镇海动刚度报告资料

1、宁波镇海芳烃项目（一期）工程项目试桩工程桩基动刚度测试一、工程概况宁波化工区地处经济发达的长江三角洲南翼宁波北部辽阔的海涂上， 毗邻中国最大的工业城市 上海；它距东方深水大港北仑港仅 24 公里。 园区总规划面积为 56.22 平方公里，园区地块地势开阔平坦，均为围海滩 涂，拥有大片可供开发的滩涂地，发展空间大，滩涂地势开阔平坦；背靠 北仑港，距国内最大的 5 万吨级、 300 万吨年吞吐能力的液体化工码头 仅 5 公里，具有良好的区位优势。拟建场地位于宁波化工园区内，东临灰鳖洋，西邻岚山水库，西侧距 离海天路约 850 米，通较为便捷。场地为围海填土区，地貌类型较单一， 属滨海淤积型平原。桩

2、的动刚度试验是为了提供动力机组等重要设备基础在振动荷载作 用下的动力设计参数，通过桩基的动刚度试验，了解桩在振动荷载下的工 作性能，提供必要的桩基动力设计参数， 根据中华人民共和国国家标准 地 基动力特性测试规范 GB/T50269-97 的要求对桩进行自由、 强迫振动试验， 量测桩的抗压刚度、抗剪刚度、抗弯刚度、轴向振动阻尼比和水平与回转 藕合振动阻尼比等。试桩总数 2根，即群桩动刚度试验 1组。本次试桩拟对 2 根锚桩浇筑 平台后，进行并联自由、强迫振动试验，以研究承台、柱头嵌固条件对桩 身刚度的影响。为了取得上述桩的动力特性参数，对桩进行下列试验：1）水平与回转耦合自由振动试验；2）竖向

3、自由振动试验；3）水平与回转耦合强迫振动试验；4）竖向强迫振动试验。二、工程地质情况拟建场地位于宁波化工园区内，东临灰鳖洋，西邻岚山水库，西侧距 离海天路约 850 米，通较为便捷。场地为围海填土区，勘察时正在回填塘 渣，地面标高一般为1.793.13之间（根据孔口标高测算）。地貌类型较 单一，属滨海淤积型平原。 场地勘探深度范围内自上而下划分为如下地层： -1 层 素填土（ Qml ） ：杂色，土体结构松散，主要由块石、碎石、砾石及粘性土组成，揭示大块径块石达 100cm系近期人工堆积形成，土质 不均匀。该层全址分布。-2 层 淤泥质粉质粘土（ Q43m） ：黄灰色，流塑，高压缩性。含贝壳碎

4、 屑，切面稍有光泽，韧性中等，干强度中等，摇振反应无，土质不均。局 部为软塑状粉质粘土。该层全址分布。 -3 层 粘质粉土（ Q4 ）：黄灰色，稍密中密，湿很湿，中压缩 性。含云母，切面无光泽，韧性低，干强度低，摇震反应迅速，土质不均。 该层全址分布。 层 淤泥质粉质粘土（ Q2。：灰色，流塑，高压缩性。具层理状，间 夹粉砂团块或薄层，切面稍有光泽，韧性中等，干强度中等，摇振反应无， 土质不均。局部为淤泥质粘土。该层全址分布。 层 粉砂混粉质粘土（ Q41m+al） ：灰色，稍密，局部松散，饱和。主要矿物成分为长石、石英及云母等，颗粒级配差，混粉质粘土约20 40%不等，土质不均。局部以粉质粘

5、土混粉砂为主。该层全址分布。 -1层 粉质粘土（ Q：灰色，流塑，高压缩性。具层理状，间夹粉土、粉砂薄层，切面稍有光泽，韧性中等，干强度中等，摇震反应缓慢， 土质不均。局部为淤泥质粉质粘土。该层全址分布。-2层含粘性土粉砂（Q1m+al）:灰色，稍密中密，饱和。主要矿物 成分为长石、石英及云母等，颗粒级配差，粘性土含量占15 35%不等，轻微胶结，土质不均。该层局部分布 层 粉质粘土（ Q32l+al ）：黄褐色，软塑，中偏高压缩性。含铁锰质氧 化物，局部含粉细砂颗粒，切面稍有光泽，韧性中等，干强度中等，摇振 反应无，土质不均。该层局部分布。 -1层淤泥质粉质粘土（ Q32m）:灰色，流塑，高

