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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇樁基檢測方法,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號U44 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)120-0224-02
0 引言
橋梁樁基礎質量是整個橋梁工程質量的核心部分,作為整個橋梁荷載傳遞的最主要的部位,它的質量直接影響橋梁整體質量。筆者從事公路橋梁專業質量檢測多年,深知公路橋梁樁基礎質量檢測的重要性,也研究了國內外許多不同的樁基礎質量檢測方法,本文就此問題簡單的談談這方面的問題。
1 橋梁樁基礎檢測方法概述
樁基礎作為公路橋梁隱蔽工程,而且大多數樁基礎都是無法直接用直觀的方法進行檢測的,一般都要借助與先進的儀器進行檢測分析,研究國內外樁基礎檢測的方法,首先就是鉆芯檢測法,這種方法是通過專門的鉆孔機在灌注樁進行鉆芯取樣,通過科學的對已經鉆取芯樣進行認真觀察和進行試驗對樁的質量分析和認定,也是屬于比較古老的一種方法:其次有一種叫振動檢測的方法,又稱動測法。這種方法的原理就是在樁基礎頂面用不同的方法制造一個激振力,讓整個樁的內部感受到振動力的作用。另外一種方法就是通過在整樁的核心部分產生應力波,采用科學分析應力波的各種參數進行推定整個灌注樁用的混凝土的灌注質量及整樁可以承受的承載力的一種方法。第三種就是超聲脈沖檢驗法,這種方法最初是用于科學檢測普通水泥混凝土缺陷的很常用的方法,在此基礎上不斷的進行改進發展起來的,我們在進行混凝土灌注施工的時候先預埋用于檢測用的管道,作為超聲檢測的通道作和接收換能器的通道。具體檢測的時候探頭要分別放在兩個預先放好的管道里同時提起,根據不同的提升速度逐點測出斷面上超聲脈沖穿過混凝土時的聲時等各種不同的參數,然后根據超聲測缺的最普通的原理科學的分析各個斷面上混凝土自身的質量。還有另外的一個方法叫做射線法,射線法的基本原理是以放射性同位素輻射線在混凝土中的衰減、吸收、散射等現象為基礎的一種方法。一旦射線穿過水泥混凝土的時侯,由于水泥混凝土內在的質量不同或因存在缺陷,接收儀所記錄的射線強弱發生變化,據此來判斷樁的質量的方法。
2 不同檢測方法優劣判定
上面對橋梁樁基礎檢測方法有了一個大概的了解,下面簡單介紹以下各種方法的優劣性能,對于鉆芯法來說,首先就是鉆機問題,比較笨重,而且它所反映的只是鉆孔范圍很小一部分的混凝土質量,一般來說樁基礎都在10幾米、20幾米甚至更長,僅僅靠鉆芯來檢測樁基礎質量一般不能真實的反映樁基礎質量,費工耗時,價格昂貴,如果抽樣檢測尚可,大面積檢測就無法反映真實情況了。振動檢測一般有敲擊法和錘擊法,還有穩態激振機械阻抗法、瞬態激振機械阻抗法、水電效應法。現在我省大多樁基礎都采用超聲波的方法進行檢測,根據不同的樁基礎直徑,預先埋設聲測管,根據混凝土缺陷的原理進行判定,是比較常用的方法。
3 橋梁樁基礎檢測方法的比較
橋梁質量評定中基礎的評價是一個重要的工程,樁基礎由于其特殊的施工方法和工藝,加上這種基礎形式長度特別長,所以在施工過程中要如實客觀的進行記錄,從開孔到原材料制備,從灌裝到檢測都要進行如實客觀的記錄沒一個過程,這些技術參數的記錄對評價樁基礎的質量是非常必要的,樁基礎的質量最重要的指標就是它的承載能力,橋梁質量檢測方法中最能體現樁基礎質量的方法就是靜載試驗,但是無論什么方法都有他的弊端,這種方法也不例外,它會破壞基礎,使得基礎受到損傷,另外檢測的周期相對較長、所用的設備比較龐大、表現出來就是費用高,這些弊端就造成不能大面積進行檢測,無法進行對樁基進行批量檢測。所以靜載試驗很少成為樁基礎質量檢測的方法,僅僅在一些有爭議的橋梁樁基礎上進行檢測。最近這幾年新的技術有了改進,如高應變動力測樁(PDA)相對于靜載試驗它的優點就是比靜載試驗用的儀器設備要輕便一些,彌補了檢測周期長的缺點,更重要的是結果是可以認可的,不過它的頻率還是跟不上實際要求,費用主要表現還是儀器偏大,檢測費用偏貴,這些缺點還是制約了全面檢測樁基礎質量的要求。現階段發現低應變動力測樁這項新型的技術檢測樁基礎表現出來的各項性能方面是更加簡單、檢測所用的費用相對還是便宜、較其他的方法檢測的速度快點,對正常的施工影響比較少,所以用的機會就大的多了。
4 低應變檢測方法概述
低應變檢測的特性可以使的這種方法應用比較廣泛,然而它對承載力的檢測卻是無能為力的,僅僅是從樁的完整與否進行鑒定,常見的情況是縮徑現象、樁基礎擴徑現象、樁身斷裂的現象、水泥混凝土因為震動造成離析等施工技術方面間接的來進行驗證樁基礎各種性能和特性,另外的一個主要的指標就是表征樁身混凝土的致密程度是否達標一個指標就是波傳播的速度,通過研究我們知道波傳播的速度很大程度上是與施工的技術的熟練程度有關、其他的就是原料、主要是粗集料、細集料、水泥和材料的配比、施工過程中攪拌是否充分有關。由此可以看出來,低應變檢測樁基礎的所用的設備是可以的,但是波速這個方面的東西就不好說了。所以對與這個低應變檢測方法總的來說它還是存在這方面那方面的問題的,我們用低應變檢測方法進行樁基礎檢測的過程中還是要進行認真科學的分析,只有這樣才能科學的做好檢測工作,對樁基礎的質量負責,更好的服務于橋梁施工。
5 結論
綜上所述,公路工程橋梁樁基礎的各種檢測方法都是各有千秋,不同的方法之間都是根據不同的側重面進行檢測的過程,不論是有損檢測還是無損檢測,所有檢測的目的都是為了保證樁基礎能夠保證橋梁安全運行,如何在檢測過程中尋找到合適的方法要根據檢測需要來,不同的需求所使用的方法是不同的,相信隨著科學技術的不斷發展,對于樁基礎理論研究的不斷深入,會有更多的檢測方法檢測技術來代替現在的這些方法,技術,使得樁基礎的安全性能會更加突現。
參考文獻
關鍵詞:低應變檢測;樁基;缺陷
中圖分類號: U231 文獻標識碼: A
引言
隨著我國建筑事業的發展,樁基已成為一種重要的基礎形式,在高層建筑、重型廠房、橋梁、港口、碼頭、海上采油平臺、核電站工程以及地震區、軟土地區、濕陷性黃土地區、膨脹土地區和凍土地區的地基處理中得到廣泛地應用。樁基工程除因受巖土工程條件、基礎與結構設計、樁土體系相互作用、施工以及專業技術水平和經驗等關聯因素的影響而具有復雜性外,樁的施工還具有高度的隱蔽性,發現質量問題難,事故處理更難。因此,樁基檢測工作是整個樁基工程中不可缺少的環節,只有提高樁基檢測工作的質量和檢測評定結果的可靠性,才能真正地確保樁基工程的質量與安全。如何快速準確地檢驗工程樁的質量,以滿足日益增長的樁基工程的需要是目前土木工程界十分關心的問題,也是長期以來國內外許多學者、研究人員和工程技術人員從事的一個研究課題。
一、低應變法樁基檢測簡介
低應變法檢測樁基時,操作簡便、快捷,并能較好地反映樁基質量,因此得到了廣泛的應用。樁基采用低應變法進行質量檢測時,應預先在樁頂設置傳感器,然后用小錘敲擊樁頂,使樁產生應力波信號,進而傳遞到傳感器中,這樣就可以根據應力波理論研究樁土體系的動態響應,通過反演分析得到樁基的頻率信號和速度信號,最終獲得關于樁基質量的分析結果。
應力放射波法假設樁基為一維截面的勻質桿件,具有連續彈性,其沿樁身傳播的應力波不受周圍土體的影響,它以應力波在樁身中的傳播反射特征作為研究對象,從而尋找樁基質量問題。檢測時,先用小錘敲擊樁頂,施加一個瞬態振動,從而在樁內激發應力波,大部分應力波將在樁內傳播,這是因為周圍土體與樁體對應力波的抗阻性能相差太大,當波長L>>樁徑D,應力波波長λ>>D 時,可以將樁看做一維桿件,從而可以運用一維桿波動方程計算應力波在樁內的傳播。當樁身存在缺陷時,缺陷部位就會形成波阻抗差異界面,垂直入射的應力波傳遞到缺陷部位時,就會產生透射波和反射波,其中透射波將會繼續向下傳播,而反射波又會沿著樁身回傳到樁頂,這樣就可以根據樁頂的傳感器接收到的反射波的振幅、相位、頻率等特征,同時結合施工記錄、地層資料等,準確判斷樁的性質。
二、低應變檢測樁基的原理
2.1、基樁低應變動力檢測反射波法的基本原理是在樁身頂部進行豎向激振,彈性波沿著樁身向下傳播,當樁身存在明顯波阻抗差異的界面(如樁底、斷樁和嚴重離析等部位)或樁身截面面積變化(如縮徑或擴徑)部位,將產生反射波。經接受放大、濾波和數據處理,可識別來自樁身不同部位的反射信息,據此計算樁身波速,以判斷樁身完整性及估計混凝土強度等級。還可根據波速和樁底反射波到達時間對樁的實際長度加以核對。
