桩基检测技术篇1
关键词:桩基 静载 动力检测
中***分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0048-02
1 桩基静载试验
长期以来,静载试验是人们确定桩基工程质量的主要手段。桩的静载试验是获得桩轴向抗压、抗拔以及横向承载力的最基本、最可靠的方法。
1.1 单桩竖向抗压静载试验
试验方法分慢速维持荷载法和快速荷载维持法,其中:为设计提供依据的竖向抗压静载试验应采用慢速维持荷载法;工程桩验收也应采用慢速维持荷载法;当有成熟经验时,可采用快速维持荷载法。
1.1.1 加载方式
(1)加载应分级加载,采用逐级等量加载方式;分级荷载宜为最大加载量的1/10,其中第一级可取分级荷载的2倍。
(2)卸载应分级进行,每级卸载量取分级加载的2倍,逐级等量卸载。
(3)加、卸载时应使荷载传递均匀、连续、无冲击,每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的±10%。
1.1.2 慢速荷载维持法
(1)持续时间。
《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003):每级加载后,第1h内按第5、15、30、45、60min各测读一次,当沉降速率达到相对稳定标准时,进行下一次加载。卸载时,每级荷载维持1h,第5、15、30、60min共测读四次,卸载至零时,测读残余沉降量为3h。
(2)沉降相对稳定标准。
《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)规定,每小时沉降量不超过0.1mm,且连续出现两次(由1.5h三次30min测读值计算)。
(3)终止加载条件。
某级荷载作用下,桩顶沉降量大于前一级荷载作用下的5倍;某级荷载作用下,桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量得2倍,且经24h尚未达到相对稳定要求标准;已达到设计要求的最大加载量;当荷载~沉降曲线呈缓变形时,可加载至桩顶总沉降量60mm~80mm;在特殊情况下,可根据要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm;当工程桩作锚桩时,锚桩上拔量已达到允许值。
1.2 单桩竖向抗拔静载试验
单桩竖向抗拔静载试验应采用慢速维持荷载法,可采用多循环加、卸载方法。试验中仔细观察桩身混凝土开裂情况。
终止加载条件有以下几点。
(1)达到设计要求的最大加载量且上拔量达到相对稳定。
(2)试桩在某级荷载作用下的上拔量大于前一级荷载上拔量得5倍。
(3)抗拔试验试桩的钢筋抗拉强度标准值的0.9倍。
(4)桩顶累计上拔量超过100mm。
对于抗拔桩,在荷载不大时发生5倍的陡增,不宜停止加载。当桩身出现多条环向裂隙后,其桩顶位移可能会出现突变,非达到桩侧土的极限抗拔力。
桩顶上拔荷载达到钢筋强度标准值的0.9倍可终止加载,但并非一定要终止加载。
1.3 单桩水平静载试验
1.3.1 加载方法
单桩水平静载试验方法:单向多循环加载法、慢速维持荷载法。
单向多循环加载,目的是为了模拟实际结构的受力形式。单向多循环加载法的分级荷载应小于预估水平极限承载力或最大试验荷载的1/10。每级荷载施加后,恒载4min后可测读水平位移,然后卸载至零,停2min测读残余水平位移,至此完成一个加卸载循环。如此循环5次,完成一级荷载的位移观测。试验不得中间停顿。为了消除试验体系的一些误差因素,以获得确切反应桩性能的数据,计算位移梯度时应取第5循环。
1.3.2 终止加载条件
水平试验达到设计要求的最大加载量或最大水平位移;水平试验当桩身折断或水平位移大于30mm~40mm。
2 动力检测
桩的动力测试在我国已发展多年,近几年来动测法试桩的数量在不断增长。随着测试技术的提高,试桩结果的可靠性也大大地在提高,可以将测试结果作为设计或现场检验的依据,大量的工程实践证明,动测法有效的填补了静力试桩的不足,满足了桩基工程发展的需要。
2.1 低应变动力检测
低应变法是以应力波在桩身中的传播特征为理论基础的一种方法。该方法假定桩为连续弹性的一维均质杆件,测试时在桩顶竖向激振,弹性波沿着桩身向下传播,当桩身存在明显的波阻抗差异界面(即桩身存在缺陷时,如断裂、缩径、夹泥、离析或遇桩底土层)或桩身截面积发生变化时,将产生反射波,经接收、放大、虑波、数据处理,可识别来自不同部位的反射信息。通过对反射信号进行分析计算,判断桩身混凝土的完整性,判定桩身缺陷的程度及其位置。
由于人们已经掌握了极微弱振动的检测技术,而检测的目的仅仅在于桩身的完整性,为了检测的方便和避免桩周围的土阻力作用,通常只需要直接利用人力在桩顶施加不大的脉冲力就可。
常用的激振方式就是直接利用人力挥动小手锤进行敲击,或用稍重一些的力棒下落,锤体质量一般在0.5kg~5kg范围内,引起的冲击力2kN~20kN,应力波脉宽0.5~2;激发的桩身应变小于2×10-6,桩顶加速度一般不超过50,速度不超过,位移不超过0.01mm。近年来,为了检测较长的桩,开始采用较重的力棒,质量可达到10kg左右,引发的桩顶响应有时会超过上述范围。
基本的测振方式则是在桩顶选定的位置安放1个传感器来检测该点的轴向振动。由于加速度、速度、动位移三个参量可以通过微积分关系相互转换,检测者只需要选其中一项就可。
桩基检测技术篇2
(永年科昌工程建设监理有限公司 河北 永年 057150)
【摘 要】本文对桩基检测技术在房屋建筑中的应用分析进行了研究,具有重要参考意义。
关键词 建筑;桩基;检测技术
Research building foundation piles detection technology
Xu Wei
(Kochan Yongnian Construction Supervision Co., Ltd. Hebei Yongnian 057150)
【Abstract】In this paper, pile testing technology in housing construction in the analysis conducted research has important reference value.
