型材料的大 量使用，越来越多的各种大型公建群体拔地而起，并且这些建筑都具有砼构件大、地坪荷载 要求高等特点，这就对施工中的质量控制提出了较高的要求。堆载预压法是在建筑工程建 设之前用大于或等于设计荷载的填土荷载，促使地基提前固结沉降以提高地基强度的方 法，当强度指标达到设计要求的数值后，卸去荷载，浇筑地基。经过堆载预处理后，地基一般 不会再产生大的固结沉降，避免地基发生剪切破坏，以保证施工质量。上述堆载预处理中的 堆载物一般采用填土、砂石、混凝土块或配重块等固体材料，但上述固体堆载物不易获得， 且堆载物集中放置时，易使局部荷载过大，造成支架体系坍塌。
[0003] 注水式预压法解决了上述固体堆载物的缺陷，它是利用注入支架体系上方的水体 实现均匀加载，但该注水式预压法不能模拟拟建混凝土构件的真实位置，使得堆载试验获 得的数据不够准确，进而影响工程施工质量。
[0004] 因此，在堆载预压法中，如何获得堆载试验的准确数据，以确定地坪抛高量，并待 混凝土浇筑完毕后达到设计标高成为本领域技术人员需克服的一大难点。
【发明内容】
[0005] 针对现有的注水式预压法不能模拟拟建混凝土构件的真实位置，使得堆载试验获 得的数据不够准确，影响工程施工质量的问题，本发明的目的是提供一种堆载试验方法，能 够在正式施工前确定地基基层的预抛高值，确定结构梁的起拱参数，从而保证浇筑混凝土 后，结构的施工质量。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的堆载试验方法，步骤如下：
[0007] 步骤一：计算拟建工程施工场地内的工程荷载，确定堆载值；
[0008] 步骤二：在所述施工场地内浇捣混凝土基层并布置沉降观测点，进行第一次沉降 观测，确定所述施工场地的原有标高，为沉降计算提供基础；
[0009] 步骤三：在所述混凝土基层上搭设排架体系，以所述排架体系的荷载值作为第一 次加载，进行首次沉降观测，预估地基在所述排架体系搭设完毕后的沉降量，并与步骤二中 所述第一次沉降观测的数据进行比较，得出地基变形速率；
[0010] 步骤四：在所述排架体系上按照步骤一计算出的所述堆载值，并模拟混凝土浇捣 时的荷载进行分步递进式加载，并对每一步加载进行沉降观测，并与步骤二中所述第一次 沉降观测的数据进行比较，得出地基变形速率。
[0011] 优选的，所述步骤四中，所述堆载试验所采用的堆载材料为捆扎的钢筋或钢管。
[0012] 优选的，所述堆载材料为定尺钢筋，所述定尺钢筋每25根捆扎为一捆，每捆宽度 25cm〇
[0013] 优选的，所述步骤四中，所述荷载在所述排架体系上的堆放位置为所述拟建工程 的混凝土构件的实际水平位置。
[0014] 更佳的，所述步骤四中，所述分步递进式加载分为n次，每一次加载的荷载值为所 述拟建工程的混凝土构件浇捣至1/n高度时的荷载，其中，n > 1。
[0015] 优选的，在第n次加载完成后，以1次/天的频率对所述施工场地的地基进行沉降 观测并做好记录，并与所述第一次加载……，及第n-1次加载的沉降观测数据进行比较，得 出地基变形速率。
[0016] 优选的，所述步骤三中，所述第一次加载的加载时间为2小时。
[0017] 优选的，当n为2时，在第二次加载完成后4小时，进行第三次加载。
[0018] 本发明的效果在于：本发明堆载试验方法的原理是利用堆物荷载对拟建梁荷载 进行模拟，用堆载物产生的比较均匀的压力来模拟拟建梁在支模、浇捣、养护时所产生的荷 载，堆物荷载通过排架体系以杆件的形式进一步向下传递，直至地面。通过上述堆载试验， 首先，施工人员可根据沉降观测的监测数据来预估地基的沉降量，预估拟建梁在支模、浇 捣、养护时地基土的沉降值，从而能够在正式施工前确定地基基层的预抛高值，避免经过实 际施工堆载后的地基再次发生沉降；其次，根据获得的地基沉降值数据，可适当调整并确定 主次梁的起拱参数，保证浇筑混凝土后结构的质量；再次，能够检验施工场地地基土经过本 发明的堆载试验后，提高的地基承载力是否能够满足大荷载结构施工要求，避免地基因承 载力不够而产生不均匀沉降，造成后续不必要的施工损耗；最后，通过模拟施工工况进行分 步递进式加载的试验方式，利于观察大面积地基在重荷载作用下的变形速率并控制其加载 速率，避免地基在荷载的作用下发生破坏，实现地基强度慢慢提高的效果，能够为拟建大型 公建结构施工提供有效的参数及依据。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为本发明一实施例的堆载试验方法的流程图。
【具体实施方式】
