基坑监测中混凝土支撑轴力的相关问题研究

摘要:为保证深基坑的安全,需要对基坑进行监测。本文对采用钢筋计或应变计测定混凝土支撑轴力时,就传统的支撑轴力计算公式的适用范围等问题做了一些探讨。

关键词:钢筋计 支撑轴力 监测

中图分类号:TB21 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0050-02

对于钢筋混凝土支撑,主要采用钢筋计测量钢筋的应力或采用混凝土应变计测量混凝土的应变,然后通过钢筋与混凝同工作、变形协调条件反算支撑的轴力。

(1)当所量测支撑为纯受压杆件或小偏心受压杆件时,采用式(1)计算轴力所得结果较能反映实际轴力值。(2)当所量测支撑为大偏心受压杆件时,若支撑混凝土未产生裂缝,利用式(1)计算出的轴力仍能较好地反映实际轴力;若支撑混凝土已经产生裂缝,此时再用式(1)求得的轴力值会与实际轴力值产生较大的差别。这样,监测轴力值就不能正确反映支撑的实际受力状态,而且若监测值小于实际值,往往会造成错误的判断,给围护工程的安全带来隐患。造成这种问题的原因是,在这种情况下,支撑截面上已经出现了比较大的弯矩,混凝土已经产生裂缝,式(1)已不再适用。

1 支撑轴力计算探讨

针对以上几个问题,本了以下一些探索。

(1)当实测断面均为压应力时,仍然采用式(1)计算支撑轴力。

(2)当实测断面的应力值异号时,可考虑以下处理措施。

1)调整测试点位置来监测支撑的安全。

根据以上分析可知,在保证测量值符合实际情况的前提下,在混凝土产生裂缝之前,采用轴力计算式(8),即传统的轴力计算式(1),能较好地反算得到支撑的轴力值;但当混凝土产生裂缝以后,由于拉区混凝土退出工作,再采用式(8)计算支撑轴力已经不合适,作者认为此时采用式(10)计算出的支撑轴力更符合实际。因此,首先要判断支撑梁截面的混凝土是否产生裂缝。对此,可由值进行判断:

②当时,认为混凝土未产生裂缝,取式(8)计算支撑轴力。

2 补充说明

需要注意的是,实测的钢筋应力值除受荷载影响外,还受到许多非荷载因素的影响,如混凝土干缩和湿胀引起的附加应力、徐变变形的附加应力、温度附加应力等,因此,由此实测钢筋应力值反算出的轴力与实际轴力会产生较大的差异。对于这些非荷载因素的影响,其定量计算有待进一步的研究。在工程设计计算中混凝土弹性模量都是从规范中查表得到的,是一个常量。而实际情况是混凝土的弹性模量是随着龄期增加而增加的一个变量,尤其是早龄期的混凝土其值比规范规定值小得多,这就使得直接取用规范值算出的轴力值偏离了实际。因此,利用式(8)或式(10)计算支撑轴力时,对混凝土弹性模量的取值应按混凝土的龄期分别取值。可通过试验建立混凝土弹性模量与龄期之间的关系曲线,以便对混凝土弹性模量的取值提供参照。

3 结论

根据以上分析作者认为:(1)在混凝土产生裂缝前,采用传统的轴力计算公式计算出的支撑轴力能较好地反映实际的支撑轴力。(2)混凝土产生裂缝后,再采用传统的轴力计算公式计算支撑轴力已不合适,作者认为此时采用本文的式(10)计算出的支撑轴力更接近实际值。(3)应充分考虑监测的原始数据中包含的许多非荷载因素影响,以便更准确地提供支撑轴力计算的原始数据。(4)利用传统的轴力计算公式或本文的式(10)计算支撑轴力时,对混凝土弹性模量的取值应按混凝土的龄期分别选取。

参考文献

[1]车宏亚,江见鲸,等.混凝土结构[M].中国建筑工业出版社,1999,6.

[2]中华人民共和国建设部.混凝土结构设计规范[S].中国建筑工业出版社,2002.