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目录第一部分工程概况第二部分检测目的、内容及依据第三部分筏板应变检测第四部分承台应变检测第五部分检测仪器及有关事项1第一部分工程概况华中科技大学协和医院外科病房大楼是一栋钢筋混凝土框架剪力墙结构的高层建筑。工程位于汉口解放大道1277#武汉市解放大道与新华路交叉口西北角的协和医院内，由华中科技大学协和医院投资兴建，中南设计院设计，中建三局二公司总承建。大楼建筑总高度为145.3米,地下2层、地上32层,建筑占地面积3282M2，总建筑面积74117M2。主楼采用桩筏基础，裙楼为柱下独立桩基，主楼筏板厚2.5米，裙楼为柱下单、多桩基。第二部分监测目的、内容及依据一、监测目的验证设计计算假定、方法；对检测成果中所反映的筏板和承台结构安全性问题做出分析评价。二、监测内容检测基础筏板各测点全过程应变和三桩承台各测点应变。在筏板施工开始至主楼结构封顶的检测全过程中，筏板各测点数据的采集应包括：基础底板混凝土成型（初值）、地下室浇筑完成、裙房结构封顶、主楼封顶。三、监测依据21．《武汉协和医院外科病房大楼筏板和承台应变的监测》合同书，中建三局二公司武汉分公司，武汉理工大学，2002年10月；2．《武汉协和医院外科病房大楼筏板和承台应变的检测要求》，中南建筑设计院，2002年10月14日；3．《武汉协和医院外科病房大楼工程施工图》，中南建筑设计院，2001年12月；4．《武汉协和医院外科病房大楼岩土工程详细勘察技术报告》，武汉中汉岩土工程技术开发公司，2000年10月；5．工程所涉及主要的国家行业规范、标准、规程、法规、图集,地方标准、法规、图集第三部分筏板应变检测一、检测内容检测基础筏板底层、中层、面层各测点全过程的应变，每一个测点布置两根应变计（考虑对称性可适当减少）。在筏板施工开始至主楼结构封顶的检测全过程中，筏板各测点数据的采集应包括：基础底板混凝土成型（初值）、地下室浇筑完成、裙房结构封顶、主楼封顶。二、应变计的布置1、筏板底部钢筋应变计的布置1）．在筏板的1轴/F轴、F轴/19轴以及1A/E1轴、12A/E1轴处外墙拐角处悬挑端根部，沿板底放射筋方向设置钢筋应变计32）．沿F1轴向，5A轴，6A轴柱边板底钢筋处，以F1轴为对称轴，在正中对称设置钢筋应力计3）．沿6A轴向，D1轴，F1轴柱边板底钢筋处，以6A轴为对称轴，在正中对称设置钢筋应变计4）．沿C轴向，筒体墙体外侧板底钢筋处，从右到左第3、4列桩以及4、5列桩之间，在正中设置钢筋应变计5）．沿C轴向，筒体墙体外侧板底钢筋处，从左到右第3、4列桩以及4、5列桩之间，在正中设置钢筋应变计6）．沿C轴向，从左到右第14列桩，筒体墙体外侧板底钢筋处，设置钢筋应变计7）．沿C轴向，从左到右第16列桩，筒体墙体外侧板底钢筋处，设置钢筋应变计具体布置位置见图一。2、筏板中部应变计的布置在F1轴上5A~6A之间布置两根钢筋应变计和两根混凝土应变计，见图二。3、筏板上部钢筋应变计的布置1）在F1轴上5A~6A之间布置两根钢筋应变计2）在F1轴上6A~7A之间布置两根钢筋应变计3）在6A轴上F1~E1之间布置两根钢筋应变计4）在9轴上D轴~F1轴之间布置两根钢筋应变计具体布置位置见图三。44、桩顶混凝土应变计的布置从上到下第5排，从右到左第12、14列桩顶分别设置混凝土应变计ZDT-1、ZDT-2，从上到下第8排，从右到左第15、17列桩顶分别设置混凝土应变计ZDT-3、ZDT-4，从上到下第10排，从右到左第15列桩顶设置混凝土应变计ZDT-5。具体布置位置见图四。56789三、检测方法与步骤1、筏板内钢筋应变的检测：①GY-180型钢筋应变计的加工为了保证钢筋应变计的测试数据更好地满足测试钢筋应变的要求，如下图所示，我们用两根Ф32长度为1米6的钢筋对应变计做了加长的处理。GY-180型钢筋应变计Ф32钢筋钢筋套筒连接②GY-180型钢筋应变计的布置方法将钢筋应变计用铁丝绑扎在预定位置的钢筋网上，作为钢筋网上一根承力构件，见如下示意图：10联接套筒筏板钢筋网钢筋应变计（绑扎在纵向钢筋上）32钢筋筏板钢筋应变计布置图③检测数据的监测在筏板施工开始至主楼结构封顶的检测全过程中，筏板各测点数据的采集应包括：基础底板混凝土成型（初值）、地下室浇筑完成、裙房结构封顶、主楼封顶，并根据工程施工中的实际情况以及检测要求增加检测次数。2、桩头混凝土应变的检测①MHY-150型混凝土应变计的布置方法将混凝土应变计垂直绑扎在筏底钢筋网上，并置于待测桩的桩头圆心处，安装方法见下图，具体的安装位置见混凝土应变计安放位置图。11筏底钢筋网混凝土应变计混凝土应变计②检测数据的监测在进行筏板内钢筋应变数据监测的同时进行混凝土应变数据的监测。3、筏板中部混凝土应变的监测第四部分承台应变检测1．