[0020] 以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种堆载试验方法作进一步详细说 明。根据下面的说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。以下将由所列举之实 施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化 的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0021] 结合图1说明本发明的堆载试验方法，本实施例中拟建工程施工场地地坪为宽 1. 8m，长24m的矩形区域，面积共计43. 2m2,具体试验步骤如下：
[0022] 步骤一：清理拟建工程施工场地周围杂物，处理施工场地附近障碍物，以确保堆载 试验的顺利进行，了解施工场地附近大型机械的作业情况，减小周围环境对堆载试验的扰 动，计算拟建工程施工场地内的工程荷载，确定堆载值，拟定堆载周期不小于3周，在堆载 周期内需按拟定堆载频率做好沉降观测，并且做好记录；
[0023] 本实施例的堆载值为拟建工程施工场地内拟建大梁及平台的重量之和，通过计 算得出大梁部位及排架体系的平均荷载8. 64T/m2,总荷载373T，其中，大梁钢筋部分重量 0. 78T/m2,大梁混凝土部分重量6. 36T/m2,排架体系的高度宜根据工程实体情况确定，本实 施例按16米高度计算，钢管重量1. 2T/m2,扣件重量0. 3T/m2 ;平台部位按照180mm厚平台板 和纵截面尺寸为300mmX900mm的梁计算，平均荷载为0. 62T/m2,总荷载118. 6T。
[0024] 步骤二：在拟建工程施工场地内浇捣250mm厚混凝土基层并布置沉降观测点，在 堆载之前，首先确定测量点，并结合水准点进行第一次沉降观测，用以确定拟建工程施工场 地的原有标高，为沉降计算提供基础。
[0025] 步骤三：在混凝土基层上搭设排架体系，上述排架体系包括纵横交错并绑扎的排 架，以及固定于排架上的模板，以排架体系的荷载值作为第一次加载，进行首次沉降观测， 预估地基在排架体系搭设完毕后的沉降量，与第一次沉降观测数据进行比较，得出地基变 形速率，上述排架体系的结构及安装方法为现有技术内容，此处不再赘述。
[0026] 步骤四：在排架体系上按照步骤一计算出的堆载值，并模拟混凝土浇捣时的荷载 进行分步递进式加载，并对每一步加载进行沉降观测，并与第一次沉降观测的数据进行比 较，得出地基变形速率。
[0027] 本发明堆载试验方法的原理是利用堆物荷载对拟建梁荷载进行模拟，用堆载物产 生的比较均匀的压力来模拟拟建梁在支模、浇捣、养护时所产生的荷载，堆物荷载通过排架 体系以杆件的形式进一步向下传递，直至地面。通过上述堆载试验，首先，施工人员可根据 沉降观测的监测数据来预估地基的沉降量，预估拟建梁在支模、浇捣、养护时地基土的沉降 值，从而能够在正式施工前确定地基基层的预抛高值，避免经过实际施工堆载后的地基再 次发生沉降；其次，根据获得的地基沉降值数据，可适当调整并确定主次梁的起拱参数，保 证浇筑混凝土后结构的质量；再次，能够检验施工场地地基土经过本发明的堆载试验后，提 高的地基承载力是否能够满足大荷载结构施工要求，避免地基因承载力不够而产生不均匀 沉降，造成后续不必要的施工损耗；最后，通过模拟施工工况进行分步递进式加载的方式， 利于观察大面积地基在重荷载作用下的变形速率并控制其加载速率，避免地基在荷载的作 用下发生破坏，实现地基强度慢慢提高的效果，能够为拟建大型公建结构施工提供有效的 参数及依据。
[0028] 进一步地，上述堆载试验所采用的堆载材料为捆扎的定尺钢筋（定尺钢筋指钢筋 在出厂前，由厂家事先按有关规定做好的各种规定尺寸的钢筋，一般长度为6m、9m、12m)或 钢管等，定尺钢筋或钢管材料易于获得，捆扎后吊装方便，并可反复利用，堆载试验完成后， 材料还可应用于后续的建筑施工中，不会造成材料的浪费；而且，捆扎后的定尺钢筋具有平 整的矩形底面，不会使排架体系因局部受力过大而损坏。
[0029] 本实施例取8. 64T/m2作为堆载荷载，根据现场实际情况，本实施例试验进场堆载 材料采用〇40mm且长度12m的定尺钢筋，该定尺钢筋需现场称重并计量，上述定尺钢筋每 25根捆扎为一捆，每捆宽度25cm，重量247Kg/捆，则堆载荷载2. llT/m2需要16捆定尺钢 筋，堆载荷载3. 18T/m2需要23捆定尺钢筋，堆载荷载8. 47T/m2需要63捆定尺钢筋，通过上 述计算得知，大梁部位及排架体系堆载荷载共需124捆定尺钢筋，总荷载367. 2T，因此，宽 度1. 8米的施工场地可沿其宽度方向水平放置7捆定尺钢筋作为一皮（一皮即一层），共堆 载9皮，每皮之间设置横梁架设，估算堆载钢筋高度约2. 5米；平台部位平均荷载0. 62T/m2， 总荷载118. 6T，堆载荷载0. 62T/m2需要2. 5捆定尺钢筋，4米宽度内平均放10捆，共需40 捆定尺钢筋。上述计算结果仅是一个示例，定尺钢筋具体参数应根据进场钢筋实际形状、重 量进行调整，可见，通过将一定数量的定尺钢筋捆扎为一捆，作为堆载材料计量标准，可以 方便快速地将堆载荷载转换成若干捆定尺钢筋，操作方便且简易，同时，捆扎的定尺钢筋应 尽量有序分布，以保证试验的准确性。