【Key words】Construction;Pile;Detection technology〖FL(〗
1. 引言
我国作为使用桩基相对较早的一个国家,至今保留着很多桩基完整的著名建筑,这些建筑凝聚了我国古代劳动人民的聪明和智慧。到了19世纪中后期,由于钢筋水泥以及混凝土的出现,桩基的材料也逐渐发生了巨大的变化。随着后来机械设备的发展和改进,我国的建筑设计对于桩基也提出了越来越高的要求,这样导致很多新型的桩基出现,对于桩基的广泛利用促使人们进一步对桩基展开深入的探索和研究,其中桩基检测技术对于建筑质量和施工安全具有举足轻重的作用,因此随着建筑单位对于工程质量要求的逐渐提高,人们也越来越重视对于桩基检测技术的研究。
2. 建筑设计中的桩基检测技术
桩基工程属于隐蔽工程,桩基工程的质量好坏对于建筑的质量和安全有着决定性的影响。近些年由于桩基在土建工程中的大规模使用,促使桩基检测技术也有了突飞猛进的发展,并且积极的在土建工程中实践应用。其中桩基的检测方法大体可以分为四类:
(1)静载试验(其中包括锚桩法、锚桩-堆载法、堆载法);
(2)高应变法(其中包括Case法、CAPWAP法等);
(3)自平衡的试桩法;
(4)静——动试桩法。在国内目前使用比较广泛的还应该是静载试验、高应变法以及自平衡的试桩法。
2.1 静载试验。 静载试验属于一种近似于抗压桩的实际工作的条件下测量单桩竖向承载力的方法,根据反力装置使用千斤顶将桩顶施加竖向的荷载,其加载量通常由并联在千斤顶上的精密的压力表进行测量,桩顶的沉降量使用大量程的百分表或者位移传感器进行量测。其试验的结果可以实现桩顶的Q-s与s-lgt这两条最基本的曲线。这个方法能够明确单桩竖向的抗压极限的承载力,并结合桩身与桩端的预埋测试元件进行测定桩侧的土分层的摩阻力、桩端的阻力和桩身的荷载传递的具体规律等。静载试验可以根据加载的反力装置之间的不同划分三种形式:
(1)堆载法是指在桩顶堆载的平台上面堆放重物以便提供反力。国内通常利用这种方法检测单桩的竖向极限承载力,目前已达到30000KN;
(2)锚桩法是指由锚桩以及反力架一组成的反力装置,根据锚桩抗拔力来提供反力。可按照加载量大小来明确需要的锚桩的具体数量,在实际的工程建设中需要使用4根。我国使用这种办法进行的单桩极限承载力检测,一般都小于25000KN;
(3)锚桩——堆载法是指一旦锚桩出现抗拔的承载力不足之时,可以在反力架上面增加一些配重或者使用重力式的反力架来增加反力。我国使用这种方法来检测单桩的极限承载力,目前已达到40000KN。
2.2 高应变法。 这种方法属于借助重锤对桩顶的锤击,让桩——土间发生一定的相对位移,能够充分的激发其桩周土的阻力以及桩端的支承力,根据安装在桩顶以及桩顶附近的力与加速度传感器来接收桩身应力波的信号,使用应力波的理论来分析和处理力与速度时程的曲线,根据静——动对比的资料,可以判定单桩极限的承载力。
2.3 自平衡的试桩法。 自平衡试桩法作为近年以来发展十分迅速的一种桩基检测技术,实际上已经在我国发展并且应用了10多年。自平衡的试桩法的基本出发点在于利用试桩自身的反力平衡原则,根据桩端附近或者桩身的某个截面处实施预先埋设单层或多层的荷载箱,以便试验之时,按照荷载箱以对上、下段的桩身实施荷载,迫使上段的桩身上抬,造成上段桩的桩侧的摩阻力可以徐徐发挥,并且导致下段桩的下沉,造成下段桩的桩侧的阻力以及桩端的阻力可以徐徐发挥;然后上下桩段反力的大小相等,但方向相反,进而实现试桩自身的反力平衡的加载目的,因此随着荷载箱的压力不断的增加,试桩遭到破坏,试验将终止。
自平衡的试桩法在测试结果上能够得到上、下桩段共两条Q-s曲线以及相应s-lgt的曲线,联接在桩身与桩端处预埋的测试元件,按照自平衡的加载方式对下桩土的相互作用的机理使用科学数据转换的方法,获得自平衡的测试结果跟传统的静载之间的准确的转换,最后建立单桩的桩顶处Q-s的曲线,根据这个判定单桩极限的承载力,还能够测定桩侧的土分层的摩阻力以及桩端的阻力等。自平衡的试桩法,其加载的能力需要按照试桩要求进行专项的设计,基本上不受到单桩极限的承载力限制。
2.4 静——动试桩法。 静——动试桩法属于加拿大的伯明翰公司以及荷兰的建筑材料和结构研究所(英文缩写为TNO)在1988年共同开发研制并获得成功的相当于静载试验与高应变法之间的一种单桩的承载力试验的方法。静——动试桩法借助固体燃料,根据在气缸中燃烧所产生的高压气体进而推动活塞保持上升和举起的配重,并根据以上原理产生出反力并作用于桩顶。产生的桩顶的作用力,其大小将由配重与跳起的加速度来决定,力的作用时间则根据气缸形状、燃料量、燃烧室的大小以及配重的多少这四个因素来控制。桩顶的荷载根据固定在桩顶的荷重传感器进行测量,桩顶的位移曲线使用激光位移计来测量。得到的试验结果能够实现桩顶实测力与位移时程的曲线,通过数据的分析和处理能够实现静——动的试桩法的Q-s曲线,并且判定单桩竖向极限的承载力。
3. 建筑设计中的桩基检测技术的展望
根据桩基的检测技术目前发展的现状,为了能够保证试验检测的结论具有更高的可靠性和更精准的准确性,需要根据不同的被检测对象与测试的眼球,充分的利用已经掌握的多种测试方法的优势,进行扬长避短,选取形式多样的测试方法来进行综合性较强的分析与判断,这种方式目前仍然是我国桩基检测的最佳方式和手段。自平衡的试桩法目前仍然存在着很多问题需要进一步的深入研究,很多问题都有待于解决,但是由于自平衡的试桩法具有较强的场地适应性、较大的试验吨位、较好的安全性、较短的工作时间和相对静载等试验更经济的诸多优点,随着更大直径、更大吨位以及超长桩在我国的广泛应用,也逐渐成为大吨位或困难环境条件情况下桩基竖向的承载力首选的一种检测方法。
4. 结语