2.2、低應變反射波法檢測樁體完整性的基本模型反射波法是建立在一維波動理論的基礎上的。假設樁為質地均勻、各向同性的一維線彈性體(樁的長度遠大于直徑,且入射波波長入大于樁的直徑),當用手錘在樁項敲擊時,產生的應力波在樁身傳播滿足一維波動方程。在推導樁的縱向振動方程時,作以下基本假設:a、樁身視為一維桿件;b、材料均勻,視為彈性材料;c、樁身橫截面上應力分布均勻,波阻抗可以被識別。
三、低應變檢測樁基方法的具體操作
3.1、前期準備工作。進場前應預先搜集工程的成樁工藝、樁的直徑、樁的長度、成樁時間、樁的強度等信息;進場后,不要急于測試樁基質量,而應該充分了解樁的施工質量,觀察、敲擊樁頭,檢查樁頭是否干燥、緊固、含有泥漿等;確定樁頭達到設計標高后,將其清理干凈,確保樁頭平整無破損,此外,為方便傳感器的安裝,需要用砂輪打磨出3~4 個直徑8~10cm 的光面。
3.2、采集野外數據。低應變法實際上就是利用反射波來檢測樁的質量,而反射波法效果的好壞與振源有很大關系,也就是說,不同的錘擊方式會形成不同的振源,從而造成差異巨大的曲線。通常情況下,要想獲得樁底反射信號,大錘適合于大樁,小錘適合于小樁,而長度較大的樁則適合于脈沖寬的擊振源。進行現場檢測時,應該具體情況具體分析,采取相應的擊振方式,對于疑點較多的樁,可以更換傳感器的位置進行對比分析,也可以使用多種擊振方式綜合分析,從而得出正確的結論。
作為接受樁身反射信號的關鍵設備,傳感器性能的好壞對波形的采集質量有著決定性作用,因此,選用合適類型的傳感器就顯得尤為重要,一般而言,選用輕型傳感器和電纜,有利于跟蹤響應,此外,傳感器的安裝也很重要,務必使樁體與傳感器緊密接觸,不要用手按傳感器,使用黃油可以有效提高傳感器的安裝質量。力棒容易產生二次沖擊從而引起信號失真,為此,最好對現場擊錘人員展開相應培訓,從而掌握敲擊質量。
3.3、數據的分析處理。應力反射波法具有很多優點,如費用小、方便快捷、測點廣等,成為當前使用的較為有效的樁基質量檢測方法,但是自身也存在一些缺陷,其應用也受到了一定程度的限制。現就影響鉆孔、挖孔樁缺陷的因素進行分析,具體分析如下:完整樁。樁體質量好時,樁底反射信號明顯,反射波形光滑,波速正常;樁縮頸。樁使用鋼護筒時,有可能引起樁縮頸,從而形成假缺陷柱波形;樁發生斷裂時的反射。樁斷裂后,其波形曲線的波峰較為明顯,而柱底信號卻不明顯,可以根據樁的平均波速求得具體的斷樁位置。
四、低應變檢測樁基基礎的自身缺陷
低應變法在其使用過程中仍然存在一些問題,這也影響了其進一步的推廣應用。低應變法依賴于靜動對比系數,為此需要根據不同的樁型條件和不同的地質條件建立靜動對比系數數據庫,工作量巨大;難以定量分析。目前低應變法只能依靠工作人員的經驗進行判斷,為此,研究人員一直致力于開發低應變波形的擬合分析方法,目前取得了一些進展,但是仍然需要進一步的開發研究;實際測量過程中,應力波的傳播會受到樁側土阻力尤其是動土阻力的影響,具體如下:a、缺陷反射波的幅值受到影響;b、應力波衰減速度大大增加;c、土阻力波的出現,限制了樁可以測量的長度。一般樁基直徑不超過1.8m,可測樁長度為6-60m 時測量效果較好。
參考材料
[1]. 俞榮金:低應變檢測技術在樁基檢測中的應用[J]. 城市建設理論研究2012年第17期。
[2]. 鄭大軒:簡述低應變反射波在樁基礎檢測中的應用[J]. 中小企業管理與科技2010年第7期。
【關鍵詞】公路橋梁;樁基;質量檢測方法
在公路橋梁樁基施工中,樁基質量檢測工作到位與否直接影響整個工程的質量。因而就公路橋梁樁基質量檢測方法進行探討具有十分重要的意義。基于此,筆者就結合自身工作實際,作出以下分析。
1.概述樁基質量檢測方法
常見的樁基質量檢測方法主要有以下幾種:一是靜載試驗法;二是鉆芯法;三是反射波法;四是聲波透射法;五是高應變法;六是低應變動測法。采用這些方法應注意以下幾個方面:一是選擇好的測試點是關鍵,這是由于樁徑和測試信號的不同,所選擇的測試點測出的結果也有所不同,通常樁徑應大于120公分以上,并設置3到4個測試點;二是選擇錘擊點,錘擊點與樁徑大小無關,只要離傳感器25±5公分處為最佳;三是安裝傳感器,傳感器的安裝應按照所選的測試點所處的位置進行安裝,在選擇粘貼方式時樁頭應保持干燥且周圍沒有積水的前提下,通常采用黃油、石蠟和橡皮泥等粘貼在樁頭以保證其干燥;四是盡可能的收集信號,通常一根樁不能低于十錘,并在不同的錘擊點和不同的激振情況下,就波形是否一致性進行觀測,方能保證其真實而不漏測。
樁基檢測的范圍主要有以下幾種:一是各種樁和樁墻以及墩的橫向或豎向的承載力的檢測;二是墩底持力層的變形性狀和承載力的檢測;三是各種樁和樁墻以及墩結構的完整性的檢測;四是在樁土的共同作用下復合地基中的樁土荷載的分擔比檢測;五是施工對環境帶來的影響的檢測;六是其它方面的檢測,比如事故處理時的檢測等等。而樁基的檢測時間則可分為四個步驟:一是為施工設計而提供依據的前期檢測;二是施工階段的檢測;三是竣工后的驗收檢測;四是施工或使用期間的鑒定檢測。
2.樁基質量檢測方法在公路橋梁樁基過程中的應用
在公路橋梁樁基質量檢測過程中,每一種檢測方法都需要其它的檢測方法來輔助,各發揮自身的長處和優勢,并結合實際情況采取針對性的檢測方法,從而體現樁基質量檢測的全面性、準確性和權威性。然而現實工作中并非如此,一些施工企業為趕進度通常是樁基施工之后不通知檢測方或通知不及時,而是繼續施工,等質量問題查來之后都已經施工多層,往往此時的補救代價是巨大的,因而必須引起我們的高度重視。以下筆者就公路橋梁工程樁基施工中的成孔施工和樁的承載力的檢測進行探討。
2.1公路橋梁樁基成孔施工質量檢測方法的初探
在公路橋梁樁基施工中,成孔施工質量的高低對混凝土澆筑之后的成樁質量有著直接的影響。公路橋梁樁基成孔施工質量檢測主要控制樁孔位置、孔徑、孔深和垂直度以及沉渣厚度等。這主要是因為:一是如果樁孔孔徑過小就會導致整樁承載能力的下降;二是樁孔上部如果擴徑就會造成成樁上部側的阻力變大大,且下部側的阻力不能得到有效地發揮;三是如果樁孔偏斜就會導致基樁承載力被削弱;四是如果樁底的沉渣太厚就會減少有效樁長。由此可見,成孔施工質量檢測的重要性非同一般。
2.2公路橋梁樁基施工中樁的承載力檢測方法的初探
在樁的承載力檢測過程中主要采用上述的靜荷載試驗法和高應變動測法。前一種檢測方法主要對基樁的承載力進行檢測,可分為豎向、水平基樁承載力檢測法。其中,豎向基樁承載力檢測法檢測的樁基礎的受力狀況幾乎與實際相符,因而被廣泛的應用于工程之中,而靜載試驗主要在工程試樁時用于承載力的檢測,具有檢測精度高,其相對誤差小于等于10%。但需要注意的是,在檢測工程樁時不能進行破壞性的試驗。后一種檢測方法則是借助重錘在樁頂的瞬態沖擊,使得基樁周圍的土發生塑性變形,通過應力波理論分析得到樁土體系的有關參數,揭示樁土體系在接近極限階段時的工作性能,分析樁身質量,確定樁的極限承載力。
2.3公路橋梁樁基施工中基樁的完整性檢測方法的初探
在檢測基樁的完整性時主要采用低應變動測法和聲波透射法。前一種檢測方法主要就是將較低的激振能量施工在樁頂,使得樁身與周圍的土體發生微幅的振動,并借助測量儀表對樁頂振動的速度和加速的速度進行測量和記錄,并對記錄結構采用機械阻抗理論或波動理論進行分析,以達到對樁基施工質量的檢驗、樁身完整性的判斷和基樁承載力的預估的目的。而后一種方法則主要利用超聲波在砼中傳播時諸如頻率F、聲速C以及振幅A等聲學參數的變化和波形對混凝土的連續性和夾砂、斷層以及蜂窩等問題的位置與大小。
3.常見的樁基質量等級評定方法
完整樁評定方法:動測波形呈規則衰減,波速值也正常,達到設計樁長,樁身完好,混凝土強度達到設計標號;基本完整樁評定方法:動測波形呈現小畸變,樁底反射清晰。樁身有小缺陷,如輕度縮徑、局部輕度離析等,推測對單樁承載力及橫向剪切力沒有太大影響,樁身混凝土波速正常,可達到混凝土設計標號。缺陷樁評定方法:動測波形出現較明顯的不規則反射,對應樁身缺陷如裂紋、離析、縮徑、夾泥等,樁身混凝土波速偏低從而達不到設計標號,對單樁承載力有一定的影響,通常要求設計單位復核單樁承載力后提出是否處理意見;嚴重缺陷樁評定方法:動測波形嚴重畸變,對應樁身缺陷如裂縫、嚴重離析、夾泥、嚴重縮徑、斷樁等。
4.結束語
總之,公路橋梁樁基檢測工作是一項極為復雜而又重要的工作,樁基檢測方式方法的正確與否直接關系到公路橋梁工程的質量。因而我們必須以高度認真負責的態度和過硬的技術做好每一項樁基檢測工作,在確保工程質量的同時實現企業經濟的騰飛。 [科]
【參考文獻】
[1]湯寶國.新技術在公路橋梁樁基檢測中的應用[J].山西建筑,2008,(04).
