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1、成都理工大学生结构设计竞赛岩土工程组赛题第三届成都理工大学生结构设计竞赛组委会2017.4.301一、竞赛内容本次竞赛以建造基桩为题目，要求参赛学生用主办方提供的砂子、纸板和模型箱建造一个桩基础，以得分最高者获胜。竞赛内容包括以下几部分：模型设计、模型制作、模型测试。二、赛题及流程材料和桩基模型建造要求材料要求1.1举办方提供以下设备与材料（比赛前15分钟由参赛队检查确认）：（ 1）有机玻璃制作的模型槽，内壁尺寸804050cm（长宽高），如图1。模型槽中，主办方将会用标线标注出初始预填砂高度边界。80cm桩端距模型箱底部15cm。即桩端不得进入下部15cm砂层，顶部砂层50cm与箱顶齐平预填
2、砂层厚15cm40cm图1模型槽示意（2）风干标准砂粒径：0.25mm-0.5mm。（3）1.0mm厚的灰底白纸板名称：灰底白纸板，规格：A2（420mm594mm），厚度：1mm2（4）双面胶带和透明胶带名称：得力30403双面胶2.4cm，得力33131透明胶带，4.5cm60m（5）剪刀、裁纸刀（6）填砂用的铲子、装料桶（7）测试用的加载柱若干（直径5cm，高度3cm；材质：有机玻璃或硬木）（8）测试用的百分表、砝码、加载板（材质：复合板材，尺寸：4030cm）1.2参赛队自备的材料（比赛前15分钟由评审小组检查确认）：（1）尺子（型式不限）（2）标记用的笔（型式不限）（3）经评审小组确
3、认的自制辅助成桩和填砂时用来支撑桩体的工具等（4）记录本、图纸、计算器等辅助材料（5）其它经评审小组确认可以携带的材料基桩制作（1）可以采用灌注桩、管桩、板桩等。基桩横断面和纵断面形式不限，其中，灌注桩可封底，并用砂填满（砂的质量要计入成绩扣分部分）；管桩内部在任何位置不允许封闭，上部留2cm不能灌砂（管桩中填的砂子不计入成绩扣分部分）。（2）桩径（边长）、桩数不限（提示：桩径设计要考虑方便放上加载柱）。如果采用扩底桩或其他桩身局部扩大异型桩，则扩大头、持力盘（支盘）、螺旋及其他局部扩大部分直径（边长）不超过桩体截面的最小直径（或最小边长）的2.5倍。（3）群桩情况下，桩与桩之间不能有任何联接
4、。（4）经评审小组检查不合格的基桩需进行改正或重做，重做时间也被计入总的时间；使用材料按重做用料计。（5）成桩材料只能用主办方提供的材料。基桩制作完成后，参赛者将所有剩余纸、双面胶带和透明胶带归还给评委，由评委称重。原质量扣除该质量即为材料用量（材料用量指的是纸、双面胶带和透明胶带总共的用量）。基桩填埋3（1）砂层厚度50cm，如图1。砂层填筑到模型箱顶部，桩端不得进入下部15cm砂层。在平面上，基桩任何部位距模型箱内壁净距不得小于3cm。（2）先置桩，后填土，不允许先填土，后置桩。（3）填埋前，针对灌注桩，需要灌砂称重。灌砂由参赛方实施，称重由评审小组实施，桩身内部的灌砂可以通过振动、插捣等
5、予以密实。（4）填埋过程中可以使用自制工具对基桩进行临时支撑。整个填埋过程中，支撑装置只能放置在填砂面之上，也即任何时候支撑装置都不得处于填砂面之下。（5）填砂时撒砂高度不得高于模型箱顶以上20cm。填埋过程中不得有击实、压实、插捣、敲击等任何加密基桩周围砂子的做法；（6）不得给砂子加水。（7）砂土最终表面须平整。（8）所有的桩顶均需高出砂土表面5mm。测试方法自指令下达开始计时，参赛者须在120分钟时间内完成桩基制作和填埋，超过120分钟将被扣分（见评分标准），超过150分钟将被取消资格。基桩和填砂完成并将散落的砂子清除干净后，可向评审小组提出完工验收申请。验收不合格者，改正后须再次进行完工
6、验收申请（改正时间计入总时间）。完工验收合格后，在评审小组的监督下，由参赛者自行进行桩基承载能力测试。测试方法、程序和规则如下：（1）测试顺序按照完工验收申请的先后次序依此进行。从提出完工验收申请计，测试前的静置时间需5分钟；（2）测试时，先在桩顶位置放上加载柱，加载柱直径5cm，高度3cm，数量与桩数相同。加载柱上放置加载板（由主办方统一提供，如图2）。然后安装沉降测量用的百分表。百分表位置距加载板边缘约2cm，如图3（事先由主办方在加载板上标出放置位置）。共有4个百分表，加载过程中以4个百分表中沉降最大值为基准来判别成绩（注意：不是平均值）；（3）参赛者可以在桩顶垫上不同厚度的纸片进行找平
7、，以使每个桩顶均和加载板保持良好接触。上述找平所用的纸片重量也要计入总的用纸量；4（4）正式加载前，首先施加5kg砝码作为预压荷载。施加预压荷载的目的是为了消除各种的施工间隙等。预压荷载产生的沉降量不计入总沉降量。预压荷载施加时间30s。之后，预压荷载不取下，之后的加载均是在预压荷载的基础上每级增加10kg进行；（5）正式加载采用加砝码的方式逐级进行，每级增量10kg，两级之间静置时间间隔为30s。每级加载30s后读取4个百分表的沉降并记录，作为该级荷载的沉降值。最大加载质量为70kg（考虑预压荷载，实际最大加载为75kg）。加载到最后一级时，静置2min后，读取4个百分表的沉降并记录，作为最
8、终沉降值；（6）预压荷载砝码需放置在加载板中心事先划定的区域内（图3）。之后，每级砝码需和下面的砝码重合放置。不得有意进行偏心加载。（7）如果由于操作失误等原因造成没能完成整体的加载过程，认定为加载失败。如果在加载过程中的任何时刻，量测的沉降达到20mm，也认定为加载失败。加载板荷载（砝码）加载柱桩基(由参赛队制作)图2模型加载示意5图3百分表位置（图中黑点）示意6评分标准1参赛队计分办法如下：得分分两档计算。在70kg荷载下沉降3mm为A档，3mm为B档，加载失败的为C档。B档排序在A档之后，C档排序在B档之后。三档内部按各自得分排序：得分S=S1+S2S3S4其中：S1为报告得分，最高10
9、0分（直接取自初赛报告成绩）；S2为沉降得分，S2=2000-100，为沉降量（单位：mm）；加载失败得0分；S3为用纸和基桩体积所扣分数，S3=max0,(P300)/5+max0,(M2000)/50，P为用纸量（包括纸和胶带的用量，单位：g），M为砂的质量（单位：g；说明：体积用砂子质量近似折算）；S4为模型制作耗时所扣分数，S4=max0,10(T120)，T为耗时（单位：min）。说明：C档的设置是为了便于排出名次。对于加载失败的参赛队，如果没有加载到70kg，则荷载按各加载失败参赛队中沉降20mm时对应的最小荷载计算。即按该最小荷载对应的沉降按上述公式计算得分。2如果对结果有争议或出现得分相同的情况，则由评审小组投票决定得分和排序。违反比赛规定和公平比赛精神的将由评审小组讨论后取消参赛资格或评比资格。7附件四：加载示意照片8