6、压缩性。具层理状， 间夹粉土、粉砂薄层，切面稍有光泽，韧性中等，干强度中等，摇震反应 无，土质不均。局部为软塑状粉质粘土。该层全址分布。 -2层 含粘性土粉砂（Q2m+al）:灰色，中密，饱和。主要矿物成分为 长石、石英及云母等，颗粒级配差，粘性土含量占10 35%不等，轻微胶结，土质不均。该层局部分布。 -3 层 粉质粘土（ Q3 ）：灰色，软塑可塑，高中压缩性。含少量 腐植物，局部粉粒含量较高，切面稍有光泽，韧性中等，干强度中等，摇 振反应无，土质不均。该层全址分布。 -1 层 粉质粘土（ Q32al+l ）：褐灰蓝灰色，可塑，中压缩性。含少量 腐植物及粉细砂团块，局部铁锰质渲染，切面稍有

7、光泽，韧性中等，干强 度中等，摇振反应无，该层全址分布。 -2 层 含粘性土中砂（ Q32al ）：褐灰色，密实，饱和。主要矿物成分为 长石、石英及云母等，颗粒级配较差，一般自上而下渐粗，粘性土含量约 占 10%，土质不均。局部以含粘性土细砂或砾砂为主。该层部分孔内揭露 到。 -3 层 粉质粘土（ Q3 ）：蓝灰色，可塑，中压缩性。含少量腐植物 及粉细砂团块，局部铁锰质渲染，切面稍有光泽，韧性中等，干强度中等， 摇振反应无，土质不均。该层部分孔内揭露到。 -1 层 含粘性土粉砂（ Q31al ）：褐灰色，密实，饱和。主要矿物成分为长石、石英及云母等，颗粒级配差，粘性土含量约占15%，土质不均。

8、该层仅在 A88 号孔揭露到。 -2 层 粉质粘土（ Q31al+l ）：褐灰色，可塑，中压缩性。偶见腐植物，切面稍有光泽，韧性中等，干强度中等，摇振反应无，土质不均。该层仅在 A88 号孔揭露到。 层 含粘性土粗砂（ Qel ）：黄褐色，密实，湿。主要由基岩风化碎屑 物组成，颗粒级配较好，分选较差，粘性土含量约10%，土质不均，残积形成。该层仅在 A88 号孔揭露到。 -1层强风化凝灰岩（J3）：黄褐色，凝灰结构，块状构造，主要矿 物成分为长石、石英等，节理裂隙发育，岩芯多呈碎块状，锤击易碎。该 层仅在 A88 号孔揭露到。-2层中风化凝灰岩（J3）:灰褐色、青灰色，凝灰结构，块状构造， 主

9、要矿物成分为长石、石英等，节理裂隙较发育，岩芯多呈短柱状，锤击 声脆不易碎。该层仅在 A88 号孔揭露到，为本次勘察的最底层，未揭穿。三、实验仪器，设备和方法试验采用电磁式激振器产生的强迫振动，由拾振器、测震放大器、光线记录示波器进行数据采集、记录，整理分析。试验仪器、设备布置，见 图1图3。重球测振仪微机桩承台断裂器神仙拾振器桩承台桩桩自由振动状态下桩抗剪、抗压刚度试验安装示意图图1数据米集 处理系统CRASV4.0AL打印机数据采集 处理系统CRASV4.0测振仪桩承台桩力传感器信号发 生器功率放 大器图2桩基竖向强迫振动试验安装示意图图3桩基水平与回转耦合强迫振动试验安装示意图3.1自由

10、振动试验用“神仙葫芦”对试验桩施加水平拉力，拉力通过断裂器传至桩头上。 用“神仙葫芦”拉断断裂器，突然释放水平拉力的方法使桩基作水平回转 耦合自由振动，并用测振设备实测自由衰减振动过程。竖向自由振动试验采用铁球自由下落， 冲击测试桩顶中心处。测试次 数不小于3次。3.2强迫振动试验采用电磁式激振器作振源，最大扰力幅为600N。为了使激振器产生的激振力能很好地传到桩头上，激振器与桩头之间必须有可靠的连接。拾振器安装于基础或桩头侧面的刚性座上，刚性座焊接于基础或桩头侧面的预埋件上。竖向强迫振动试验，对称地竖向安装2只拾振器，以测定竖向振动位移。在水平与回转耦合自由和强迫振动试验中，水平、竖向各安

11、装2只拾振器，以测定水平振动位移和回转角值。激振频率自5Hz开始至200Hz,激振频率每升高1Hz记录测试资料一次。测振设备由拾振器、测振仪、CRASV4.（数据采集与处理系统、微机、打印机等组成。图4管桩试桩及承台布置图四、数据处理 4.1数据处理依据地基动力特性测试规范(1) .水平回转耦合自由振动实验数据处理:地基水平回转向第一振型阻尼比x 1产丄丄ln»x1 2 nAxAx i :第一周期的水平振幅。Ax n1 :第n+1周的水平振幅。地基的抗剪刚度Kx和抗弯刚度K2h2 ,Ax 1Kx mf nl 1 一(1)h Ab2K J c nlh2 hic1Ax 11Ab其中 Jc