桩基工程目前已经广泛的被应用在了建筑设计之中,运用科学合理的基桩检测技术有利于保证建筑工程之中基桩工程的质量,其意义十分重大。因此发展建筑设计中的桩基检测技术,应该加大***策支持和技术支持,增加科技投入,人才投入,不断地开拓创新,综合各种建筑设计的桩基检测技术,充分的取长补短,为我国的建筑事业贡献力量。
参考文献
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桩基检测技术篇3
关键词:桩基;桩基检测技术;建筑工程;局限性
中***分类号: TU198 文献标识码: A 文章编号:
国民经济的日益增长使得桩基已成功的应用于高层建筑、桥梁、厂房等工程中,另外各个基础领域的应用也越来越广泛。桩基特殊的结构设计保证了基础沉降的均匀性,它可以将上部高层建筑物载荷传递给土层深处的基础结构。因此,现代建筑中大多采用桩基作为牢固的地基处理策略。然而桩基质量的好坏受多种因素控制,如施工人员素质、地形、材料机械性能、隐蔽性等。出于工程整体质量和人身安全的考虑,把好桩基质量关理所当然成为一个国家建筑工程检测部门的首要任务。
现有的桩基检测技术措施主要分静载检测和动态检测两大部分。其一,静载检测主要是静载荷法,它用于建筑物承载力的分析检测;其二,动态检测技术主要包括声波透射法、高应变动测法、低应变动测法(即反射波法)。动测技术相对静载检测技术应用更为广泛。
一、桩基质量标准
根据现行的国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》和行业标准《建筑基桩检测技术规范》①的相关规定,桩基工程承载力和完整性需遵循一定的质量标准。
我国桩基造价高,约占整个建筑工程总价的25%以上,面临较大的经费投入,桩基质量问题仍是层出不穷。因此,桩基施工中质量问题控制更加严峻,只有遵循行业规范才能保证桩基材料、载荷、桩基深度、径宽、桩型规格等各项指标合格,从而保护人民群众的财产和安全利益。一般来讲,桩基质量的好坏直接关系到使用寿命问题,桩基完整性检测耗时较少、话费也较低,多次的抽样检查可确保桩基完整性,避免施工意外,桩基的完整性和载荷可直接作为判断其使用寿命的参考指标。特别地,考虑到建筑施工的具体情况,施工者应综合考虑各种影响因素,结合本工程的特殊要求、地质条件、施工场所、检测领域合理利用桩基检测技术,适时地综合利用合理采纳检测结果。
另外,桩基建筑施工中的质量检测也是必不可少的②。影响桩基最后质量的各项指标自始至终存在于整个施工中,为确保最后质量的顺利过关必须对施工过程中的各项指标做到实时监测和随时校正。面临施工中各项硬性指标的变化,如材料变更、地形不符、结构设计参数变化、人员不足等,如不及时的进行监测和协调随时都可能影响最终的桩基质量。施工过程中的检测完全可以按照国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》和行业标准《建筑桩基检测技术规范》实行。
二、 桩基质量检测
(一)静载荷法③
静载荷法主要应用于验证桩基建筑的负载力。但是实际的应用中检测时间较长,花费高,普通的桩基检测不予采用,而用于特殊工程要求的检测过程中。
静载荷法的试验装置一般包括监测、加载、反力系统三个方面,测试过程中不同荷载量对桩基整体沉降和形变的影响。该方法可用于桩基水平方向和竖直方向的承载力的测定,尤其是竖直方向的负载力的检测应用较为广泛。
(二)声波透射法
超声波透射法主要用于监测桩身结构完整性中的混凝土结构完整性。它的检测理论依据是:根据超声波弹性波测试的方法,利用人工激发向混凝土内发射弹性冲击波,分析弹性波在介质中的声学参数(振幅、声速、频率)变化,从而判断混凝土介质内部结构完整性的变化。
声波透射法也存在各种限制性应用。如特殊情况下检测时间和花费将会增长特别是当弹性波透射截面较小发生阻塞时,难以取样,影响桩基质量判定。
(三)高应变法
高应变法是反射波法的一种补充方法。它主要用于检测单桩竖直方向的负载力,判断桩基竖直方向的承载力受水平桩身裂纹和关节点影响的大小,它需要能量较高的建筑结构动力支撑。它的基本原理阐述如下:如果假设桩基是一维弹性杆,施于外力时,桩基发生弹性形变,弹性位移随时间和纵向坐标而变化。
高应变检测技术已广泛应用于各项领域的桩基质量检测。但是由于受质量检测人员技术、检测硬性条件的限制,其检测桩身结构的准确性常会受到干扰。
(四)低应变反射波法
低应变检测(即反射波法)是应用最为广泛的桩身完整性检测技术,它是一种瞬态时域分析方法,在传统方法的基础上辅以频域分析和激振分析方法。
反射波法的基本原理为:重锤敲击桩身顶部后,瞬间的冲击波沿着桩身传递给桩身底部再反射回桩身顶部,该方法具有检测方便快捷、适用性强、操作方便等优点;但存在一些局限性,即桩基长度和桩径比例较大且截面阻抗浮动较大时,使得桩身底部接收不到反射信号,对桩身完整性检测造成误读。
桩基检测技术是整个建筑物稳固的基石。结合具体情况进行具体分析,做到各种方法的相得益彰、取长补短、互相配合是必不可少的。系统完善地综合考虑,也才能做出可靠准确的质量评判。
参考文献
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桩基检测技术篇4
关键词:高应变,检测技术,基桩工程,
前言
随着我国近几年来建筑工程检测技术的不断进步,基桩高应变检测技术也越随着提高,而且在建筑工程中的成桩质量验证及检测中得到广泛应用,本文主要针对基桩高应变检测技术在工程基桩检测中的应用进行分析论述。
1 工程概况
某工程为一桥坝工程,其标高为101.48m,基础采用泥浆护壁钻孔灌注桩,共18根(其中Z1 12根,Z2 6根);基底标高97.70m,设计桩长:L1 =30.00m、L2 =27.00m,桩径1200mm;桩端持力层为第8层粉土;混凝土设计强度等级C25 单桩竖向抗压容许承载力:Z1为2500kN,Z2为2000kN。