[0030] 上述步骤四中，荷载在排架体系上的堆放位置为拟建大梁的实际水平位置，这种 堆载方式能够模拟拟建大梁的真实位置，使得通过上述堆载试验得到的数据更为准确。
[0031] 作为最佳实施例，上述步骤三中，第一次加载的堆载时间为2小时，加载量2. 11T/ m2。步骤四中，分步递进式加载分为两步，分别为第二次加载和第三次加载，根据施工进度， 第二次加载的堆载值模拟拟建大梁混凝土浇捣至梁中（高度1.3米）时的荷载值，加载量 3. 18T/m2,累计5. 29T/m2,加载时间应根据第一次加载后沉降量的观测数据确定，第三次加 载的堆载值模拟拟建大梁混凝土由梁中浇捣至梁顶（高度2. 65米）时的荷载值，加载量 3. 35T/m2,累计8. 64T/m2,同时，加载平台荷载。这种分步加载方式利于观察大面积地基在 重荷载作用下的变形速率并控制其加载速率，避免地基在荷载的作用下发生破坏，实现地 基强度慢慢提高的效果。
[0032] 根据拟建大梁的实际施工进度，混凝土浇捣至梁中时需4小时，混凝土浇捣至梁 顶时需8小时，混凝土初凝时间8小时，混凝土浇捣7天后，混凝土强度达到设计强度的 80%。因此，第三次加载的加载时间在第二次加载完成后4小时，模拟拟建大梁的实际浇捣 时间，使得观测得出的沉降数据更为贴近实际工况，更加准确。
[0033] 上述步骤四中，在第三次加载完成后，以1次/天的频率对地基沉降进行观测并做 好记录，并与先前第一次加载和第二次加载的沉降观测数据进行比较，得出地基变形速率； 当沉降量发生突变时，应加大观测频率，根据沉降量突变的实际情况以2?3次/天的频率 进行观测并做好记录。下面表一为采用本实施例的方法对某工程地基进行堆载试验后观测 的数据：
[0034] 表一：
[0035]
【权利要求】
1. 一种堆载试验方法，步骤如下： 步骤一：计算拟建工程施工场地内的工程荷载，确定堆载值； 步骤二：在所述施工场地内浇捣混凝土基层并布置沉降观测点，进行第一次沉降观测， 确定所述施工场地的原有标高，为沉降计算提供基础； 步骤三：在所述混凝土基层上搭设排架体系，以所述排架体系的荷载值作为第一次加 载，进行首次沉降观测，预估地基在所述排架体系搭设完毕后的沉降量，并与步骤二中所述 第一次沉降观测的数据进行比较，得出地基变形速率； 步骤四：在所述排架体系上按照步骤一计算出的所述堆载值，并模拟混凝土浇捣时的 荷载进行分步递进式加载，并对每一步加载进行沉降观测，并与步骤二中所述第一次沉降 观测的数据进行比较，得出地基变形速率。
2. 根据权利要求1所述的堆载试验方法，其特征在于：所述步骤四中，所述堆载试验所 采用的堆载材料为捆扎的钢筋或钢管。
3. 根据权利要求2所述的堆载试验方法，其特征在于：所述堆载材料为定尺钢筋，所述 定尺钢筋每25根捆扎为一捆，每捆宽度25cm。
4. 根据权利要求1至3任一项所述的堆载试验方法，其特征在于：所述步骤四中，所述 荷载在所述排架体系上的堆放位置为所述拟建工程的混凝土构件的实际水平位置。
5. 根据权利要求4所述的堆载试验方法，其特征在于：所述步骤四中，所述分步递进式 加载分为η次，每一次加载的荷载值为所述拟建工程的混凝土构件浇捣至1/n高度时的荷 载，其中，η > 1。
6. 根据权利要求5所述的堆载试验方法，其特征在于：在第η次加载完成后，以1次/ 天的频率对所述施工场地的地基进行沉降观测并做好记录，并与所述第一次加载……，及 第η-1次加载的沉降观测数据进行比较，得出地基变形速率。
7. 根据权利要求1至3任一项所述的堆载试验方法，其特征在于：所述步骤三中，所述 第一次加载的加载时间为2小时。
8. 根据权利要求5所述的堆载试验方法，其特征在于：当η为2时，在第二次加载完成 后4小时，进行第三次加载。
【文档编号】E02D33/00GK104264720SQ201410446808
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】孔祥音, 彭磊, 彭捷, 袁凌飞 申请人:上海建工七建集团有限公司