【關鍵詞】公路橋梁;樁基檢測;建筑施工;檢測方法
0.前言
橋梁施工是滿足行人出行需要,提高社會經濟的重要的基礎性結構設施。而目前由于施工質量監管不當,常出現嚴重的橋梁事故,給國家經濟都帶來重大損失的同時,也嚴重影響了行人的生命安全。通過數據調查,人們發現樁基質量隱患是影響橋梁質量的關鍵,所以應該對樁基的質量進行嚴格的把關。為此,文章針對于樁基質量的基本檢測方法提出了相關的技術論證和探討。
1.樁基的基本分類標準
首先技術人員應該對樁基進行不同的分類,只有具體的掌握樁基的分類情況,才能進行合理的檢測方法的判斷。由于樁基的分類標準不統一所以匪類情況比較復雜。目前業界基本上以施工方法、樁基直徑、樁基端部形狀、樁基縱向截面形狀、樁基承載性、樁基豎向受荷條件以及樁基水平向受荷條件等作為基礎的分類標準。
2.樁基檢測的主要方法
經過技術人員多年的研究和探討,目前基本可以確定靜荷載實驗法,動力測樁法,聲波透射法以及鉆孔取芯法這四種最主要的檢測方法。由于不同的檢測方法有其特定的局限和不同的優勢,所以技術人員應該根據施工的實際情況進行合理的選擇和判定。
3.常見樁基檢測方法的基本探究
3.1靜載荷實驗法的優勢與局限性
樁基質量的檢測的程序比較復雜,其中對于單樁豎向承載力德檢測是檢查的重點和關鍵,目前針對單樁豎向承載力的檢查比較通用的檢測方法靜載荷實驗法。該種方法是比較早的檢測方法,主要通過通過P-S曲線的特征來確定承載力,進而判定樁基的質量,從目前的檢測數據來看,該種檢測方法的數據最可靠。但是由于該種檢測方法程序比較復雜,因此耗費時間比較長,需要大量的設備和人力資源的投入,所以其成本投入大,處于經濟原因的考察,施工單位盡量避免采取這種手法。
3.2高應變動測法的優勢與局限性
高應變動測法是采用重錘以自由落體擊往樁頂,獲得相關的動力系數。應用規定的程序,進行分析和計算得到樁身的單樁豎向承載力和完整性系數。該種方法是在靜載荷實驗方法基礎上的進一步研究,雖然在費用降低,但是程序復雜,因此,沒有得到廣泛的推廣。
3.3低應變動測法的優勢與局限性
使用小錘敲擊樁頂通過粘接在樁頂的傳感器接收來自樁中的應力波信號,采用應力波理論來研究樁土體系的動態響應反演分析實測速度信號和頻率信號,判斷樁身質量。該種檢測方法經濟成本低,操作簡單,數據可靠,目前的利用范圍比較廣泛。為了實現該種檢測數據的最終輸出,首先需要對野外的數據進行廣泛的收集,其次是根據數據形成的震動曲線做出合理的結果分析。由于該種檢測手段的技術系數高,所以應該從以下幾個方面進行著手:
3.3.1確保樁基混凝土的基本強度,樁基達到基本齡期才能進行檢查作業。
3.3.2對測量的樁頭進行周邊環境的清潔,保證樁頭沒有雜物干擾測量結果。
3.3.3應該選擇具有一定質量保證的傳感器。同時傳感器需要固定在檢測的樁基之上,避免出現檢測時的傳感器移位。
3.3.4檢測之前需要進行整體的儀器檢查,確保儀器的基本運作正常,同時應該做好不同儀器之間的連接,保證檢測程序合格。
3.3.5應該選擇恰當的錘擊方位,理論數據值為傳感器周邊二十到三十厘米之間。
3.3.6采集信號頻率。信號的采集過程中應該 盡量減少干擾因素,為此,應該避免使用交流電,同時基本確定每根樁基的錘擊次數在十次以上,最終根據樁基的實際情況選擇適當的傳感器。根據信號頻率的基本狀況,可以進行波形分析,分析的數據能夠檢查出樁基存在的部分安全隱患。
3.4聲波透射法
3.4.1聲波透射法是在樁內預埋縱向聲測管將超聲脈沖發射和接收探頭置于聲測管內,充滿清水作混合劑,由儀器發出周期性電脈沖,通過發射探頭發射并穿透混凝土被接收探頭接收并轉換成電信號。由儀器中的測量系統測出超聲脈沖穿過樁體所需要時間,接收波幅值,接收脈沖主頻率,接收波形及頻率等參數最后由數據處理系統按判斷軟件對接收信號的各種參數進行綜合判斷和分析即可對混凝土各種內部缺陷的性質,大小,位置做出判斷并給出混凝土總體均勻性和強度等級的評價指標。
該種檢測方法的主要優勢為,檢測數據直觀,而且儀器操作簡單便捷,同時可以避免遭受外部信號等的信息干擾。但是由于該種方法需要進行相關儀器和設備的安裝,所以目前的應用范圍受到局限。此外,該種檢測方法的實行需要對以其質量的運行狀態進行周密的檢查。
3.4.2 缺陷的判斷
根據技術人員的多年研究,目前檢測人員可以依據聲時分析、波幅分析以及CPSD法對樁基的主要缺陷進行判斷,以便及時的發現潛在的事故安全問題,防患于未然,降低經濟損失。同時施工人員也可以根據不同的缺陷定位和形成原因分析,采取相對有效的解決措施,已達到高效快速處理功效。
3.4.3樁基質量判斷標準
(1)樁身缺陷:以聲速臨界值,波幅臨界值以及PSD判據進行綜合判定。(2)樁身均勻性按聲速離散系數Cv分為A,B,C,D四級。(3)根據聲波檢測參數特征,評定混凝土構件質量。由于不同的橋梁建筑的規格有所差異,橋梁施工的地質情況、環境影響、經濟因素和施工技藝等都存在不同,所以橋梁的基本質量判定標準不統一,施工單位應該根據實際建筑情況進行相應的質量判斷,只有保證了樁基質量的合格性,才能基本保證整體橋梁的質量。
3.5鉆孔取芯法
該種檢測主要是利用鉆孔機對橋梁樁基進行抽芯取樣。通過取樣可以用概率的手法推算混凝土的以及樁基的受力情況。利用該種檢測手段可以及時得到客觀準確的數據,但是由于檢測過程比較復雜,耗費時間長,利用人力多,所以間接地提高了其成本,所以該種檢測方法的使用還是有一定局限性的。
4.結束語
為了保障橋梁施工建設的基本質量,對于樁基的基本檢測是必不可少的一項環節。為此,施工人員應該對現存的基本檢測方法進行系統的討論和分析,結合橋梁施工的現實情況采取科學合理的檢測方法,以便實現以最小的經濟成本,最簡單的檢測程序獲得更可靠的檢測數據,從根本上保證橋梁的施工質量,提高行人和車輛的出行安全質量。
【參考文獻】
關鍵詞:公路橋梁;樁基檢測技術;應用;探討
中圖分類號:U448.14文獻標識碼: A 文章編號:
隨著我國經濟建設的快速發展,公路建設也得到了較快發展。公路橋梁作為公路建設的重要工程項目,對公路建設事業的發展有重要影響。樁基工程是公路橋梁的重要組成部分,其施工質量對公路橋梁的整體承載力和使用性能有重要作用。我國地質條件復雜,樁基工程除因受巖土工程條件、基礎與結構設計、樁土體系相互作用、施工以及專業技術水平和經驗等關聯因素的影響而具有復雜性外,樁的施工還具有高度的隱蔽性,更容易存在質量隱患。因此,這就需要提高樁基工程檢測工作的質量,才能真正保證樁基工程的安全與質量。本文就樁基工程檢測技術進行了簡要分析。
一、公路橋梁樁基檢測概述
公路橋梁樁基主要可以分成以下幾種:根據施工方法可以分成沖擊成孔樁、螺旋成孔樁、沉管成孔樁、人工挖孔樁等。根據直徑大小可以分為小直徑、中等直徑、大直徑樁。公路橋梁一般是大直徑樁。根據豎向受荷情況可分為抗拔樁和抗壓樁等。根據水平受荷情況可分為被動樁和主動樁等。
基樁的承載力和完整性檢測是基樁質量檢測中的兩項重要內容。根據檢測目的和任務充分考慮各種方法的適用條件和局限性,結合場地工程地質條件、施工工藝及工程重要性等狀況,選定多種檢測方法進行檢測,以保證檢測結論的可靠性。
在樁基檢測方法上,可以分成靜載荷試驗法、聲波透射法、動力測樁法、孔內攝像、鉆孔取芯法等檢測方法。其中,靜載荷試驗可采用錨樁法、地錨法、堆載平臺法、堆載和錨樁聯合方法。動力測樁法主要可分為低應變動測法和高應變動測法。
二、公路橋梁樁基檢測方法應用與探討
在公路橋梁樁基檢測中,常用的檢測方法有以下幾種:
(一)靜載荷試驗法
在樁基工程中,確定單樁的豎向承載力非常重要。靜載荷試驗方法既是檢測單樁承載力最傳統的方法,也是目前最直觀、最可靠的方法,判定某種動載檢驗方法是否成熟,均以此試驗結果的對比誤差大小為依據。靜載荷試驗法通過對樁頂施加荷載的過程,了解在這一過程中樁土間的變化情況,再通過Q-S曲線得出單樁的豎向承載力,判斷樁基施工的質量。慣用的靜載荷試驗方法是維持荷載法,而維持荷載法又可分為快速維持荷載法和慢速維持荷載法,在公路橋梁樁基工程檢測中,一般采用的是慢速維持荷載法。
(二)低應變動測法
低應變動測法是目前國內外使用最廣泛的一種基樁無損檢測方法,主要用于檢測樁基的完整性,一般是在樁頂施加低能量沖擊荷載,通過安裝在樁頂處的傳感器來收集樁中應力波信號,以應力波理論來分析樁土體系的頻率信號和實測速度信號,判斷樁身的完整性。該檢測方法的優點在于檢測覆蓋面廣、速度快、檢測費用較低,并得出樁基礎中所有基樁整體施工質量的粗略估計。
由于受樁長、樁型、地質條件、擊振方式等等因素的影響,往往測不到樁底反射或正確判斷樁底反射位置,從而無法評價整根樁的完整性。另外,低應變動測法是一門實用性很強的技術,檢測結果分析判定的準確性與操作人員的技術水平和實踐經驗有很大關系,因此對該方法寄予過高的期望是不合適的,實際檢測中得到的各種曲線很復雜,除了平時要多積累經驗外,還要對樁的施工記錄、地質勘察資料進行充分的了解,有疑問時有必要采用靜載試驗驗證或其它檢測方法進行比對,以確保檢測結果的真實性。
(三)高應變動測法
高應變動檢測技術于上個世紀八十年代引入我國,在九十年代初,我國也相繼出現了類似的計算機軟件。近年來,在公路橋梁樁基工程中也常常采用這種方法,通過在樁頂施加高能量沖擊荷載,實測力和速度信號,運用波動理論反演來推算被檢樁的完整性及軸向抗壓極限承載力。高應變檢測樁身完整性的可靠性比低應變法高,只是在帶有普查性的完整性檢測中應用尚有一定困難。目前,在工程界采用最多的高應變試樁法主要有曲線擬合法和阻力系數法。高應變動測法在確定單樁的承載力方面具有明顯優勢,不需要靜載試驗中的堆載物或者錨樁,費用低、時間短且效率高,還能夠進行大噸位的樁基檢測,逐步取代了靜載荷試驗方法,成為樁基工程驗收的重要手段。
高應變動測法不僅能夠確定樁基承載力的大小,還能夠反映出樁土阻力分布、樁身完整程度等信息。但是由于這種檢測方法不但計算程序比較復雜,而且在現場測試中的樁頭處理、錘擊設備選擇、傳感器的安裝等眾多因素都影響檢測精度,因而在公路橋梁樁基檢測中的應用受到限制。但高應變動測法對于樁基設計和其他的檢測方法均具有借鑒作用。
(四)聲波透射法