2 基桩低应变检测情况分析
根据工程进度和建设方的要求,首先对该工程的18根基桩进行桩身完整性检测,仪器为美国PDI公司生产的PIT―V型桩身完整性检测仪。依据桩身完整性判定的分类标;结合实测时域或幅频信号特征进行判定,其结论为:在本工程18根基桩中,I类桩(完整桩)12根;II类桩(基本完整桩)6根:无III类桩(缺陷桩)和Iv类桩(严重缺陷桩)。
通过对18根基桩的检测,发现测试数据基本上都比较规则,均能够反映基桩的实际情况,与岩土勘察报告基本相符。但是6―1号桩测试曲线不够规则,出现多次反射信号,桩身完整性类别无法判定(后经高应变检测后定为I类桩),具体典型测试数据见***1和***2。
3 基桩高应变动力检测分析
3.1 检测原理
用重锤冲击桩顶,使桩一土产生足够的相对位移,以充分激发桩周土阻力和桩端支承力,通过安装在桩项以下桩周两侧的力和加速度传感器接收桩的应力波信号,应用应力波理论和数学解析方法分析处理力和速度时程曲线,从而判定桩的承载力和评价桩身结构的完整性 。
3.2 检测数据的分析与判定
1)试验桩资料
用于进行高应变动力试验的两类基桩的有关参数如表l所示。
2)试验过程
本次高应变动力试验桩共计5根,其中Z1 类4根,桩号分别为2―1、3―1、4―1、5―1;Z2类1根,桩号为6―1。首先将2支加速度传感器和2支力传感器分别对称安装在距桩顶1.50m左右的桩侧表面,桩顶铺设30~50mm 的松木板,采用80kN重的自由落锤,自由下落锤击桩顶,落程高度为1.3~1.5m。瞬时冲击产生的加速度和力信号通过FEI-C2型桩基动测分析系统接收,同时进行放大和A/D转换,变成数字信号传送给计算机,信号经过软件处理后存入磁盘,同时显示实测波形。
3)分析方法
首先对系统所采集的信号进行回放,并选择贯入度合理、数据不偏心、测试通道齐全的数据作为分析对象,利用配套的专用软件FEIPWAPC进行分析。具体做法是:先假设桩一土模型及参数,以实测速度信号作为边界条件输入,利用特征线法求解波动方程,反算桩顶的力。如果计算的力曲线与实测的力波形(以及锤击数)不吻合,则继续调整桩一土模型及参数,再进行拟合计算,直至计算的力曲线的吻合程度不能进一步改善为止,最终给出桩的极限承载力、桩身剖面、荷载一沉降曲线及土阻力沿桩的分布***。限于篇幅,仅将数据异常的6―1号桩和正常的5―1号桩的测试及拟合曲线示如***3和***4。
4)拟合分析结果
在对5根桩进行数据分析时,依据该工程的岩土勘察报告选择岩土拟合参数,结合施工记录,根据基桩的成桩工艺特点以及实测曲线进行拟合分析。桩侧极限侧阻力在20~45kPa之间,桩端极限端阻力在650~800kPa之间,CASE阻尼系数为0.3~0.4,桩身阻抗除6一l号桩外,其他4根桩基本符合施工情况,也与混凝土的灌注量基本一致。6―1号桩在3.0~7.0m之间阻抗增大约2.3倍,在15.0-20.0m之间也有不同程度的增大。
另外根据当时施工和监理人员介绍,该桩桩径比设计桩径偏大,桩的桩身完整性系数ß和桩身缺 陷位置X应分别按有关公式计算。经分析计算,5根桩的桩身完整性系数均不小于1.0,其中6―1号桩在3.0~7.Om和15.0~20.Om 两处分别为1.8和1.3。根据建筑基桩检测技术规范有关规定,6―1号桩判定为I类桩。通过5根桩的拟合分析计算,主要拟合参数,如土阻力、CASE阻尼系数、桩身阻抗等均符合国家相关规范所列举的参数参考值;同时与该工程的岩土参数相符,与施工记录吻合,5根基桩单桩竖向抗压极限承载力均满足设计要求,桩身完整性均为I类桩。
4 检测结果分析
1)桩身阻抗Z
6―1号桩属于桩型2,设计桩径1200mm,桩长27.00m, 该桩型共计6根,设计混凝土灌注量为30.99m3 ,实际灌注量在33~39.04m3 之间。其中6―1号桩的实际混凝土灌注量却达到63.97m3 ,其用量是正常基桩的2倍,充盈系数高达2.06:另一方面,从混凝土浇灌时间分析,一般正常的基桩混凝土灌注时间在1.4~1.8h之间,而6―1号桩的用时却长达2.5h,从而可以进一步推断该桩阻抗Z(Z=pCA)一定存在大的变化。
2)成孔质量分析因该工程位于地方景观湖下游,地下水位较高,虽然采取了围堰、导流渠等有效措施,但也给基桩的施工造成很大难度。其中6一l号桩施工时,在2.9-6.5m之间出现塌方,造成桩孔径增大,而在15.0~20.5m之间,混凝土的上升高度为其他基桩的2/3。这两个情况可以证明,6―1号桩孔径在2.9~6.5m和15.0~20.0m两处有着不同程度的增大。
5 结束语
1)在桩身阻抗变化或多变的情况下,采用低应变检测技术检测桩身完整性存在一定的局限性,既不能对基桩进行正确评价,又欠准确。
2)基桩高应变动力检测,在测试数据;隹确可靠、合理的前提下,能够对基桩的缺陷进行定量分析,同时对缺陷位置也可;隹确判定,能对基桩作出正确的评价。
桩基检测技术篇5
关键词: 桩基检测技术, 存在问题, 创新,
1 关于桩基质量检测技术概述
1. 1 有关桩基检测的重要性
随着我国城乡建设事业的迅速发展, 桩基工程越来越多, 因而桩基工程检测技术也就成为一个热门而得到广泛重视。特别是近10 年来, 检测领域取得了长足的发展, 目前我国从事桩基工程检测的单位有700 家以上, 从事桩基检测仪器制造的单位有10 余家, 动测仪器的软件、硬件水平已经接近或达到国际先进水平。诚然, 我们在先进检测技术上的创新和开拓需进一步加强和提升。
1. 2 有关桩基检测的分类
1 直接法: 即通过现场原型试验直接检测项目结果的检测方法。主要有钻孔取芯法( 桩身完整性检测) 和静载荷试验( 承载力检测) 。2) 间接法: 指在现场原型试验基础上, 同时基于一些理论假设和工程实践经验并加以综合分析才能最终获得检测项目结果的检测方法。
