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摘 要:目前桩基工程在建筑工程施工当中已被普遍运用 ,然而保证桩基采取桩基检测技术在桩基工程施工质量上的关键环节。文章开头简要简述了桩基检测法,并就桩基检测工程施工的方法进行一下论述。
关键词:建筑工程;桩基检测;承载力
中图分类号:TU198文献标识码: A
桩基础检测是一项及其严密的工作,它充分体现了科学性、公正性与客观性。检测结果是检验桩基勘察、设计与施工单位的质量水平,检测结论直接关系到建筑物的安全和正常使用,检测方法选择是否合理直接影响结论的正确与否。
一、桩基检测简述
静力试桩法,普遍指单桩竖方向的抗压静载试验,便于桩基上的承载力检测中最稳妥的评估规范,迄今为止,其他承载力检测法所不能完全替代的,具备直观、可靠、科学等优点,在桩基的承载力检测领域应用相当广泛。
钻芯法,为微破损和局部破损的检测法,具有备科学、直观及实用的优点,很适宜在大直径桩基上检测。经过大量的实际操作结果表明,在对局部缺陷或处于水平的裂缝进行检测时,钻芯法测试结果的准确度就会有所下降。顾名思义,在使用钻芯法进行检测时,首先必要的就是钻取桩基芯样,这样会对桩基工程造成一定程度上的局部破坏。
动力试桩法,其理论基础是以应力波理论与振动理论所构成。同时使用先进的电子仪器、信号处理的相关技术,具体还可分为低应变动力、高应变动力两种检测桩基的方法。它在检测作业时,具有设备轻便、检测快速、成本低廉等优点。其中低应变检测是使用低能量时的瞬间或者稳定状态激振,使桩基在相应弹性范围内产生低幅振动,而后利用相关理论判断桩身缺陷;而高应变检测有凯斯、波形拟合法,两者的过程与所采集信号一样,在应用过程中它们的优缺点相当明显的,前者实时分析,能快速地对所需要检测的数据做出估计,但是会受到凯斯阻尼系数的约制,后者不用依赖凯斯阻尼系数且检测精度非常高,计算过程相比前者较为复杂。
二、桩基检测现状
当前的桩基检测行业总体情况较好,许多高素质的科技人才都投身于桩基检测与桩基检测仪器研发生产行列,为该行业的发展做出了贡献。但由于各种原因导致的各地区以及检测单位间的专业水平差异,目前在桩基检测管理上也存在一些不可忽略的问题。主要表现在:一些检测人员水平低下、编写检测报告不规范。桩基工程属于隐蔽工程,无论采用哪种检测方法,都存在着一定的不足,都不能完全反映出桩基的全部特性。这就要求检测人员应用以往的检测经验,根据实地的地层结构和经验数据不断改进检测方法,逐渐减少检测结果的不确定性。
三、检测方法与讨论
灌注桩是建筑基础工程常用的基桩形式之一,它将上部结构的荷载传递到深层稳定的土层或岩层上去,减少基础和建筑物的沉降和不均匀沉降。灌注桩的施工分为成孔和成桩两部分,因而对桩基的检测便可分为成孔质量检测和成桩质量检测两大部分。
(1)成孔质量检测
在灌注桩的施工中,成孔质量的好坏直接影响到混凝土浇注后的成桩质量:桩孔的孔径偏小则使得成桩的侧摩阻力、桩尖端承载力减少,整桩的承载能力降低;桩孔上部扩径将导致成桩上部侧阻力增大,而下部侧阻力不能完全发挥,同时单桩的混凝土浇注量增加,费用提高;因此,灌注桩在混凝土浇注前进行成孔质量检测对于控制成桩质量尤为重要。成孔质量检验的内容主要包括桩孔位置、孔深、孔径、垂直度、沉渣厚度、泥浆指标等。
①桩位偏差检查
桩位偏差,即实际成桩位置偏离设计位置的差值。施工中由于各种因素的影响,如测量放线误差、护身埋设时的偏差、钻机对位不正、钻孔时孔斜造成的偏差、钢筋笼下放时的偏差等,都会造成桩位偏离设计位置。因此,要保证桩位的正确性,首先在施工中就应将每一个环节的偏差控制在最小范围内。桩位应在基桩施工前按设计桩位平面图放样桩的中心位置,施工后对全部桩位进行复测,然后测量该点偏移设计桩位的距离,并按坐标位置分别标在桩位复测平面图上。测量仪器选用精密经纬仪或红外测距仪。
②桩孔径、垂直度检测