聲波透射法指的是在樁內預埋若干根平行于樁的縱軸的聲測管,將超聲探頭通過聲測管直接伸入樁身混凝土內部進行逐點逐段探測。其基本原理與上部結構構件的超聲探傷原理相同,即根據超聲脈沖穿透被測混凝土時的聲速、波幅等參數的變化反映是否存在缺陷,并評價混凝土質量的勻質性。但由于灌注樁的灌注條件與上部結構的成型條件完全不同,尤其是水下灌注時差異更大,混凝土的配合比、灌注后的離析程度、聲測管的平行度等諸多因素都會嚴重影響對缺陷的判斷和對均勻性的評價。因此,灌注樁的超聲檢測不能完全延用上部結構檢測的現有方法,必須有一套適合其特點的方法和判據,且宜結合低、高應變和鉆孔取芯等檢測方法綜合評定樁身質量。
聲波透射法優點在于抗干擾能力強,儀器比較輕便,觀測的精度較高,但在聲時分析、波幅分析、樁基質量判斷方面還存在較多問題。
三、結論
綜上所述,各種檢測方法在公路橋梁樁基檢測工程中的廣泛應用,取得了較好的經濟效益和社會效益。但也應認識到,各種樁基檢測技術還存在著很多缺陷和問題,在具體的樁基工程檢測中,應盡量排除,才能提高樁基質量檢測的準確性。不能把各種檢測“神話”成無所不能,要看到其本身的局限性,這樣既有利于檢測市場的進一步完善與規范,同時也有利于檢測技術的良性發展。為了適應未來公路橋梁樁基工程發展的情況,應加強樁基檢測技術的理論研究工作,找出更適合的檢測方法。
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關鍵詞:房建工程;檢測;控制技術
中圖分類號:E271文獻標識碼: A
一、樁基分類合格檢測的常用方法
1、靜荷載試驗法
目前國內外均將靜荷載試驗的結果作為樁承載力的標準,這是由于樁的承載力和加荷速率有著聯系,進行樁承載力檢測時,靜荷載實驗與動荷載實驗相比,靜荷載所施的荷載速率更能滿足實驗要求,所施加的荷載速率是最慢的,也最接近于樁基施工時的實際加荷載速率。該方法檢測的對象是樁基的靜荷載,在實際的樁基工程檢測中,常用豎向的靜荷載承載能力的檢測。因為工程試樁時不能進行破壞性的試驗,所以靜荷載試驗檢測能夠獲得較為準確的數據。
2、鉆芯法
該法具有科學、直觀、實用等特點,在混凝土灌注樁檢測中應用較廣。完整的檢測可獲得樁長、樁身混凝土強度、樁底沉渣厚度和樁身完整性等情況,并判定或鑒別樁端持力層的巖土性狀。抽芯技術對檢測判斷的影響很大,如某工程先采用XY-1型工程鉆機和硬質合金單管鉆具,以低壓慢速小泵量和干鉆相結合的鉆進方法,結果采芯率在70%以下,且完整性差,大多呈碎塊。后改用SCZ-1型液壓鉆機和金剛石單動雙管鉆具,采芯率達99%,芯樣呈完整的圓柱狀。因此,檢測規范中對鉆機和鉆頭作出了相應規定,其目的就是避免抽芯驗樁造成的誤判。若樁長或長徑比較大,則鉆芯孔偏離出樁外的情形時有發生。《建筑地基基礎施工質量驗收規范》(GB50202―2002)規定灌注樁垂直度允許偏差為1%(混凝土護壁人工挖孔樁為0.5%),而鉆芯孔的垂直度允許偏差則為0.5%,故常會出現施工方與檢測部門相互推卸責任的、情形。配備測斜儀對鉆孔垂直度進行檢測,可以減少類似的爭議。
3、成樁的完整性檢測
建筑樁基的完整性檢測又稱為樁基整體質量檢測,目前,成樁的完整性檢測的方法主要有低應變動力試樁法、聲波透射法和鉆孔取芯法等等。低應變動測法具有實用、快速、簡便、經濟等優點,樁基的低應變動測法是先對樁頂施加較低的激振能量,引起樁身及周圍土體的微幅振動,引起樁身變形,這時通過儀表對樁頂的震動速度進行記錄,隨后根據波動理論對該記錄進行分析,科學判斷樁基的質量,進而獲得樁身完整性的相關檢測結果,達到檢驗樁基施工質量的目的。
4、聲波透射法
與其它完整性檢測方法相比,聲波透射法能進行全面細致的檢測,且基本上無其它限制條件。但存在的漫射、透射、反射等會對檢測結果造成一定影響。檢測規范中要求測點間距≤250mm,當發現檢測結果異常時,可采用增加測點數量或采用不同透射方法來進行缺陷檢測,以免造成誤判。采用聲波透射法檢測時,施工時的預埋管埋設相當關鍵,若預埋管固定偏移或下端滲漏都將可能對試結果造成影響,甚至使檢測被迫終止。
5、高應變法
高應變法時用重錘沖擊樁頂,實測樁頂部的速度和歷時程曲線,通過波動理論分析,對單樁豎向抗壓承載力和樁身完整性進行判定的檢測方法。由于高應變法來源于打樁分析法,最早是用打樁分析儀,簡稱pda,監測打樁和分析打樁的結果,故也有人把此稱為pda法。高應變法嚴格來說,適應于預制打入樁的動力檢測,對摩擦樁及摩擦端承樁合適,對于端承樁是不合適,對于就地灌注砼的端承樁,使用高應變法檢測,處理不當,反會把好樁弄壞。
6、低應變法
主要采用低能量瞬態或穩態激振方式在樁頂激振,實測樁頂部的速度時程曲線或速度導納曲線,通過波動理論分析或頻域分析,對樁身完整性進行判定的檢測方法。 該方法檢測簡便,且檢測速度較快,但如何獲取好的波形,如何較好地分析樁身完整性,卻是檢測工作的關鍵。 低應變法主要用于檢測樁身缺陷及其位置,判定樁身完整性類別。
二、房建工程檢測控制方法以及結果的評論
1、樁基工程的檢測控制技術
1.1基本樁型的檢測方法
基本樁型主要包括預制樁、灌注樁、沖挖樁以及挖孔樁等主要的形式。在對其進行檢測時,就需要運用規范中提到的樁基檢測方法對其進行全面檢測。針對組合型的樁柱來說,規范中的樁基檢測方法就不能適用。所以,樁基檢測方法的選擇,要對檢測項目需要檢測的內容、目的以及要求進行提前分析,然后對檢測的范圍、能力進行考慮,并對地質條件、設計因素、樁基工程自身的重要性以及施工過程中產生的影響等不同的因素進行分析。此外,在對檢測結果進行確定時,要對自然狀況、人文狀況進行著重考慮。最終在保證檢測結果的經濟性、達到檢測規范要求的基礎上,防止出現浪費情況。
1.2灌注樁的檢測
在對灌注樁進行檢測時,首先要對灌注樁的大小進行考慮,如果灌注樁的直徑較大,那么適宜選擇多種檢測方法進行檢測,這樣有利于提高檢測結果的準確度,并且保證檢測方法的可行性,實現檢測方法的優勢互補。另外,如果樁基結構處于的地形位置比較復雜、樁基結構設計的等級比較高、施工質量容易受到多種因素影響、以及技術判定比較困難的低應變完整性的情況下,適宜運用直接檢驗的方法對其進行檢測。例如靜載試驗法、鉆芯檢測法以及開挖檢測法等方法。另外,要注意,雖然動測法是靜載荷試驗法的補充方法,但是從本質上來說,其不能完全的將靜載荷試驗的作用發揮出來。
1.3樁基的混凝土檢測
在對樁基的混凝土進行檢測時,如果運用的檢測方法不同,樁基自身的受力大小也就不同。例如運用聲波透射法或低應變法對樁基的混凝土進行檢測,被檢測的樁基混凝土的強度,相當于樁基混凝土強度設計的約70%,在絕對數值方面,不會低于15MPa;如果運用鉆芯法對樁基混凝土的強度進行檢測,其強度需要滿足混凝土強度的設計值。除此之外,在對樁基自身的承載力進行檢測時,受檢驗的樁身不僅要能夠滿足設計的要求,而且還要對土層休止的數據時間進行考慮。
2、樁基工程檢測控制結果的評論
樁基工程的檢測控制結果可以分為4大類,分別是完整性、輕微缺陷、明顯缺陷以及嚴重缺陷。其中,完整性指的是樁基能夠滿足房屋建筑工程的施工要求;輕微缺陷指的是不會給建筑工程的施工帶來影響;明顯缺陷指的是其不僅會給樁身結構的承載力帶來影響,而且還會給建筑工程的整體建設帶來影響;明顯缺陷指的是其可能導致整個建筑工程出現坍塌的現象。
3、樁身完整性的檢測控制
在對樁基工程的樁身質量進行檢測之前,首先需要對所需要檢測的樁身是否完整進行檢驗。大量的工程實踐證明,通過運用低應變動測方法,能夠最大程度的將樁身可能存在的質量問題進行檢測。例如樁身是否存在裂縫、縮頸、離析以及夾泥的現象,并且能夠對這些現象的嚴重程度進行準確的判斷。伴隨著我國科學技術水平的不斷提高,我國的檢測系統正在逐步的完善和發展,以往運用的靜載荷試驗已經不能滿足現代的樁身檢測需求,并且不能對其自身的完整性進行準確分析。
對水泥土樁進行的檢測,由于其是一種混合物體,樁身具有剛性和柔性的特點,并且這種混合樁自身的剛度、對外抗壓度以及抗側壓力等不能高于剛性樁,但是也不能低于剛性樁,所以對其進行檢測,為了有效的防止出現判斷錯誤的情況,不適宜運用低應變動測法對其進行檢測控制。
結束語
總之,如果樁身發生阻抗變化,利用低壓的檢測技術就具有一定的局限性;現場要測量出準確的信號才能夠進行樁基檢測。現代的樁基工程檢測控制技術已經越來越成熟,但是現場環境復雜多變,需要工程人員結合實際情況和工作經驗綜合運用各種檢測技術,正確判斷樁基情況,為地面建筑提供質量保證。
參考文獻
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關鍵詞:樁基;檢測技術;
1. 前言
隨著日益增多的高層建筑在城鄉中拔地而起,樁基工程也得到廣泛的應用,樁基檢測工作成為樁基工程中一個不可缺少的環節。它不僅能為工程的下道工序提供可靠的依據,而且直接影響到建筑的質量安全,因此我們應該加強對樁基工程檢測工作重視,建議采用更準確有效的樁基檢測技術對建設工程基礎施工提供科學、準確、有效的實驗數據,進而為基礎工程設計、施工提供更有力的依據。
2.樁基檢測技術
樁基檢測技術在國內經過幾十年的發展,已經取得了一系列成果,更多的則表現在正確的檢測方法和手段已得到推廣和貫徹,表現在測試人員對于各種樁 基檢測方法的合理運用和理性思維,以及各級行業主管對樁基檢測市場的正確導向與管理。當前的樁基檢測行業總體情況良好,許多高素質的科技人才都投身于樁基檢測和樁基檢測儀器研發生產行列,為該行業的發展做出了貢獻。但由于各種原因導致的各地區以及檢測單位間的專業水平差異,目前在樁基檢測管理上也存在一些不可忽略的問題。主要表現在:一些檢測人員水平低下、編寫檢測報告不規范。樁基工程屬于隱蔽工程,無論采用哪種檢測方法,都存在著一定的不足,都不能完全反映出樁基的全部特性。這就要求檢測人員應用以往的檢測經驗,根據實地的地層結構和經驗數據不斷改進檢測方法,逐漸減少檢測結果的不確定性。
3.樁基礎檢測中的問題
就現在的情況來看,建筑工程樁基礎檢測總體情況還是比較穩固的,但是因為檢測單位和地區的不同,還需在不同程度上對以下幾點的問題進行解決。