2 桩基检测的发展史及现状说明
2.1 静载荷试验。桩基静载测试技术是随着桩基础在建筑设计中的使用越来越广泛而发展起来的。新中国成立以前, 在国内基本上没有桩基静载测试技术的发展, 新中国成立以后, 桩基静载测试技术才逐步发展起来。传统静载荷试验采用手动加压、人工操作、人工记录的方式进行。进入到20 世纪80 年代以后, 随着改革开放的深入, 基本建设规模的逐年加大, 特别是灌注桩在工程上的广泛应用, 我国的桩基静载测试技术也进入了一个全新的发展时期。至今, 桩基静载试验作为一项方法成立, 理论上无可争议的桩基检测技术。
2.2 低应变检测。20 世纪80 年代, 以波动方程为基础的低应变法进入了快速发展期, 各种低应变法在基础理论、机理、仪器研发、现场测试和信号处理技术、工程桩和模型桩验证研究、实践经验积累等方面, 取得了许多有价值的成果。
2.3高应变检测。我国的高应变动力试桩法研究是起于20 世纪80 年代中后期, 到90 年代初期已有相关的软硬件问题, 其实际应用效果已不弱于国外, 其后面向国内大量的灌注桩检测, 已有单位在模型改造值得一提的是, 桩基动测方面, 国产仪器和软件业已达到国际先进水平, 许多方面甚至更具有中国特色。
2.4 声波透射法。混凝土灌注桩的声波透射法检测是在结构混凝土声学检测技术基础上发展起来的。至20 世纪70 年代, 声波透射法开始用于检测混凝土灌注桩的完整性。目前大量使用的数字式声波仪有很强的数据处理、分析功能, 几乎所有的数学运算都是由计算机来完成的。
2.5钻孔取芯法。目前钻孔取芯法主要应用在钻孔灌注桩检测上, 同时在技术条件成熟的地区也用在检测地下连续墙的施工质量。钻芯法是一种微破损或局部破损的检测方法, 具有科学、直观、实用等特点。
3 现状桩基检测存在的问题
3. 1 单一检测方法的局限性
目前声波透射法、高低应变法等桩身完整性检测方法, 一般适用符合/ 一维均质杆件0 假定的混凝土桩, 不能完全适用于组合桩, 异形桩、薄壁钢管桩; 地基处理中应用的水泥搅拌桩、碎石桩、低强度等级混凝土桩、GFG 桩等桩型, 也不能简单套用基桩工程中的基桩完整性检测方法, 钻孔取芯法目前几乎九成以上都用在混凝土灌注桩检测上。
3. 2 桩基动力检测方法在应用中存在的不足
3. 2. 1 桩基完整性动力分析
基本上不能对截面的变化程度作出定量评定, 而只能对桩身缺陷的存在作出定性和定位的判断; 2) 大批试桩中能鉴别出肯定合格的基本完整桩和肯定不合格的严重缺陷桩, 对许多具有中等程度缺陷桩, 较难对其合格性作出判断。
3. 2. 2 桩基承载力动力分析
物理数学模型、力学模型、桩土材料模型、计算公式、分析流程、应用软件及仪器设备等各个方面, 在对承载力的分析计算上都存在一些问题, 这些问题都会导致承载力分析计算的系统误差, 是本质的、急需创新的不足。
3. 3 静载荷检测存在的问题
3.3.1 现场准备工作不认真, 测试仪表不符合要求, 在加载设备方面, 受现有设备的限制, 采用大千斤顶量测小吨位桩, 不认真执行规范制定的试验步骤, 提前加压或记录, 卸载时不进行回弹观测; 检测报告不规范, 内容过于简单, 无工程概况及土层分布情况。
3.3.2现在的高层建筑一般都有地下室, 其桩的有效长度应从最底层地下室的底板算起, 受施工时间条件所限传统的静载方法无法测得其有效桩长的实际承载力。近年来尽管有各种动测方法,也需大量的动静资料对比才能提高其精度。
4 桩基检测的创新和发展
4. 1 单一性检测技术
4.1.1 静载荷试验。
增加了仪器硬件技术的创新和科研: 发明了自动化测读和分析系统。系统采用先进的精密测试仪器, 能够满足野外昼夜连续测试的要求。传感器本身带有液晶显示器能够将接收信号同实测位移数据进行对比。系统对于自动控制中的加压与稳压部分, 压力控制以开关量控制为主。同时在软件设计中增加了自适应点触式加补荷方式, 最大限度的减少加荷时产生的超压现象。
4.2.2 低应变反射波法。
结合地质资料、施工记录分析基桩完整性。桩型、施工工艺对基桩的完整性以及缺陷类型影响很大。因此查看地质资料、了解施工记录对确定缺陷位置有很好的帮助。利用定量分析软件对基桩缺陷程度的判定。同一工程的地质和施工状况大致相同, 通过寻找被测桩之间的共性, 再来分析每根桩的情况, 往往能有效的提高分析效果。
4.2.3 高应变法。
由于桩土系统的复杂性及外界噪声的影响, 从而使有用信号难以直观把握, 因此采用良好性能的信号分析技术, 提取有用信号是最终正确判断桩身特性的基础之一。在经典谱分析中主要采用了FFT 变换、倒频谱分析及希尔伯特变换。
5 桩基检测的展望
深基坑支护桩的检测, 目前国内尚无明确规定。对于桩身质量可用动测法检测, 对于其横向承载力没有可行的检测方法。用动测法测定支护桩的横向承载力是值得研究的课题。研制和改进孔底沉渣测定仪, 控制和检测灌注桩孔壁泥皮厚度的设备, 对提高施工阶段的检测水平具有重要意义。从国外的发展情况来看, 快速荷载试验法将是一个试验手段的发展方向。在这方面, 有些地方规范已明确规定了快速荷载试验法的试验步骤。桩承载力自平衡试验方法是大承载力桩基静载试验的一种发展方向, 但这种技术方法才刚刚兴起, 其理论研究还在进行当中, 该方法测出的上段桩的摩阻力方向是向下的,与常规方法测出的摩阻力方向相反, 这方面还需要做进一步的理论研究与现场对比试验。
结束语
随着我国城乡建设事业的迅速发展, 桩基工程越来越多, 因而桩基工程检测技术也就成为一个热门而得到广泛重视,努力做好桩基检测工作是保障整个施工质量的关键。
参考文献:
[ 1] 王雪峰, 吴世明. 基桩动测技术[ M ] . 北京: 科学出版社,2001.