桩孔径、垂直度检测的方法大致分为:简易法检测,伞形孔径仪检测,声波法检测。工程技术人员在多年的灌注桩施工、检测中,研究总结出了一些简易的孔径、垂直度的检测方法和手段,它们适合于在没有专用孔径、垂直度仪条件下的成孔质量检测。
③ 孔底沉渣厚度检测
钻孔灌注桩在成孔过程中,采用循环泥浆液清洗孔底、护壁和将钻渣携带回到地面。泥浆液携带钻渣的能力与其粘度、胶体率、含砂量等指标有关。桩孔成孔后总有一部分钻渣未带上地面而沉淀于孔底,成孔后至灌注混凝土的间隙过长以及可能产生的孔壁坍塌等也会造成孔底沉淀。因此桩孔在灌注混凝土之前必须对沉渣厚度进行检测,目前测量沉渣厚度的方法大致有測锤法、电阻率法、电容法、声波法等。下面以声波法为例进行简单介绍。
声波法:就是测头向桩底发射声波,当声波遇到沉渣表面时,一部分声波被反射回来被测头接收,另一部分声波穿过沉渣继续向孔底传播,当遇到孔底持力层原状土后,声波再次被反射回来。测头从发射到接收到第一次反射波的相隔时间为 t1,测头从发射到接收到第二反射波的相隔时间为 t2,那么沉渣厚度为:H=(t2-t1)c/2其中:H —沉渣厚度,m;C—沉渣声波波速,m/s。
(2) 桩的承载力的检测
目前国内常用的方法有:静荷载试验法、高应变动测桩法和静动法。静载试验桩基静载试验是指在桩顶逐步施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力,观测桩顶随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移,以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力、单桩水平承载力的试验方法。其优点是确定单桩极限承载力直观、可靠,并可作为评价动测结果准确与否的依据;缺点是试验时间长、费用高、抽检数量有限、受现场环境影响较大、在深基坑内难以作业。
(3)桩的完整性检测
目前,用于桩身的完整性检测方法主要有:低应变动力试桩法、声波透射法、钻孔取芯法等。低应变法。低应变法是指采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振,实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线,通过波动理论分析或频域分析,对桩的完整性进行判定的方法。机械阻抗法就是低应变法的一种:在基桩检测中,机械阻抗法是通过测定施加于基桩的激励信号和庄在该激励下产生的动态响应来识别桩的动力特性。由于桩的动力特性与桩身完整性和桩—土体系相互作用的特性密切相关,通过对桩的动态特性的分析计算,可估计桩身混凝土的缺陷类型及其在桩身中的部位。具有现场测试简便、快捷、抽检面广、经济实用的优势。缺点是利用波形特征判别桩身缺陷存在多解,只做定性不做定量判断。
(4)检测方法的选择
桩型质量检测方法的选择主要考虑设计方法、施工工艺和使用条件的不同,为此,选取合适的检测方法尤为重要。
⑴钻孔灌注桩:采用高应变法检测比较有效,如果条件允许,可进一步采用静载试验或钻芯法进行验校。对于大直径钻孔灌注桩,可采用钻芯法配合低应变波或声波透射法检测。
⑵沉管灌注桩:采用低应变法检测桩身完整性十分有效,同时使用静载试验检测单桩承载力,冲击力能满足要求的话,可采用高应变法同时检测其完整性和承载力情况。
⑶打入式预制桩:高应变法和静载试验进行预制桩检测比较适合,低应变法和声波透射法不宜选取。
四、结束语
各种检测方法在可靠性与经济性方面存在不同程度的局限性,多种方法配合时又具有一定的灵活性,因此应根据检测目的,检测方法的适用范围,综合考虑各种因素如设计、地质情况、施工因素以及受检桩的代表性等,合理选择检测方法和确定抽检数量,使各种检测方法尽量能互为补充或验证,即达到“安全适用、正确评价”目的的同时,也力求做到各种方法优势互补,从而达到经济合理的目的。
【参考文献】:
[1] 刘金砺.桩基础设计施工与检测[M ].北京:中国建材工业出版社,2001.