3.1 檢測單位之間的不同問題
部分專業建筑檢測單位會隨著地區經濟與技術水平等問題和差距的不同,在裝備上的配置、設備技術先進程度、設備維護程度以及設備定期檢驗等就會有所不同,技術裝備上的落后是因為這個地區的經濟條件比較落后。比如說如果樁基根本沒有大小應變檢測設備,只對其進行靜載檢測,那么就會出現檢測的時間長、比例小的現象。
3.2 檢測報告結果的精確度低、出具的報告不規范問題
?之所以不能達到國家行業檢測標準的要求,就是因為檢測報告不規范,內容缺乏具體性,由于在報告中應該出現的反映或引用的資料沒有出現,做出比較單一和含糊不清的結論,使其在建筑工程質量檢測權威部門不具有足夠的權威性和約束力。好比說在某工程的地下室鋼筋鋼套連接檢測報告中,鋼套在鋼筋的極限抗拉力的情況下被拉出,但對連接鋼筋的檢測結果合格與否的結論沒有出現在報告中。?工程的真實情況不能在未滿足規范要求的檢測數據的基礎上被很好的反映出來。比如在樁基檢測的過程中,必須具有質量良好、不通過大應變檢測也能使靜載數量減少的被抽檢的樁;沒有對單樁承臺實施100%的檢測;選擇相對比較好的部位進行結構取樣。?國家行業應檢測內容不符合執行的規范,原始記錄出現潦草并有嚴重程度的涂改現象,觀測時間不足,沒有按標準安裝基準梁,手工繪制的Q-S曲線、S-Lgt曲線的誤差大,不能準確的判斷極限承載力的標準值和基本值。?低應變法檢測對曲線的選擇不符合一致性的標準,還應注意對錘重和落距的選擇,錘擊力不足,分析時沒有選用合理的參數。
3.3 檢測缺乏規范性問題
法定檢測單位和社會第三方檢測單位是當前國內建筑工程質量檢測市場的主要部門。有些單位為了能夠很好的生存而在工程質量檢測中草率的處理一些資料數據,而造成這些行為的根本原因是工程檢測費用收取過低和激烈的市場競爭。有時施工方為了順利通過質量驗收,給檢測單位好處,從而讓檢測單位修改檢測結果,如:在工程中將規定的三類樁用二類樁來代替,從而威脅到了基礎工程的質量。
4.建筑基礎工程的檢測方案
建筑基礎工程比較常用的一種基樁形式就是灌注樁,這種方法的好處有:?能將上部結構的荷載傳遞到深層相對穩固的土層或巖層上;?使基礎和建筑物的沉降以及不均勻沉降降低。灌注樁的施工由成孔和成樁兩部分組成,所以對樁基的檢測就由原來的變為了成孔質量檢測和成樁質量檢測兩部分。對成樁質量檢測進一步劃分可分為承載力檢測和檢測樁身的質量(也就是樁的完整性)。
4 .1 對成孔的質量進行檢測
成孔質量的好壞在灌注樁的施工過程中,對混凝土澆注后的成樁質量具有直接的影響:成樁的側摩阻力、樁尖端的承載力以及整樁的承載力會隨著樁孔孔徑的減小而有所減小或降低;成樁上部的側阻力會因為樁孔上部擴徑而增大,導致下部側阻力不能得到很好的發揮,與此同時增加了單樁混凝土的澆注量,使相應的費用增高;所以為了很好的控制成樁的質量,灌注樁在混凝土澆注前,一定要檢測成孔的質量。樁孔位置、孔深、孔徑、垂直度、沉渣厚度和泥漿指標都屬于成孔質量檢測的內容。
4 .1.1樁位偏差檢查:樁位偏差,即實際成樁位置偏離設計位置的差值。施工中由于各種因素的影響,如測量放線誤差、護身埋設時的偏差、鉆機對位不正、鉆孔時孔斜造成的偏差、鋼筋籠下放時的偏差等,都會造成樁位偏離設計位置。因此,要保證樁位的正確性,首先在施工中就應將每一個環節的偏差控制在最小范圍內。樁位應在基樁施工前按設計樁位平面圖放樣樁的中心位置,施工后對全部樁位進行復測,然后測量該點偏移設計樁位的距離,并按坐標位置分別標在樁位復測平面圖上。測量儀器選用精密經緯儀或紅外測距儀。
4 .1.2樁孔徑、垂直度檢測:樁孔徑、垂直度檢測的方法大致分為:簡易法檢測,傘形孔徑儀檢測,聲波法檢測。工程技術人員在多年的灌注樁施工、檢測中,研究總結出了一些簡易的孔徑、垂直度的檢測方法和手段,它們適合于在沒有專用孔徑、垂直度儀條件下的成孔質量檢測。
4 .1.3孔底沉渣厚度檢測:鉆孔灌注樁在成孔過程中,采用循環泥漿液清洗孔底、護壁和將鉆渣攜帶回到地面。泥漿液攜帶鉆渣的能力與其粘度、膠體率、含砂量等指標有關。樁孔成孔后總有一部分鉆渣未帶上地面而沉淀于孔底,成孔后至灌注混凝土的間隙過長以及可能產生的孔壁坍塌等也會造成孔底沉淀。因此樁孔在灌注混凝土之前必須對沉渣厚度進行檢測,目前測量沉渣厚度的方法大致有測錘法、電阻率法、電容法、聲波法等。下面以聲波法為例進行簡單介紹。
聲波法:就是測頭向樁底發射聲波,當聲波遇到沉渣表面時,一部分聲波被反射回來被測頭接收,另一部分聲波穿過沉渣繼續向孔底傳播,當遇到孔底持力層原狀土后,聲波再次被反射回來。測頭從發射到接收到第一次反射波的相隔時間為t1,測頭從發射到接收到第二反射波的相隔時間為t2,那么沉渣厚度為:
H=(t2-t1)c/2
其中:H——沉渣厚度,m;C——沉渣聲波波速,m/s。
4 .2 對樁的承載力進行檢測
靜荷載試驗法、高應變動測樁法、靜動法及鉆孔取芯法是當前國內檢測樁的承載力的主要方法。廣州地區最為常用的檢測方法屬靜載試驗和鉆孔取芯法。靜載試驗樁基靜載試驗就是將豎向壓力、豎向上拔力或水平推力逐漸地施加于樁頂,對樁頂隨時間產生的沉降、上拔位移或者水平位移進行仔細的觀測,達到確定相應的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力、單樁水平承載力的目的的試驗方法。它具有以下優缺點:①進一步的確定單樁極限承載力的直觀性和可靠性;②能成為動測結果是否準確的判定依據;③延長試驗所需的時間;④使費用增加;⑤使抽檢數量具有局限性;⑥現場的環境對其影響較大;⑦很難作業于深基坑內。鉆孔取芯法是直接從樁身鉆取混凝土芯樣和鉆取一定深度的樁底巖土層芯樣進行狀態和強度檢驗的半破損現場檢測方法。其優點是檢測結果(如樁身混凝土強度、樁長、樁底沉渣厚度、樁底巖土層性狀等)是直接測試得到的,可靠性及準確性高;其缺點是存在一定的檢測盲區。
4 .3樁的完整性檢測
目前,用于樁身的完整性檢測方法主要有:低應變動力試樁法、聲波透射法、鉆孔取芯法等。
低應變法。低應變法是指采用低能量瞬態或穩態激振方式在樁頂激振,實測樁頂部的速度時程曲線或速度導納曲線,通過波動理論分析或頻域分析,對樁的完整性進行判定的方法。機械阻抗法就是低應變法的一種:在基樁檢測中,機械阻抗法是通過測定施加于基樁的激勵信號和樁在該激勵下產生的動態響應來識別樁的動力特性。由于樁的動力特性與樁身完整性和樁—土體系相互作用的特性密切相關,通過對樁的動態特性的分析計算,可估計樁身混凝土的缺陷類型及其在樁身中的部位。具有現場測試簡便、快捷、抽檢面廣、經濟實用的優勢。缺點是利用波形特征判別樁身缺陷存在多解,只做定性不做定量判斷,而且不同樁身缺陷往往難以區分,通常要求檢測人員具有豐富的實踐經驗。聲波透射法是基樁成孔后,灌注混凝土之前,在樁內預埋若干根聲測管作為聲波發射和接收換能器的通道。檢測時,用聲波檢測儀沿樁的縱軸方向以一定的間距逐點檢測聲波穿過樁身各橫截面的聲學參數,然后對這些檢測數據進行處理、分析和判斷,確定樁身混凝土缺陷的位置、范圍、程度,從而推斷樁身混凝土的樁身完整性。其優點是檢測結果能直觀反映樁身缺陷的位置,大小及嚴重程度等方面的信息,其缺點是在一定范圍的測試盲區,不能準確測出樁身整個斷面是否有缺陷等。
4 .4檢測方法的選擇
樁基礎質量檢測方法的選擇主要考慮設計方法、施工工藝和使用條件的不同,為此,選取合適的檢測方法尤為重要。?鉆孔灌注樁:采用高應變法檢測比較有效,如果條件允許,可進一步采用靜載試驗或鉆芯法進行驗校。對于大直徑鉆孔灌注樁,可采用鉆芯法配合低應變波或聲波透射法檢測。?沉管灌注樁:采用低應變法檢測樁身完整性十分有效,同時使用靜載試驗檢測單樁承載力,沖擊力能滿足要求的話,可采用高應變法同時檢測其完整性和承載力情況。?打入式預制樁:高應變法和靜載試驗進行預制樁檢測比較適合,低應變法和聲波透射法不宜選取。
5.結束語
綜上所述:隨著高層建筑的快速發展,工程樁基礎工程越來越多,樁基作為建筑物的隱蔽工程,支撐著地面上的構筑物,是建筑物的基礎,其質量優劣將直接影響到建筑物的安全。混凝土灌注樁由于其成樁質量受地質條件、成樁工藝、機械設備、施工人員、管理水平等諸多因素的影響,較易產生夾泥、斷裂、縮頸、混凝土離析、樁底沉渣較厚及樁頂混凝土密實度較差等質量缺陷,危及主體結構的正常使用與安全,甚至引發工程質量事故,加上是隱蔽工程,因此加強對樁基礎質量的現場檢測十分必要。為此國家近年來先后出臺了《建筑基樁檢測規范》(JGJ106-2003)和《公路工程基樁動測技術規程》(JTG/TF81-01-2004),廣東省也出臺了《建筑地基基礎檢測元規范》(DBJ 15-60-2008)。進一步明確要求規范基樁工程的現場質量檢測工作。針對具體工程,利用成孔質量檢測、靜載試驗檢測、低應變動力檢測、鉆孔取芯法檢測和高應變動力檢測等技術對建設工程的基樁進行了檢測,進而對樁基質量做出評價,以確保建設工程的質量。
建筑工程的發展在我國城鄉建設中占據主導地位,所以樁基工程成為了一個熱門并在建筑中被廣泛使用。樁基是建筑物的基礎,其質量直接影響到建筑物的質量,但樁基工程質量控制的難度比較大,且具有專業性、隱蔽行的特點,因而樁基的檢測工作顯得尤為重要且被高度重視。樁基評定是一項全面、系統、綜合的評價,只有將檢測結果與建筑物安全等級、抗震設防等級、地質條件、基礎形式、建筑規模、設計要求充分結合起來,全面系統地開展綜合分析,才能把好工程質量檢驗關,做出準確可靠的評定。隨著社會的發展,我國綜合國力的不斷提高,全民的質量意識的不斷增強,通過我們的努力樁基檢測技術將會更加先進,更加規范和成熟。
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關鍵詞:樁基;樁基檢測;檢測技術
改革開放以來,我國的經濟發展就一直處在高速的發展狀態中。基礎設施建設也成為國家發展過程中的重中之重。在各類的建筑工程施工過程中,樁基的重要性也越來越得到體現。樁基工程的質量直接關系到了整體的工程質量,是關系到各個工程質量的大事。所以樁基的檢測工作就顯得尤為重要,樁基檢測工作是工程施工過程中極其重要必不可少的一個環節。本文從樁基檢測技術的發展現狀出發,探討了幾種樁基檢測技術。