检测目的从国内外承台规范可以看出，桩基承台的内力计算都是建立在梁、板受弯计算理论基础之上，对承台的受剪、受冲切、局部受压承载力的验算基本套用一般梁、板等受弯构件的计算方法。12以我国承台规范为例，承台的承载力计算包括承台抗弯、抗冲切、抗剪切及局压计算，其中受弯计算按悬臂板破坏模式，即以柱边截面为最大弯矩进行承台下部配筋，并将受力钢筋均匀布置；抗冲切计算主要在试验资料和以往经验基础上，确定冲切锥体，抗冲切承载力与冲切锥体上的混凝土抗拉强度成正比，与受力筋无关；抗剪验算以梁式破坏模式为基础，剪切破坏面为通过柱边和桩边连线形成的斜截面。这种设计方法沿用了受弯构件的计算方法，设计时只考虑承台某一特殊截面上的受力，而没有考虑承台内部的完整力流；规范抗冲切计算的有关假定与承台的实际应力分布及受力状态也不尽相符。随着对承台研究的深入，国内外学者发现对于比较厚的承台，用传统的设计方法存在较多的不足，因而提出了新的承台传力模式，其中以空间桁架模型（拉压杆模型）最具代表性。桁架模型法被认为是解决剪切、扭转问题的更有希望的途径，因为它对构件开裂后的抗剪、抗扭机理给出了清晰的概念，还有可能合理地解决轴向力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下复合受力构件的设计计算问题。有关试验研究表明，桩基承台的传力机理符合空间桁架模式，即以桩顶钢筋条带为拉杆，柱头至桩顶区域的混凝土为斜压杆的空间桁架。英国、西德、加拿大规范在承台设计中都引用了桁架模型，GEB90新规范的整个思路和过程都是桁架模型理论，其中也包括了承台的设计。加拿大84规范已引进了拉压杆模型的设计。多伦多大学的P.A.Kuchmn及M.P.Collins等人对桩基承台又作了更深入的研究。与美国的ACI规范作了对比后，他们认为ACI建筑规范关于承台剪切计算的条款并不能预示试验结果，因为这种方法忽略了钢筋数量这一重要参数，而过分强调了有效厚度这一参数，而拉13压杆模型较准确地描述了桩基承台特别是厚承台的特性。分析英国和加拿大的桩基承台设计方法，可以看出，它们都是以桁架模型（拉压杆模型）为基础进行受力分析的，即假定混凝土内部存在着传递斜推力的斜压杆，承台的破坏是以混凝土斜压杆最终被压碎为标志的，又由于混凝土开裂后钢筋与混凝土粘结力遭到破坏，纵向钢筋应力沿全跨变化较小，实际已成为一根拉杆，从而建立了桩承台以桁架受力体图1承台空间桁架模型虽然空间桁架模型理论已经提出来了，但是在承台的设计中，还没有形成统一简便的计算方法。我国承台新规范也只是在原有基础上对承台的设计方法进行修正。为验证空间桁架模型中压杆的存在，在三桩承台中预埋应变计，通过现场测得的数据，进一步分析承台的受力机理，为分析承台设计的合理性和建立空间桁架模型的设计计算方法提供现场实测数据。2．检测方法桩承台浇注前，首先在柱子上预埋一个应变计，通过测得的应变，可求出柱子传来的力。因为三桩承台是等边三角形，所以可以假定柱子传来的力向三个桩方向平均传递的，所以在承台其中一个桩和柱的连线中间位置预埋一个14应变计，为了验证柱上的力主要是通过混凝土斜压杆传递，在拱腹上预埋一个应变计，以作对比。为测得桩上的反力，在桩和承台的交接部位处也预埋一个应变计。预埋在承台内的应变计通过焊接钢筋来固定。应变计布置位置如图2所示。混凝土斜压杆上预埋应变计承台腹部预埋应变计柱上预埋应变计桩部预埋应变计图2应变计布置图应变计固定好后，采集一次数据；承台浇注完一周采集一次，和前一次作比较，得出混凝土的收缩应变；整个基础完工后，承台基本稳定，采集一次，作为初始值。以后一周采集一次数据，如果测得数据变化较大，应该缩短数据采集间隔然；如果测得数据变化较小，改为每层建成后采集一次数据。整个工程建成后后，每隔10天采集一次，直到两次数据相差不大或因为安装工程开始无法采集为止。第五部分检测仪器及有关事项15一、检测仪器及设备1MHY-150混凝土应变计2GY-180钢筋应力计3XP99型振弦式频率测定仪1台4DJZ级经纬仪2台5读数显微放大镜6便携式计算机7游标卡尺、钢卷尺各1把8导线等试验耗材若干。二、甲方配合为保证测试安全和顺利进行，请甲方在测试之前和过程中予以如下配合：1．在检测工作开始前，对振弦式应变计的安装、拆卸提供连接、切割的协助。2．提供检测所需要的电源、安全帽等。3．检测过程中协助保护好测点处应变、应力计，严防磕碰。切实保护好测试用电缆，防止电缆被割破。16附1检测用材料清单名称型号数量单价总计钢筋应变计GY-18046个混凝土应变计MHY-15011个钢筋Ф32150米钢筋套筒92个专用数据线570米其它辅助材料17附2监测人员名单姓名职称年龄单位蒋沧如教授，博导52武汉理工大学胡春宇副教授，结构实验室主任42武汉理工大学蔡江勇博士，一级结构工程师38武汉理工大学李小凯硕士生27武汉理工大学许凯硕士生27武汉理工大学陈习子硕士生24武汉理工大学陈远洲硕士生24武汉理工大学