[2] 邵传杰.桩基检测工作中的问题与对策研究.[J].城市建设.2009(36)
关键词:建筑工程;桩基检测;承载力
中图分类号:TU198文献标识码: A
桩基础检测是一项及其严密的工作,它充分体现了科学性、公正性与客观性。检测结果是检验桩基勘察、设计与施工单位的质量水平,检测结论直接关系到建筑物的安全和正常使用,检测方法选择是否合理直接影响结论的正确与否。
一、桩基检测简述
静力试桩法,普遍指单桩竖方向的抗压静载试验,便于桩基上的承载力检测中最稳妥的评估规范,迄今为止,其他承载力检测法所不能完全替代的,具备直观、可靠、科学等优点,在桩基的承载力检测领域应用相当广泛。
钻芯法,为微破损和局部破损的检测法,具有备科学、直观及实用的优点,很适宜在大直径桩基上检测。经过大量的实际操作结果表明,在对局部缺陷或处于水平的裂缝进行检测时,钻芯法测试结果的准确度就会有所下降。顾名思义,在使用钻芯法进行检测时,首先必要的就是钻取桩基芯样,这样会对桩基工程造成一定程度上的局部破坏。
动力试桩法,其理论基础是以应力波理论与振动理论所构成。同时使用先进的电子仪器、信号处理的相关技术,具体还可分为低应变动力、高应变动力两种检测桩基的方法。它在检测作业时,具有设备轻便、检测快速、成本低廉等优点。其中低应变检测是使用低能量时的瞬间或者稳定状态激振,使桩基在相应弹性范围内产生低幅振动,而后利用相关理论判断桩身缺陷;而高应变检测有凯斯、波形拟合法,两者的过程与所采集信号一样,在应用过程中它们的优缺点相当明显的,前者实时分析,能快速地对所需要检测的数据做出估计,但是会受到凯斯阻尼系数的约制,后者不用依赖凯斯阻尼系数且检测精度非常高,计算过程相比前者较为复杂。
二、桩基检测现状
当前的桩基检测行业总体情况较好,许多高素质的科技人才都投身于桩基检测与桩基检测仪器研发生产行列,为该行业的发展做出了贡献。但由于各种原因导致的各地区以及检测单位间的专业水平差异,目前在桩基检测管理上也存在一些不可忽略的问题。主要表现在:一些检测人员水平低下、编写检测报告不规范。桩基工程属于隐蔽工程,无论采用哪种检测方法,都存在着一定的不足,都不能完全反映出桩基的全部特性。这就要求检测人员应用以往的检测经验,根据实地的地层结构和经验数据不断改进检测方法,逐渐减少检测结果的不确定性。
三、检测方法与讨论
灌注桩是建筑基础工程常用的基桩形式之一,它将上部结构的荷载传递到深层稳定的土层或岩层上去,减少基础和建筑物的沉降和不均匀沉降。灌注桩的施工分为成孔和成桩两部分,因而对桩基的检测便可分为成孔质量检测和成桩质量检测两大部分。
(1)成孔质量检测
在灌注桩的施工中,成孔质量的好坏直接影响到混凝土浇注后的成桩质量:桩孔的孔径偏小则使得成桩的侧摩阻力、桩尖端承载力减少,整桩的承载能力降低;桩孔上部扩径将导致成桩上部侧阻力增大,而下部侧阻力不能完全发挥,同时单桩的混凝土浇注量增加,费用提高;因此,灌注桩在混凝土浇注前进行成孔质量检测对于控制成桩质量尤为重要。成孔质量检验的内容主要包括桩孔位置、孔深、孔径、垂直度、沉渣厚度、泥浆指标等。
①桩位偏差检查
桩位偏差,即实际成桩位置偏离设计位置的差值。施工中由于各种因素的影响,如测量放线误差、护身埋设时的偏差、钻机对位不正、钻孔时孔斜造成的偏差、钢筋笼下放时的偏差等,都会造成桩位偏离设计位置。因此,要保证桩位的正确性,首先在施工中就应将每一个环节的偏差控制在最小范围内。桩位应在基桩施工前按设计桩位平面图放样桩的中心位置,施工后对全部桩位进行复测,然后测量该点偏移设计桩位的距离,并按坐标位置分别标在桩位复测平面图上。测量仪器选用精密经纬仪或红外测距仪。
②桩孔径、垂直度检测
桩孔径、垂直度检测的方法大致分为:简易法检测,伞形孔径仪检测,声波法检测。工程技术人员在多年的灌注桩施工、检测中,研究总结出了一些简易的孔径、垂直度的检测方法和手段,它们适合于在没有专用孔径、垂直度仪条件下的成孔质量检测。