一、樁基檢測發展現狀
由于現在的許多工程對于工期都有著嚴格的要求,施工方為了盡可能的降低成本也會想辦法縮短工期。而樁基是建筑工程的基礎,一切的后續工程都必須在樁基檢測合格以后才能正式開工,所以如何讓快速準確的對樁基進行檢測是現今樁基檢測工作所面臨的一大難題。
而隨著科學技術的不斷發展,樁基從尺寸到材料變化的速度越來越快,樁基的質量把握也變得越來越難,這給樁基檢測工作帶來了極大的難度。所以如何在保持樁基完好的情況下,在樁基變化發展的過程中,對樁基的各個部分作出一個準確的質量判斷也是樁基檢測工作目前面臨的一大難題。無損的樁基檢測技術會是未來樁基檢測技術發展的一大潮流,如何能夠更加便捷和準確的進行樁基檢測是樁基檢測技術發展亟待需要考慮的一個問題。
二、樁基檢測技術探討
對工程的樁基進行檢測主要就是對單個的樁基進行樁身的完整性以及承壓力這兩個方面進行檢測。通過對樁身這兩個方面進行檢測和評價來判斷整體樁基的一個質量水平。目前我國在樁基檢測技術上主要采用的是開挖檢查、靜力試樁法、鉆芯法以及動力試樁法這四種檢測方法。下面就對這些樁基檢測方法進行檢測措施探討。
(一)開挖檢測法
顧名思義,開挖檢測法就是要求樁體必須暴露在視線范圍內,對樁身進行直觀的檢查,這是所有檢測方法中最為直接和簡單的一個方法。這一方法對于那些能夠很輕易看到樁身的工程來說是一個最為簡單直接的方法,但是對于那些深埋地下或者水下的樁身來說,開挖檢測法就會有一定的難度,并且在準確度上也會打一定的折扣。
(二)靜力試樁法
靜力試樁法就是對樁基進行靜力原型測試,也就是通常所說的單樁豎向抗壓靜載試驗。具體做法是按照工程的一定要求將荷載分等級加到試驗的樁身上,每一級荷載層次維持不變,直到樁身的下沉相對值達到規定的某一穩定數值,然后繼續加下一級別的荷載,當下沉的數值達到規定的最終試驗條件時,停止加荷,再進行分級的卸荷,直至恢復到起始值。這樣做的目的是為了確定單樁的豎向抗壓極限,判斷樁基的豎向抗壓能力是否滿足設計需求。而改檢測所要注意的一點是對混凝土的樁基進行檢測時,要注意一定要在混凝土的強度達到一定強度時才能進行檢測。
這一檢測方法是目前公認的檢測基樁豎向抗壓承載力最直接、最可靠的檢測方法,其優點是能夠直接反應出樁基的工作狀況,一般所得到的檢測數值也較為準確。但它的不足之處在于,所需要的檢測周期相對較長,并且還費時費力,費用也較高。并且還屬于是有損檢測,會對樁基本身造成一定的傷害性影響。并且在檢測工作的實踐中發現,基準樁的許多問題有可能被樁基檢測人員忽略,并且很容易就會出現試驗樁基打入的深度不夠,試驗過程中產生位移等問題。
(三)鉆芯法
鉆芯法主要是被廣泛應用于混凝土樁基方面的檢測。這種方法比靜力試樁法在損傷程度上略微有所降低,是一種微破損,或者說是局部破損的檢測方法,具有直觀、科學、實用等特點。這種檢測方法運用在大直徑的樁基檢測上會比較適合。一次全面、成功的鉆芯檢測往往可以得到樁身混凝土強度、沉渣厚度等一系列情況,鉆芯檢測技術對樁基檢測的判斷影響十分的大,但是在大量的檢測過程中發現,在利用鉆芯法對局部缺陷進行檢測時,檢測結果往往會具有一定的誤差。并且在鉆取芯樣的過程中也勢必會對工程的局部造成一定程度的損害。
如果在鉆芯檢測過程中所采用的工程鉆機和鉆具不合要求的話,就會直接影響到采芯率,并且芯樣的完整性也不可能很高,所得到的芯樣大多也會呈現出碎塊的狀態。所以在采用鉆芯檢測法的時候,工程鉆機和鉆具的規格十分重要,為了避免鉆芯法的誤差,要采用正確的工程鉆機和鉆具。
(三)動力試樁法
動力試樁法的原理是以振動理論和應力波理論為依據,采用先進的微電子儀器和信號處理技術對檢測數據進行分析。動力試樁法有高應變動力試樁法和低應變動力試樁法兩種方法。而動力試樁法的檢測數據往往比較可靠,而且費用也相對來說低一些,但是需求進行分析的數據往往較為復雜,需要經過專業的工程技術人員進行數據分析。
1、高應變動力試樁法
高應變動力試樁法有波形擬合法和凱斯法兩種,兩種方法的檢測過程和采集的信號相同,但是后者在后期的數據分析中能夠做到實時分析,能快速地對樁身的完整性和單樁極限承載力做出快速的估計,但是會受到凱斯阻尼系數的制約,但是前者就不依賴于凱斯阻尼系數并且測試的精度很高,可是計算的過程卻是十分的復雜的。
比如對10 根樁進行高應變動力的檢測。檢測過程可以這樣:首先把兩個加速度計,兩個應變式力傳感器安置在檢測樁身的側面,然后用錘打樁的頂部,每次捶打都會產生一定的沖擊波,我們要用樁基動測系統獲取沖擊所產生的加速度和力信號,然后通過A/D 轉化成數字信號,經過電腦處理后,顯示出波形圖,對曲線圖進行擬合分析后,能獲得每根樁的豎向極限承載力。如果測算出來的這10 根樁的極限承載力基本值是在于2 167kN~2333kN 之間,均值時2 254kN,那么我們可以得出結論,單樁的極限承載力就是2 254kN。
2、低應變動力試樁法
低應變動力試樁法主要是通過樁身的動剛度和樁身的動靜對比系數對比來得出樁體的承載力的。它所具備的優點是設備需求簡單,得到監測數據也較快,費用也不是很高,并且可以進行大面積檢測。但是由于檢測過程需求依賴靜載試驗來求出動靜對比數據,數值精度相對來說就較差。
比如如果要對30 根樁進行檢測,檢測方法可以這樣:第一步在樁的頂部,安置好加速度傳感器,然后錘擊樁身,加速度傳感器就能夠獲取樁身的加速度信號,這些加速度信號會通過樁基動測系統進行處理放大,這樣就可以獲得變化數據。通過A/D 轉換之后把信號轉換成數字化信號,傳輸到計算機上,經過行數字處理后,可以顯示樁身加速度波形圖。我們可以在每根樁上面設置一個采集點,每個點都進行4 -5 次的信號采集。這樣就可以得到較為全面的數據。■
參考文獻
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關鍵詞:公路橋梁 樁基檢測 問題 技術分析
中圖分類號:U44 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(b)-0061-01
1 現場靜力荷載檢測方法中出現的問題及技術分析
現場靜力荷載法通常采用現場加載測加載與沉降曲線,通過P—S曲線,分析樁的承載力,來分析樁的施工質量。通常P—S曲線的起始段為一段近似正比例的一次函數線,隨著荷載的增加,曲線越來越陡,當曲線曲率近似無窮或者說是垂直于荷載軸時,說明樁承載力達到了最大承載力,此時的樁承載力與設計值進行比較,如果小于設計值,則說明樁基不滿足承載力要求,反之,則符合承載力要求。
當在P—S曲線中突然出現位移陡變時,則說明樁基中存在明顯的缺陷,反之,如果曲線比較平滑,則說明樁基沒有嚴重的缺陷。
2 超聲波透射檢測方法中出現的問題及技術分析
超聲波透射法通過在樁內部預先埋設沿樁長方向的聲測管,它可以發射超聲波脈沖并且接收探頭發出的周期性的脈沖波,并將其裝換成電信號,通過特定的儀器,將電信號的頻率,幅值和時間等參數以波形圖的形式反映到儀器的屏幕上,可以通過分析波形圖知道樁身的情況。同時可以判斷樁身內部的缺陷大小以及樁身混凝土的均勻性指標和強度等級指標。
超聲波透射檢測方法適用范圍通常是直徑在六十公分到一米的樁基,它只能對埋設有超聲波測管范圍內的樁身進行測試其完整性。通常來說,超聲波透射法測得的結果精確度高,具有十分可靠的性質,同時超聲波透射抗干擾能力很好,而且測量儀器輕便,使用方便。但是要注意的是,所測樁基的齡期應該在七天以上,并且應該確定聲測管埋設符合要求,同時在測量前對測量儀器進行核查和校正,保證儀器的工作性能良好。
技術分析通常包括聲波用時分析法,波幅分析法和聲時—深度分析法。
(1)聲波用時分析法。
聲波用時分析法需要確定聲波用時的平均值和聲波用時標準差的二倍作為一個界限標準,判別樁身有無缺陷。如果第n個測點的聲波用時超過了缺陷臨界值,則說明在第n個測點處可能存在樁身局部缺陷。
(2)超聲波波幅分析法。
超聲波波幅分析法是利用所選取的超聲波信號波幅平均值的二分之一作為樁身有無缺陷的臨界值,因為在一定程度上,波幅是聲波中最敏感的聲學元素,所以這種測量分析法比較精確。如果第n個波幅小于波幅臨界值,就可以判斷在第n個測點處樁身存在缺陷。
(3)聲時—深度曲線分析法。
聲時—深度曲線分析法是把相鄰兩個測點間曲線的斜率和其測點的差值的乘積作為判斷在測點處有無樁身缺陷的依據。通常當乘積大于一個限定的界限值,則說明樁身存在缺陷。
通常樁身質量的好壞要根據聲時、聲速、波幅臨界值以及以上提出的聲時—深度曲線共同確定。再根據樁身的混凝土的離散程度不同將缺陷程度劃分為不同的等級。
3 應變動測檢測方法中出現的問題及技術分析
應變動測法包括高應變和低應變動測法兩種。
高應變動測是利用重錘自由落體錘擊樁上端,從而得到相關動力系數,然后將相關系數用于既定的程序,通過計算和分析,從而可以確定樁身的完整程度和樁基的承載力,不過高應變動測法在上世紀比較流行,但是由于其實驗程序復雜,檢測起來不方便,到了本世紀,在此基礎上,又發展出來了低應變動測法,相對而言簡單易行,廣受歡迎。
低應變動測法是應用小錘撞擊和現代化的傳感器結合,將小錘撞擊的動力波通過傳感器,將其具體化為速度信號和頻率信號,從而可以經過分析,確定樁身的狀況。低應變動測法最復雜的莫過于采集原始的動測數據和動測曲線分析,通過這兩個步驟就大致可以確定樁身缺陷存在的位置和大小。不過這種低應變動測法也有一定的適用范圍,通常它的測樁長度不大于50m,樁徑不大于1.8m,只有樁身的混凝土達到規定的養護時間后才可以進行動測實驗,動測時,應該將樁頂清理干凈,尤其不能有浮漿,否則測量結果不準確,儀器安裝要牢固,檢測前應該校正檢驗儀器的精確度,一般每根樁應該設置3個或者4個測點,才能將樁身的全部情況準確反映。
對于樁身完整性的分析,通過電腦將動力波進行分析,輸出從打印機上打印出來,如果打印出來的波形是連續的有規律的阻尼波,這說明該樁身完整,沒有缺陷;如果波形圖出現突變,相鄰的波峰既不圓滑也不連續,這說明在該處樁身存在離析變形,存在夾層現象;如果波形圖在樁心測點的反映波普連續而且圓滑完好,只有樁周反映波普有缺陷,這說明樁身的該位置存在縮徑現象。