桩基检测技术篇6
关键词:基桩;检测技术;研究现状;展望
中***分类号: TU473.1+6 文献标识码: A 文章编号:
基桩检测工作是整个桩基工程中不可缺少的环节, 只有提高基桩检测工作的质量和检测评定结果的可靠性, 才能真正地确保桩基工程的质量与安全。随着人类工程活动的日益增多和科学技术的进步, 这一领域的理论研究和工程运用都得到了较大的发展 。但是基桩检测是一项很复杂的系统工程, 无论在理论上还是实践中目前都存在很多问题值得进一步研究。如何快速准确地检验工程桩的质量, 以满足日益增长的桩基工程的需要是目前土木工程界十分心的问题,
一、基桩检测技术的研究现状
1、 静载荷试验法
这是最传统的桩基检测方法,近年来,试验吨位有了很大提高,国内已有不少单位可以从事30000kN 以上吨位的加载,也有许多研究人员对相关的负摩阻现象进行了研究和探讨,对于大吨位的桩,在桩底埋设千斤顶和传感器进行载荷试验已不再是仅仅出现在国外的新闻了。据悉,国内已有单位开始了这方面的试验与研究。Q- s 曲线的模拟和地层分析同样也已有不少单位开始从研究走向实用。我国自动加载和记录系统的出现,是近几年的事情,但对静载试验法的成熟应用而言,这是一个可喜的进步,因为它确保了试验成果的真实性和分析结果的方便性,据悉,在我国包括上海、广东等地的许多省市都开始了在这种基础上进行有效管理。
2 、声波透射法方面
这也是一项传统的技术,以前应用并不广泛,但随着近几年来交通系统投资的增加,以桥桩为代表的各种大直径钻孔灌注桩的大量涌现,声波透射法在国内已得到越来越广泛的应用,在这种方法的应用过程中,数字化声波仪已取代了传统的模拟声波仪,不仅在使用的方便程度上有了质的飞跃,而且分析手段有了很大提高,声时判读已不再是唯一的选择,声幅和声频已开始进入了分析判断领域,尤其令人欣慰的是,声波CT 已步入实用阶段,为声波透射法的后续研究提供了广阔的前景。
3、 应力波反射法完整性检测
虽然近年来国内外对于这种方法的研究未见本质性的进展,但在实用和普及方面国内却有较大提高,这些不仅表现在国产桩基动测仪和配套用传感器已达到或接近国外先进仪器方面,也不仅表现在许多单位认真研究各个测试细小环节和分析环节方面,更主要的是表现在许多管理部门已开始认真总结应力波反射法完整性检测的得与失,开始使这种方法的应用回归到一种正常的位置,如广东省正在将这种方法定位于为后续检测提供前期技术准备,这种定位已与该方法的解决问题的真实能力完全对应。
4、 高应变动力试验法
自六十年代以来,这种方法已得到了越来越广泛的应用,迄今为止,美国PDI 公司的PDA 打桩分析仪及CAPWAPC 分析软件仍然代表了国际先进水平,但是近年来,也未见它们有实质性的发展。我国的高应变动力试桩法研究是起自80 年代中后期,90 年代初期已有相关的软硬件问题,其实际应用效果已不弱于国外,其后面向国内大量的灌注桩检测,已有单位在模型改进、拟合技巧、参数选定等方面进行了大量工作,也有应用者在桩如何才算被充分激发方面进行了研究。值得一提的是,桩基动测方面,国产仪器和软件业已达到国际先进水平,许多方面甚至更具有中国特色。
5 、动静法(拟静力法)
鉴于高应变动力试桩法力的作用时间过短(~10ms),桩只能被视为弹性体进行分析,国外有人提出了一种动静法,采用技术将力的作用时间延长(~100ms),使沿桩身传播的应力波波长大于实际桩长,进而将桩视为刚体,回避了应力波的传播问题。应该说这种方法既克服了传统静载试验的笨重与费时,也克服了高应变方法的过份间接性,是一种较好的方法,但由于该方法对锤的配重要求太高(较高应变法重10 倍),具体操作仍有较大难度,因而在我国自95 年北京演示后,再也未见使用的报道,但据悉已有数家单位在开始研究有中国特色的动静法。
二、对基桩检测技术发展的展望
1、 静载荷试验将长期存在
静载荷试验作为基桩检测最传统、最基本、最可靠的方法必将长期存在,静载试验自动化、新方法、分析技术等研究工作应该继续予以重视。我国自动加载和记录系统的出现,是近几年的事情,但对静载试验法的成熟应用而言,这是一个可喜的进步,因为它确保了试验成果的真实性和分析结果的方便性。
2、 基桩动测行业的技术水平不断提高
在正确的基桩动测原理指导下,积极积累实践经验,对各种动测方法的适用范围、各自的优缺点进行综合分析,开发高质量的基桩动测仪器设备与分析软件,提高整个基桩动测行业的技术水平。
3、 加强成孔检测技术的研究
基桩检测中的成孔检测技术的研究应得到加强,特别是孔底沉渣厚度测定仪器的研究开发日益迫切。因为沉渣厚度制约着灌注桩承载力的大小,极大地限制了灌注桩优势的发挥。做好基桩的成孔检测工作,必将有效地提高桩的承载力,提高桩的成桩质量,从而减小成桩后的检测工作量,达到降低造价、加快工程进度的目的。
4、提高高应变动力试桩结果的精确性
基桩动测技术在分析计算中的不少桩土参数仍靠经验决定。在实测曲线拟合分析计算过程中,与计算有关的未知量很多,多达几十个,甚至上百个,这就难以避免人为因素。各桩段的阻抗是变数,混凝土的非浅性特性更为明显,还有土的软硬化系数定量关系,这就需要广大从业人员积累更多的资料,探讨新的数学模型,进一步提高高应变动力试桩结果的精确性。
5、加强桩基检测机构的资质管理
对于测桩单位资质考核成绩,特别是确定承载力的考核成绩,是否能全面反映参加考核的单位和采用的试验方法的真实情况,还值得商榷。尚应加强基础理论与专业理论的考核,是否可以参照对设计、勘察和施工单位颁发执照的办法,对参加考核单位资质的全面、综合评定也应作为考核依据之一,以避免考核中出现的偶然性。
桩基已经成为我国工程建设的重要基础形式,桩基工程受到岩土工程条件、基础与结构设计、桩土体系相互作用、施工以及专业技术水平和经验等因素影响,桩基的质量具有高度的隐蔽性。为了保证桩基的安全可靠,质量检测至关重要。要进一步全面推进桩基检测技术标准化、规范化进程,积累工程经验,最终形成具有我国特色的基桩检测技术。
参考文献:
[1] 吴广. 浅谈基桩及反射波法低应变动测[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2009(02)
[2] 牛瑞花,陈华. 浅谈桩基检测中的低应变反射波法[J]. 科技资讯. 2009(05)
桩基检测技术篇7
【关键词】实例分析;建筑;桩基检测技术
桩基工程质量检测是一项全面、系统、综合的工作,桩基检测技术影响着工程的质量,在实际工程中我们一定要结合具情况,利用成孔质量检测、静载试验检测、低应变动力检测和高应变动力检测等技术对建筑的基桩进行检测,了解建筑中被测桩的桩身完整性和桩身混凝土质量,掌握被测桩桩身的基桩承载力水平与完整性程度,评判桩侧桩端土支承能力,评价桩基质量,最终确保建设工程的质量。现代科技的飞速发展,许多与行业相关的检测产物诞生,这就需要检测人员或企业善于利用高科技的产品,提高工作效率,节约成本资源,使其为建筑工程带来更大的效益。