③ 孔底沉渣厚度检测
钻孔灌注桩在成孔过程中,采用循环泥浆液清洗孔底、护壁和将钻渣携带回到地面。泥浆液携带钻渣的能力与其粘度、胶体率、含砂量等指标有关。桩孔成孔后总有一部分钻渣未带上地面而沉淀于孔底,成孔后至灌注混凝土的间隙过长以及可能产生的孔壁坍塌等也会造成孔底沉淀。因此桩孔在灌注混凝土之前必须对沉渣厚度进行检测,目前测量沉渣厚度的方法大致有測锤法、电阻率法、电容法、声波法等。下面以声波法为例进行简单介绍。
声波法:就是测头向桩底发射声波,当声波遇到沉渣表面时,一部分声波被反射回来被测头接收,另一部分声波穿过沉渣继续向孔底传播,当遇到孔底持力层原状土后,声波再次被反射回来。测头从发射到接收到第一次反射波的相隔时间为 t1,测头从发射到接收到第二反射波的相隔时间为 t2,那么沉渣厚度为:H=(t2-t1)c/2其中:H —沉渣厚度,m;C—沉渣声波波速,m/s。
(2) 桩的承载力的检测
目前国内常用的方法有:静荷载试验法、高应变动测桩法和静动法。静载试验桩基静载试验是指在桩顶逐步施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力,观测桩顶随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移,以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力、单桩水平承载力的试验方法。其优点是确定单桩极限承载力直观、可靠,并可作为评价动测结果准确与否的依据;缺点是试验时间长、费用高、抽检数量有限、受现场环境影响较大、在深基坑内难以作业。
(3)桩的完整性检测
目前,用于桩身的完整性检测方法主要有:低应变动力试桩法、声波透射法、钻孔取芯法等。低应变法。低应变法是指采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振,实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线,通过波动理论分析或频域分析,对桩的完整性进行判定的方法。机械阻抗法就是低应变法的一种:在基桩检测中,机械阻抗法是通过测定施加于基桩的激励信号和庄在该激励下产生的动态响应来识别桩的动力特性。由于桩的动力特性与桩身完整性和桩—土体系相互作用的特性密切相关,通过对桩的动态特性的分析计算,可估计桩身混凝土的缺陷类型及其在桩身中的部位。具有现场测试简便、快捷、抽检面广、经济实用的优势。缺点是利用波形特征判别桩身缺陷存在多解,只做定性不做定量判断。
(4)检测方法的选择
桩型质量检测方法的选择主要考虑设计方法、施工工艺和使用条件的不同,为此,选取合适的检测方法尤为重要。
⑴钻孔灌注桩:采用高应变法检测比较有效,如果条件允许,可进一步采用静载试验或钻芯法进行验校。对于大直径钻孔灌注桩,可采用钻芯法配合低应变波或声波透射法检测。
⑵沉管灌注桩:采用低应变法检测桩身完整性十分有效,同时使用静载试验检测单桩承载力,冲击力能满足要求的话,可采用高应变法同时检测其完整性和承载力情况。
⑶打入式预制桩:高应变法和静载试验进行预制桩检测比较适合,低应变法和声波透射法不宜选取。
四、结束语
各种检测方法在可靠性与经济性方面存在不同程度的局限性,多种方法配合时又具有一定的灵活性,因此应根据检测目的,检测方法的适用范围,综合考虑各种因素如设计、地质情况、施工因素以及受检桩的代表性等,合理选择检测方法和确定抽检数量,使各种检测方法尽量能互为补充或验证,即达到“安全适用、正确评价”目的的同时,也力求做到各种方法优势互补,从而达到经济合理的目的。
【参考文献】:
[1] 刘金砺.桩基础设计施工与检测[M ].北京:中国建材工业出版社,2001.
[2] 邵传杰.桩基检测工作中的问题与对策研究.[J].城市建设.2009(36)