通常情況下,動測法得到的波形越規則,衰減越有規律,樁身越完整,如果波形圖只是有微小的變形,樁地反射動波也完整清晰,就說明樁身的縮徑現象十分微小,離析程度輕微,此種情況,樁身的狀況不會影響樁的承載力;如果動測波形圖出現了比較明顯的不規則波段,這說明在該段樁身上存在泥隔或者較大的裂紋或者較大的縮徑現象,這時一般對樁的承載力影響比較大,需要經過單樁承載力測試確定樁的承載力才能確定該樁是否予以驗收;如果波形出現了嚴重的變形或者斷波現象,這說明樁的夾泥和離析現象嚴重,甚至是斷樁,該樁不合格。
4 靜力觸探檢測方法中出現的問題及技術分析
靜力觸探技術是采用原位測試的靜力觸探和標準貫入實驗參數來確定單樁的承載力通常需要經過試驗測得比貫入阻力,樁身側阻力,端阻力,然后經過計算來確定樁基的承載力特征值,將計算得到的特征值除以規定的安全系數以后再與設計樁基承載力值比較,如果比設計樁基承載力值大,這說明符合要求,否則,不符合要求,樁基無效。
5 結語
橋梁工程的安全與否,其本質影響因素直接就是樁基的質量好壞,所以,公路橋梁建設中一定要注意好樁基的施工質量。本文是我根據自己從事公路橋梁樁基施工以及檢測多年的經驗,總結的一些關于公路橋梁樁基檢測中出現的問題以及對這些相關問題的技術分析。本文簡要介紹了現場靜力荷載和靜力觸探檢測方法中出現的問題及技術分析,重點總結了超聲波透射和應變動測檢測方法中出現的問題及技術,目前使用最普遍的就是低應變動測法和超聲波透射法,其簡便易行,測試結果可靠性高,廣受建筑橋梁公路行業的歡迎,但是,仍存在不足,仍需要改進,相信在不久的將來,隨著高科技的不斷發展,人們會研制出更加方便快捷可靠的儀器來為樁基檢測提供更加可靠的數據,同時,也希望我的經驗總結能給現實公路橋梁樁基的檢測提供應有的幫助。
參考文獻
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關鍵詞:樁基;高應變動測;低應變動測;基樁承載力
中圖分類號:F253.3文獻標識碼:A 文章編號:
引言
樁基檢測工作的質量和檢測評定結果的可靠性關系到整個工程的安全。樁基的承載力和完整性檢測是樁基質量檢測的兩項重要內容。目前,樁基承載力檢測的方法主要包括靜載實驗和高應變法檢測;完整性檢測方法主要有低應變反射波法、超聲波檢測法和鉆芯法。各種樁基檢測方法有其各自的適用范圍和優缺點,對樁基進行檢測時,應針對不同的工況,合理地選擇運用各種檢測方法,全面、完整地反映樁基的總體質量水平,同時又應體現經濟合理性。
低應變反射波法測試樁身質量,是以一維波動方程為理論基礎,依據特征理論和震動理論分析方法,對樁體結構進行分析。當在樁頂施加瞬時激振時,樁產生振動,同時所激發的應力波沿樁身向下傳播,下行波在遇到力學阻抗發生變化的界面處產生反射和透射,通過在頻域里研究動態測試系統的頻率響應和在時域里研究波形的變化,即可對樁的質量作出評價。高應變動力試樁是用動態沖擊荷載代替靜態的維持荷載進行試樁,實測樁身軸向應變曲線和樁身運動速度的時程曲線,通過一維波動方程分析推算樁周土對樁的阻力分布和土的其它參數,獲得巖土對樁的極限阻力,從而推斷樁的單樁極限承載力。采用的承載力分析方法主要有CASE法和實測曲線擬合法。
1高、低應變測試的結合在具體工程的應用與分析
1.1工程概況
某住宅樓工程共設計人工挖孔灌注樁58根,設計要求樁徑為800mm,單樁承載力極限值為2300kN;樁徑為1200mm,單樁承載力極限值為3800kN,混凝土設計強度為C30。建設工程質量檢測中心,2008年9月對該工程的樁基進行了高應變和低應變動力檢測,共做高應變測試5根樁,低應變測試53根樁。
本次高應變測試儀器采用美國PDI公司生產的PAL打樁分析儀,5t重錘沖擊樁頭。低應變測試儀器使用國產FD-P204基樁檢測儀。
1.2動力測試及其結果
1.2.1高應變測試成果4#
(1)實測曲線擬合法。本次測試共選取3根樁,進行實測曲線擬合分析,樁擬合成果見表1。
表1實測曲線擬合法單樁極限承載力匯總表
(2)CASE法測試成果。由3根樁實測曲線擬合法的結果,確定凱斯阻尼系數J。值為0.20,CASE法測試結果見表2。
表2 CASE法測試單樁極限承載力匯總表
1.2.2低應變測試成果
本工程低應變反射波法所測53根樁,完整性均屬于I、Ⅱ類樁,未發現Ⅲ和Ⅳ類樁。1.2.3測試結果的討論
37#樁動測擬合法分析其極限承載力為1092.0kN,低于設計值,比本工程其它樁的承載力也明顯偏低,表3為其實測曲線擬合結果數據。
對37#樁測試擬合數據以及場區地質報告進行分析,可以看到:
表337#樁擬合法承載力分析結果
(1)根據地質報告的描述,37#樁的土層承載力情況與其它各樁無明顯不同。
(2)從實測曲線以及擬合成果來看,該樁表現為端部承載力明顯偏低。觀察其實測曲線,在緊隨2L/C的樁端反射之后,無明顯的端阻力反應;分析結果的側阻力及端阻力分別為709.0kN和383.0kN,端阻力較低。
(3)37#樁的最大動位移以及錘擊貫入度分別為15mm和7mm,明顯偏高。
(4)高應變測試37#樁樁身完整性為100-96,即樁身無缺陷。
(5)低應變動力檢測分析結果為I類樁,樁身無缺陷。但觀察該樁的低應變測試信號,可以發現存在多次樁底反射,說明應力波在到達樁底后,無法繼續往下傳播,即樁底與樁底持力層之間沒有很好地結合。
綜合以上幾點,結合該場地地下水位較高的情況,初步判斷該樁承載力偏低的原因可能是樁端與持力層之間的結合不好所致。
為準確判定37#樁的承載力是否達到設計要求,于2008年10月12日~10月19日對其進行了靜載試驗,該樁豎向抗壓極限承載力為1260kN,與動測分析結果較吻合,承載力未達到設計要求。
2008年10月25日對37#樁進行了鉆芯法檢測,經檢測發現該樁樁底與持力層之間存在30cm厚的沉渣,證實了上述判斷的正確性。
2結論
關鍵詞:樁基檢測問題對策
中途分類號:TU198+.6 文章標識碼:A
一、建筑樁基的主要分類和檢測內容
建筑樁基是一個系統工程,它有很多種類。以端承樁、摩擦樁和端摩樁為代表的承載力分類;以成樁為區分的預制樁和就地灌注樁,其中預制樁有涵蓋了打入樁和靜力壓入樁,灌注樁則包括沖孔、鉆孔、挖孔等形式的灌注樁;用性質劃分的鋼樁、鋼筋砼樁、砼樁、木樁等;還有以橫截面積為區分的實心圓樁、方樁、矩形樁與異狀樁,以及空心圓樁、方樁等。
建筑樁基繁多的種類,在一定程度上也決定了樁基檢測內容的范圍,其中包括各類樁、墩、樁墻的橫豎向承載力、墩底持力層的承載力及抗變壓形、結構的完整性、復合地基樁中的樁土荷比分擔、樁體和土體的應力應變性、施工環境的影響以及特殊條件下或者事故處理等綜合性檢測。
二、樁基檢測技術的應用現狀
自上世紀七十年代,經過幾十年的發展,樁基檢測技術在我國已取得一系列成果,這其中主要表現正確的檢測方法的推廣、相關工作人員對于樁基檢測方法的合理運用 ,以及各行業高層對這個市場的指導管理。著眼于總體來看,樁基檢測技術在各行各業運用狀況良好,更是有大批的高素質人才投身于這項技術的研發測試,使樁基檢測技術得以蓬勃發展。然而由于各種方法的假設條件、檢測單位的專業水平不同以及多種相關因素的影響,樁基檢測方法仍舊存在著一定的局限性。突出問題有:部分檢測人員的專業素質偏低、檢測報告編寫的不規范、實際操作技術的片面性。這就要求相關技術人員在樁基檢測時要注意以下幾個問題:
(1)對于各種類型的樁、墩、樁墻結構完整性的檢測多采用低應變或者高應變的動力試樁檢驗法,對于直徑較大的樁基聲波透射發和鉆芯法則更為適宜。
(2)對于散體材料樁或者低粘結強度樁和由土組成的復合地基,如碎石樁、石灰樁等,宜采用靜載荷或者靜力觸探的檢測方法,來確定復合地基的承載力。
(3)對于水泥土樁、CFG樁、低標號混凝土樁等高黏結強度樁,一般采用靜載荷實驗檢測其豎向的承載力,在測其剛性樁時則多使用單樁承載力或特制應力傳感器的檢測方法。
(4)針對于環境中的振動影響,一般方法是采用質點速度監測系統或者加速度監測系統對其進行檢測,也可用地震儀對其進行檢測。
三、樁基檢測工作中的問題
就目前的狀況來看,建筑工程樁基基礎性檢測總體上還是比較穩固的,但是由于地區和檢測單位的差異性,使得樁基檢測存在著不同程度的問題。
1、檢測單位之間的硬件設施水平參差不齊
我國經濟發展水平呈現出東西、沿海和內陸的不均衡性,由此引起的由經濟發展程度決定的部分專業建筑檢測單位裝備配置、技術先進程度以及設備維護方面的差異性。最終導致了經濟相對落后地區在檢測結果上的長期誤差。例如若沒有大小應變檢測設備,就只能對樁基進行最基本的靜載檢測,這樣的檢測所需的時間較長,但是檢測比例較少。
2、檢測單位內部管理的混亂
由于建筑工程質檢單位的不完善,使部分不具備相應專業技術水平的檢測人員升晉要職,從而導致理所出具的檢測報告缺失真實性、規范性、嚴謹性。
3、檢測市場運作體系的不規范
在我國,建筑工程的檢測市場主要由法定認證的檢測單位和社會中介檢測單位組成。不同的檢測單位所收取的費用不同,這就導致了一些單位為了自身利益,節約企業生產成本,在工程質檢中,對于相關數據做的處理過于草率,甚至一些單位出賣資質或者與一些非法機構聯營,將帶有檢測蓋章的空白檢測報告轉售與無資質的單位,從中牟取非法利益。這些做法極大影響了樁基檢測的發展和可信賴度。
4、工程檢測報告結果的巨大誤差、出具的報告不夠規范
檢測報告的的規范程度和內容的詳盡度與國家規定的相關檢測表樁不符合。如引用的相關資料過于片面,結論簡單、含糊不清;檢測報告不具備被建筑工程質檢權威部門的認證資格。例如地下室鋼筋鋼套的檢測報告中,未給出鋼筋檢測結果的結論。已檢測出的數據不合規范要求,無法體現工程的真實情況。如在質檢過程中,主觀選取質量上乘的樁進行檢測,從而導致了被檢測數據的片面性。檢測內容與執行規范不相符合。例如對原始數據的涂改,觀測時間果斷,手工繪制相關圖示等。統一工程中的檢測報告執行標準不一致。
四、建筑工程樁基檢測對策
1、完善相關的法律法規和具體規章制度
在嚴格貫徹執行《建設工程質量管理條例》提出的相關精神和具體要求的同時,要逐步加強建設建筑工程檢測的具體行為規范,提高樁基質檢單位和質檢工作的管理質量,并根據各地區的特點,建立相應的工程質檢法律規章。