1、桩基检测技术
桩基是针对建筑基础部分的施工,对整个建筑的安全运行及使用寿命起着决定性的作用,保证桩基工程的施工质量是提高建筑物的耐久性、安全性的关键,因此,加强对桩基检测技术的研究对提高桩基工程的施工质量,保证建筑的安全稳定具有非常重要的意义。
针对灌注桩的施工由成孔、成桩两部分组成,相应的桩基检测工程也分为两大部分,分别为:成孔质量检测、成桩质量监测。其中成孔的作业难度较大,因为其作业面在地下和水下完成,具有不可控制性,由于地质条件的复杂性容易在施工中出现塌孔、桩孔严重倾斜和沉渣等问题。而成桩质量检测分为两部分,承载力检测和对完整性检测。在桩基检测中,需要各个检测手段配合使用,利用各自的特点和优势,灵活运用,才能够对桩基进行全面准确的评价。
1.1对成孔的质量检测
在灌注桩的施工中,成孔的质量直接影响到混凝土浇注后的成桩质量。成孔质量检验的内容主要包括桩孔位置、孔深、孔径、垂直度、沉渣厚度等。如果桩孔的孔径偏小,则成桩的桩尖端承载力减少,整桩的承载能力降低;如果桩孔上部扩径,导致成桩上部侧阻力增大,下部侧阻力不能完全发挥,使单桩的混 凝土浇注量增加;如果桩孔偏斜,则会在一定程度上改变桩竖向承载受力特性,削弱基桩承载力;如果桩底沉渣过厚,使得有效桩长减少,直接影响桩尖的端承能力。因此,成孔质量检测对于控制成桩质量尤为重要。因此,在成孔质量的检测中,成孔的位置和成孔的深度和垂度是检测的关键。
1.2 桩基承载能力的检测
1.2.1 静荷载试验法。包括基桩竖向和水平承载力检测,主要用于检测基桩承载力。其优点在于受力条件比较接近桩基础的实际受力状况。静载试验主要适用于工程试桩的承载力检测,对于工程桩检测不能做破坏性试验。静荷载试验法检测精度高,相对误差在10%范围内。
1.2.2 高应变动测试。利用重锤对桩顶进行瞬态冲击,使桩周土产生塑性变形,检测桩头实测力和速度的时程曲线。通过应力波理论分析,可以得到桩土体系的参数,分析桩身质量,揭示桩土体系在接近极限阶段时的工作性能,确定桩的极限承载力。
1.3 对桩身完整性的检测
1.3.1 低应变动测试。原理与高应变动测法一样,通过对桩身的敲打,使其桩顶承受一些撞击震动,引起桩身的变形,从而使其对周围土体产生的幅度较小的颤动影响。在敲击后迅速地使用机器对桩顶进行震动相关数据的记录,通过记录采用物理上的波动理论进行数据分析,最后做出对桩基质量的科学判断,获得桩基是否完整的相关结果。
1.3.2 声波透射法。利用超声波在混凝土中的传播来获得所需的频率、振幅及声速的声学参数的变化,根据其波形分析出桩身混凝土的气孔、断裂、夹砂等缺陷,并确定其位置。声波在正常的混凝土中有其速度标准,因此在利用声波检测桩基是否有缺陷时根据声波的速度就可判断,如果声波在桩身的混凝土中传播遇到了缺陷(如断裂、裂缝、夹泥、密实度等),就会绕过缺陷或者从传播速度较慢的介质中通过,此时声波将会减弱,时间延长。在获得这些数据后,比较正常混凝土中声音的传播情况来判断桩基的完整性。
2、桩基测试工程实例
某商住楼工程中对桩基测试技术进行分析,此工程层高98.5m,建筑面积89497㎡,框剪结构。采用钢筋混凝土灌注桩作为承台基础的基础设计,钻孔灌注桩数368根,桩的直径900mm,有效桩长为45.53m,设计单桩承载力特征值4300kN,桩端持力层为粗砂层。下面主要采用单桩静载荷试验法和低应变反射波法进行桩基检测。
2.1 单桩静载荷试验法
2.1.1 此方法中使用槽钢与锚桩组成一个反力系统,根据液压泵的特性,使用液压泵对桩顶施加压力,所产生的压力(主要是桩体纵向的力)作为测试数据。在增加负荷方面使用了千斤顶,并在千斤顶上安装了荷重传感器,记录相关数据,在桩身发生变形或沉降的情况下,荷重传感器也能对这些状况进行详细的记录,从而传达准确有效的数据。
2.1.2 将该试验的加载总体分为10个等级,并规定每个等级的加载量保持同样,每级的加荷值都为860kN。
2.1.3 为进行变形观测,要在每次的加荷完成后对桩身的变形进行阶段性地记录,相隔时间可以有规律,比如五分钟、十分钟、十五分钟等。记录在每个时间点桩身的变形情况,直到数据趋于平稳,不再变动。
2.1.4 关于沉降有其一个相对标准,在沉降状态相对稳定的时候,再进行下一级负荷的加载,如此反复。而沉降相对稳定的标准是在相隔的一小时之内,下降长度在0.1mm以内,这种现象连续出现两次。
2.1.5 在负荷不断加载的情况下,桩身的沉降量与上一次加载时桩基的下沉量达到五倍的差时;在负荷加载的情况下,上一级荷载时桩基的下沉量与桩基的总下沉量的差成2倍关系,一天之内仍没有达到规定的数值时;反力系统显示最大的反力值时,在测试中达到了以上的条件,便可终止加载负荷。
2.2 低应变动力检测
根据《建筑桩基检测技术规范》(JGJ106-2003)规定,低应变方法用于判断桩身缺陷的程度及位置、检测混凝土桩的桩身完整性,根据桩身完整性检测结果给出每根桩的桩身完整性类别。
2.3 桩基测试结果分析
通过单桩静载荷试验,使用了钻孔灌注桩,并进行了几组荷载试验,符合规程要求中的随机抽检原则。通过对100根桩基进行低应变检测,符合规范要求,在利用曲线分析时,波速也比较规则,桩底反应清晰,因此未发现严重的缺陷。
这次试验做到了具体问题具体分析,通过对测试桩基的了解,考虑到所要的仪器及手头拥有的器材,合理的人员配置,并采取了方便准确的检测方式,从而得到有效数据。从这次试验中还总结出一些新的经验,发现一些操作人员对某些细节的忽略,不能完全根据流程实行,虽然最终结果是正确的,但对整个流程的把握是作为一名专业的桩基检测人员的职责,也是桩基检测技术的自身要求。
3、结束语
随着我国城市化进程的加快,建筑工程项目越来越多,作为建筑基础部分的施工,桩基工程施工质量越来越受到人们的重视。在桩基工程施工过程中,桩基检测技术的应用对保证建筑工程桩基质量起到了重要作用。桩基检测技术综合运用了物理、地理等学科知识,通过对桩基科学和检测,取得相关数据,对存在的问题进行判断,为进一步改进采取措施提供依据,由此可以看出桩基检测技术的重要性。不过对现代建筑工程桩基的检测还是人工操作,而且需要具有经验丰富和专业的知识型人才,桩基检测技术的发展也是与现代社会的经济、科技发展息息相关的,它的发展离不开这两大因素的支持。
参考文献:
[1]曾华清.桩基检测技术在桥梁工程中应用的发展与探讨[J].攀枝花学院学报,2008,(03).
[2]孙美迪.桩基检测技术在工程中应用和质量评价结果分析[D].吉林大学,2009.