12、 J mf h22mficnl2 fnlnldl1 x 2Ax 1Az 1Az 211mf基础质量(t)JC:基础对通过其底面形心轴的转动惯量(t m2)Ax i :基础顶面的水平振幅(m)Ab :基础底面的水平振幅(m)(Hz)fdi :基础水平回转耦合振动第一振型有阻尼固有频率h :基础高度(m)h2 :基础重心至基础底面的距离(m)2J:基础对通过其重心轴的转动惯量(t m)试桩编号参数状态fnl(Hz)nl(rad/s)2mf nl2 2(t rad /s )Ax 1(m)l1(m)Az 1 Az 2 -hh(m)Ab=(4)-(6)(m)Ax 1 1 Abh(8)(9)+1Kx= (

13、3)(10)10 kN/mx 1(1)(2)(4)(6)(7)(8)(9)(10)M1明置18.11113.78517816.1476.03.743.9032.101.370.51.680.870.41埋置18.28114.83527444.4375.43.743.8931.531.390.51.700.890.43试桩编号参数状态fnl(Hz)J2JCnl(t m2rad 2 /s2)Ax 1(m)Ab(m)(AAb11)1.2 ic(m2)h2h2 ic(5)(7)+1K =(2) (8)(106 kN m)(1)(2)(4)(5)(6)(7)(8)(9)M1明置18.0913771487

14、6.032.100.732.670.751.552.132埋置18431.530.722.670.751.542.140表2 水平与回转耦合自由振动参数计算表k的计算（2）.水平回转耦合强迫振动实验数据处理：地基水平回转向第一振型阻尼比x 1x i -ii 3 4人20.5 A(m)Ami:基础水平回转耦合振动第一振型共振点水平振幅A :频率为0.707 fmi所对应的水平振幅（m）地基的抗剪刚度Kx和抗弯刚度K2kxmx (2 fnx)2 2K J(2 fn )2 kxh2i h3)( i hi)2i2 x v. i x i1722i in其中 M Aml(2fnl

15、)h2f2f2i 2 nxnliAmlAmlh2 mlmx:基础水平回转耦合振动参振总质量(t)nl -基础水平回转偶合振动第一振型无阻尼固有频率(Hz)fml :基础共振点频率（HZ）p ：激振力（KNi:基础第一振型转动中心至基础重心的距离 （m）hi :基础高度（m）h2:基础重心至基础底面的距离（m）h3:基础重心至激振器水平扰力的距离（m）i :基础回转半径（m）2J:基础对通过其重心轴的转动惯量（t m ）试桩编号参数 状Xf ml(Hz)Am1(m)0.707 fml(t rad2 /s2)A(m)x 1mx(t)Kx(106 kN/m)K(106 kN m)M1明置19.062

16、.1813.4356.230.39639.130.8112.053埋置19.560.2513.7953.670.37841.710.8762.165表3水平与回转耦合强迫振动参数计算表K x，K的计算（3）.竖向强迫振动实验数据处理:地基阻尼比 znzii 1zn其中:zi0.5 10.5Aizi :由第I点计算的地基竖向阻尼比fm :基础竖向振动共振频率（Hz）Am :基础竖向振动的共振振幅 fi :在幅频响应曲线上取的第 A：在幅频响应曲线上取的第 地基的抗压刚度（Kz）k -PZ Am（m）I点的频率（Hz）I点的频率所对应的振幅（m）P:激振力（kN）表4竖向强迫振动参数计算表z，K

17、z的计算试桩编号数状态fm(Hz)Am(m)f1(Hz)A(m)f2(Hz)A(m)f3(Hz)A3(m)zKz(106kN/m)M1明置31.01.45171.21221.34271.410.4014.025埋置31.51.40191.23231.32281.350.3954.157（4）.竖向自由振动实验数据处理： 地基阻尼比ir AizIn2nAn iAi :第一周的振幅（m）An1 :第n+1周的振幅（m）n：自由振动的周期数 地基的抗压刚度kz其中mz(1ejmwAmax2 fnztgzzAmax :基础最大振幅（m）,fd :基础有阻尼固有频率（Hz）v :铁球自由下落时的速度（m

18、/s）H1:铁球下落的高度（m）H2：铁球回弹高度（mei：回弹系数mi :铁球质量to :两次冲击的时间间隔（s）试桩编号 参数状态miHi(m)V(m/s)fd(Hz)Amax(m)to(S)H2(m)zfnz(Hz)mz(t)Kz(10 kN/m)M1明置0.11.35.053119.870.260.0830.38733.620.25292.0884.105埋置0.11.55.4231.520.090.220.0590.39434.270.19991.2014.225五、测试结果表6自由振动测试结果试桩编号试验状态Kx6(10 kN/m)x 1K(106 kN m)Kz"6(10 kN/m)zM1明置0.8700.4102.1324.1050