2、提高相關工作人員的職業道德素質
提高職業道德修養就要求相關單位需要對在職人員進行定期的技術指導培訓,深化職工對相關法律法規的認識,不斷提高工作人員的職業道德素質。以保證在正式的質檢報告中,對檢測數據有正確的理解、判斷和處理。
3、建立有效的監督系統
在企業不斷完善自身內部管理的同時,政府應當建立專門的行政部門加強對硬性指標的監督檢查,制定相關的管理辦法,使檢測工作合法、有序、有效地進行。因此,建筑工程,必須嚴格執行國家規定,以確保工程的依法驗收。
4、建立科學的管理模式
科學的管理模式,不僅能夠保證管理體系的規范,而且能夠避免建設工程中出現的藐視規范、隨意裁量、“集權主義”等不良行為。所以,不僅要繼續加強質檢單位的內部管理,還要激勵檢測單位建立全面有效的質量保證體系,使管理工作貫穿于檢測工作的各個環節。
5、采用合同管理和市場監督相結合的約束機制
利用合同審查備案和質檢行業自律公約的方式,不斷提高對市場行為的管理力度。對于不符合規定的質檢單位予以嚴懲,嚴查非法競爭單位,以確保樁基檢測行業的穩步前進。
6、利用現代科技促進樁基檢測行業的發展
要充分利用現代科技帶來的技術成果,逐步使樁基工程的管理網絡化,強化對樁基檢測工作、檢測單位的控制。一方面網絡化的樁基工程,有利于其質量信息的及時更新;另一方面將檢測市場置于大眾的監督之下,保證質檢工作有序、真實地進行。
五、結語
本著“質量第一,基礎第一”的原則,必須重視建筑工程的樁基質量,而樁基質量的保證不僅需要企業的努力,也需要政府建立相關的行政執法部門進行有效的監督,以保證建筑工程相關工作的規范性、合法性。所以,不論是樁基的檢測單位,還是檢測人員都必須嚴格遵守有關法律法規,恪守職業道德,不斷提高自身的技術你呢管理水平,并建立執行科學規范的管理模式,使建筑工程樁基檢測工作日益繁榮。
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關鍵詞:建筑工程樁基檢測技術現狀內容運用
中圖分類號:K826.16 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著我國國民經濟的發展, 基本建設規模不斷擴大, 伴隨著中高層建筑的大量興建, 樁基礎得到了廣泛應用, 據不完全統計, 目前我國工程建設中的年用樁量已達15 0 萬根左右。但由于地基基礎的多變性,復雜性, 樁基工程施工中的不確定性, 已使得樁基礎的樁身質量及承載能力的確定、成為工程界的技術人員日益關心的問題。樁基是隱蔽工程,支撐著地面上的構筑物,它是建筑物的基礎,其質量優劣直接影響到這些建筑物的安全。在樁基礎的施工過程中,樁基檢測是一個不可缺少的環節。隨著我國城鄉建設事業的迅速發展,樁基工程越來越多,因而樁基工程檢測技術也就成為一個熱門而得到廣泛重視。特別是近10 年來,檢測領域取得了長足的發展,檢測技術更加趨于成熟和先進,有關樁基工程檢測的標準、規范相繼、施行,使樁基檢測工作進一步規范化,對保證工程質量起到了良好的作用。
一、樁基檢測現狀
樁基檢測技術在國內經過幾十年的發展,已經取得了一系列成果,更多的則表現在正確的檢測方法和手段已得到推廣和貫徹,表現在測試人員對于各種樁 基檢測方法的合理運用和理性思維,以及各級行業主管對樁基檢測市場的正確導向與管理。當前的樁基檢測行業總體情況良好,許多高素質的科技人才都投身于樁基檢測和樁基檢測儀器研發生產行列,為該行業的發展做出了貢獻。但由于各種原因導致的各地區以及檢測單位間的專業水平差異,目前在樁基檢測管理上也存在一些不可忽略的問題。主要表現在:一些檢測人員水平低下、編寫檢測報告不規范。樁基工程屬于隱蔽工程,無論采用哪種檢測方法,都存在著一定的不足,都不能完全反映出樁基的全部特性。這就要求檢測人員應用以往的檢測經驗,根據實地的地層結構和經驗數據不斷改進檢測方法,逐漸減少檢測結果的不確定性。
二、樁基質量檢測內容
灌注樁的施工分為成孔和成樁兩部分,因而對樁基的檢測便可分為成孔質量檢測和成樁質量檢測兩大部分。其中成孔是灌注樁施工中的第―個環節。成孔作業由于是在地下、水下完成,質量控制難度大,復雜的地質條件或施工中的失誤都有可能產生塌孔、縮徑、樁孔偏斜、沉渣過厚等問題。成樁質量檢測又可分為承載力檢測和對完整性檢測。
1、成孔質量檢測
在灌注樁的施工中,成孔質量的好壞直接影響到混凝土澆注后的成樁質量:樁孔的孔徑偏小則使得成樁的側摩阻力、樁尖端承載力減少,整樁的承載能力降低;樁孔上部擴徑將導致成樁上部側阻力增大,而下部側阻力不能完全發揮,同時單樁的混凝土澆注量增加;樁孔偏斜在一定程度上改變了樁豎向承載受力特性,削弱了基樁承載力的有效發揮;樁底沉渣過厚使得樁長減少,對于端承樁則直接影響樁尖的端承能力。
2、樁的承載力檢測
樁的承載力與加荷速率有很大關系,由于靜荷載試驗與任何動荷載試驗相比,所施加的荷載速率最慢,最接近于實際工程的加荷速率,所以試驗的結果最接近于實際樁的承載力,因而,國內外均將靜荷載試驗的結果作為樁承載力的標準。
3、樁的完整性檢測
基樁的低應變動測法就是通過對樁頂施加較低的激振能量,引起樁身及周圍土體的微幅振動,同時用儀表量測和記錄樁頂的振動速度和加速度,利用波動理論或機械阻抗理論對記錄結果加以分析,從而達到檢驗樁基施工質量、判斷樁身完整性、預估基樁承載力等目的。因此,低應變一般只適合對樁的完整性檢測。
對于正常的混凝土,聲波在其中傳播的速度是有一定范圍的,當傳播路徑遇到混凝土有缺陷時,如斷裂、裂縫、夾泥和密實度等,聲波要繞過缺陷或在傳播速度較慢的介質中通過,聲波將發生衰減,造成傳播時間延長,使聲時增大,計算聲速降低,波幅減小,波形畸變,利用超聲波在混凝土中傳播的這些聲學參數的變化,來分析判斷樁身混凝土質量。
工程實例
1、工程概況
筆者就某工程中得樁基檢測技術進行分析。該建筑工程檐高39.5m,建筑面積9884.2m2,框剪結構。基礎設計采用鋼筋混凝土灌注樁承臺基礎,鉆孔灌注樁數量240 根,樁徑600mm,有效樁長25.5m。主要采取單樁靜載荷試驗法和低應變反射波法進行樁基檢測。
1、單樁靜載荷試驗檢測
(1)試驗方法的選擇:本次測驗選擇的是靜荷載檢測的方法,使用一個由槽鋼和錨樁共同組成一個反力系統。用過液壓泵對樁頂所產生的豎向壓力作為測試的數據。另外,使用在檢測的過程中使用千斤頂不斷的增加荷載,使其作用逐漸增加到樁頂。在千斤頂上安裝一個荷重傳感器,對其產生的荷載進行記錄并且同步顯示。如果樁身產生變形或者是沉降時,都能夠通過該荷重傳感器對其發生的變化進行記錄,為實驗提供準確的數據。
(2)分級加載階段:該試驗的加載一共分為10 個等級,每個等級的加載量保持一致,每級加荷值為220。
(3)變形觀測:每次加荷完成后,分別間隔5 分鐘、10 分鐘、15 分鐘對樁身的變形進行一次記錄,每隔30 分鐘測量一次并且對數據進行記錄,直到其數值趨于平穩。
(4)沉降相對穩定標準:每隔一小時的沉降在0.1mm以內,并且連續出現兩次,則說明沉降狀態達到了相對的穩定,這時則可以進行下一級荷載的增加。
(5)終止加載條件:當測試過程中達到以下幾個條件時,則選擇種植荷載的增加。在荷載的作用下,樁身的沉降量與上一級荷載下樁基的沉降量達到5 倍的差,這時可以停止加載;在荷載作用下,樁基的沉降量與上一級荷載下樁基沉降量達到2 倍的差,并且在24 小時內仍然沒有達到規定的標準;反力系統已經達到了最大的反力值。
2、低應變檢測
在樁身的頂部安裝一個傳感器,由RS-1616K(S)基樁動測儀受到重錘的敲擊后產生一定的加速信號,這時在傳感器中
會顯示不同的樁基分布所采集的信號和數據。
3、檢測結果分析
(1)單樁靜載荷試驗。本次檢測中使用的是鉆孔灌注樁,進行了三組靜荷載的試驗,符合隨機抽檢原則檢測比例滿足規程要求。
(2)低應變檢測。該樓基礎鉆孔灌注樁總數為240 根,本次低應變檢測數量為48 根,檢測數量及比例符合規范要求。根據低應變實測曲線分析,波速在3700 ~ 4000m/ s 之間波形較規則,樁底反射清晰,未發現嚴重缺陷。
4、總結與體會
在建筑工程施工過程中,樁基的質量是施工質量的重要影響因素,同時也是樁基檢測單位嚴格執法的必然體現,只有具有合格的質量保證,才能夠保證建筑工程整體的質量。因此說,樁基檢測單位和樁基檢測人員應當嚴格遵守職業道德,嚴格執行樁基檢測的相關規范,通過有效的約束力保證樁基質量。對于建筑工程中樁基檢測技術的運用,筆者有以下幾點體會:(1)如果樁基的樁身抗阻變化的情況下,如果采用低應變樁基檢測技術對樁基的完整性進行檢測時會存在著一定的局限性,這時無法保證樁基檢測結果的準確性,同時也無法對樁基質量做出科學的評價;(2)通過動靜對比獲得需要的高應變檢測的相關數據之后,其能夠較為準確的檢測出單樁的承載能力,而且檢測的費用較小;(3)在工程現場獲得相對較為準
確的信號,這也是進行樁基檢測的前提條件,如果沒有可靠的信號,則無法保證樁基檢測結果的準確性。如果測試數據的準確性和可靠性能夠滿足高應變檢測的要求,則能夠通過高應變檢測方法對樁基存在的缺陷進行定量的檢測與分析,準確的判斷出缺陷的位置,并且對樁基質量做出科學的評價。當前,樁基檢測技術已經取得了較大的進展,但是在遇到一些特殊的地質條件時,仍然需要結合工程的實際情況,采用不同的檢測技術,才能夠獲得較為準確的檢測結果。樁基檢測人員應當在日常的工作中注重經驗的積累,能夠根據經驗判斷出樁基生產過程中存在的一切缺陷,減少人力和物力的消耗,確保工程進度不受影響,為工程的質量提供保證。
百年大計質量第一, 百層大廈基礎第一。不論是房屋建筑工程還是橋梁工程,樁基的質量不容忽視,而樁基的質量不僅僅是施工企業自己干出來的, 如果沒有嚴格執法、執規的檢測單位按照法規嚴格約束,就不可能有規范、合格的質量保證。所以,樁基檢測單位、檢測人員必須遵守職業道德, 達到技術能力和水平, 規范管理、科學管理才有約束力和公平公正性。
參考文獻:
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