桩基检测技术篇8
关键词:工程;桩基;检测;应用
中***分类号:TU74 文献标识码:A
桩基是影响工程质量的基础因素,并且桩基这一影响因素还是隐性的影响因素。作为地面建筑的一种支撑,好的桩基会让结构的基础更加的稳定,而质量劣质的桩基,会对结构的安全造成恶劣的影响。因此,对于基础施工,桩基的检测是一个不可或缺的技术环节。并且随着现代工程的进步,对于质量和安全系数的要求越来越高,对于特殊的结构群体,诸如高层建筑以及铁路建筑的建设中桩基技术不断的发展,因而建设工程单位所面临的要求也越来越高, 越来越严格,这个时候桩基的检测技术就可以发挥出应有的作用报这个桩基质量。
1 桩基的检测技术分析
1.1 成孔的质量检测
在对成孔的质量进行检测时,主要的检测部位有桩孔的位置检测、孔径以及孔深的监测。底沉渣的厚度监测和垂直度的监测等等。成孔的质量直接归决定桩基的柱体的成桩质量,过时桩孔在孔径上的直径偏小,那么整个桩的承载力就会有所下降;而若是孔径扩大,那么整个桩在上部的侧阻力优惠随之增大,下部就不能发挥侧阻力应有的作用;另外,桩孔的垂直程度也会对承载力造成影响,偏斜的基桩会阻碍桩基的作用发挥;最后若是底部的沉渣太多就会令桩体的有效长度减少,那么也会对桩体的质量造成影响。因此,这些问题的检测工作就尤为重要了。
1.2 承载力检测分析
1.2.1 静荷载试验法。这种方式在对于桩基的检测上主要是检测承载力,桩基在水平上的承载力以及在竖直方向上的承载力是桩基质量的衡量标准,同时也是对建筑的影响最大的因素,这里就需要用到静荷载实验的方式。一般的工程检测中大多都是对竖直方向上的承载力较为重视。这种检测方式的有点就是利用了和桩基实际会承受的力度去模拟实验对其受理的条件进行试验。这种方式一般都应用在对于工程试桩的检测上,在不破坏桩基的基础上对其进行检测。并且精度很高,误差低于10%。
1.2.2 高应变动法。这种方式是通过对桩体在接近极限承载力的时候的状态分析,这就需要利用到重锤这一机械方式的瞬间冲击力,令桩体周围的土产生变形。在结合其实际测量力度以及速度时,通过数据的曲线分析,结合应力波的理论以及桩体的有关参数,对桩体的极限工作能力进行分析。
1.3 完整性的检测分析
1.3.1 低应变动的测法。这种测法就是通过波动理论以及机械阻抗理论进行试验分析,在桩顶是假一个较低振幅的激振能量。通过这种能量对土体的周围进行环境改变,引起桩身以及土体在桩身周围的微幅振动。同时使用仪表对加速度以及振动的速度进行记录以及分析,并通过分析达到控制和检验桩基的目的,对桩基的质量进行保障,对桩身的完整性进行保证以及达到对桩基承载力的预测目的。
1.3.2 声波透射检测法。这是一种对超声波的利用,通过声波的变化产生的升学参数对混凝土的状态进行检测。通过不同的声速、频率以及振幅的变化,以此对桩身的混凝土的状况进行分析,对可能有连续断层以及加沙和蜂窝缺陷的位置以及大小进行判断。
2 桩基的检测技术的应用
举一个简单的事例,某座办公楼为十五层,地上有十四层,地下有一层。整座建筑都是采用了整体式的框架结构。通过钢筋混凝土材料的预制桩进行基础建设。通过结合勘测的结果以及现场的环境和工程特质,通过比较特性差异,将建筑从上到下的分成了四层。
2.1 成孔质量检测。本工程中基桩成孔质量测试采用的仪器设备主要有***C-1A型孔径仪、JNC-1型沉渣测定仪、***X-3A型井斜仪、深度记录仪(充电脉冲发生器)、电动绞车、孔口轮等组成。分别对成孔的孔深、孔径、孔斜及沉渣厚度进行了检测。
2.2 静载试验检测。本次工程中,根据设计要求,对试桩检测过程中的3根试桩分别进行单桩竖向静载试验。本次检测使用的主要设备有:武汉生产的静载试验成套设备RS-JYB,主要包括主机、中继器、控载箱、5000kN千斤顶、位移传感器等。另外还有钢梁、压板等。检测方法如下:本次竖向静载试验,采用锚桩反力装置与配重联合加载法,即在试验桩桩顶放置千斤顶,再放主梁、次梁,次梁连接4根锚桩,同时在次梁之上堆放预制桩作为配重。对桩的加载方式采用快速维持荷载法,即逐级加荷,加荷后隔15min读一次数,每级加荷时间为2h。预计加荷为8级,每级荷载增量均为500kN。如果中间出现破坏荷载,则停止加荷。检测结果3根桩的极限承载力平均值为4000kN,最大极差为0,不大十平均值的30%,故单桩承载力的特征值(标准值)为4000=2.0=2000kN,符合设计要求。
2.3 低应变动力检测。根据《建筑桩基检测技术规范》规定,低应变方法适用于检测混凝土桩的桩身完整性,判断桩身缺陷的程度及位置,并要求根据桩身完整性检测结果,给出每根桩的桩身完整性类别。本次工程实践中共对工程桩中的30根桩进行了低应变动力测试。检测仪器由采用FDP204PDA型动测分析系统,加速度传感器,力棒组成。检测方法是:在桩顶放置一只加速度传感器,接受锤击过程中产生的加速度信号,通过FDP204PDA型桩基动测系统放大和A/D转换,变成数字信号传给微机,信号经计算机处理后,在屏幕显示实测波形,每根桩布采集点一个,每点采集5~6锤信号。将存储在磁盘上的测试信号在时域内进行处理,根据应力波反射等价地将实测速度信号通过时域由频域辅助,分析不同部位的反射信号,据此分析每根桩的桩身完整性。检测结果:其中:I类桩28根,满足设计要求;II类桩2根,满足设计要求。
2.4 高应变动力检测。本次工程中共对工程桩中的10根桩进行了高应变动力测试。检测仪器采用FEI-C3型动测分析系统,该系统由486/40微机,12位A/D转换器,加速度传感器,力传感器、重锤组成。
结语
通过对成孔质量的监测、对桩体高应变以及低应变的动力检测、对静载的实验进行检测等技术的使用,在建筑工程中的桩基质量的检测和控制中发挥了重要作用。通过对桩身在完整性的俩接以及混凝土质量的监测,初步对桩身的支撑力强弱进行判断,评价桩基的质量,对工程质量进行确保。
参考文献
[1]文拾命,马书杰,靳亚青,等.用基桩高应变检测技术检验桩身完整性[J].工程质量,2009.
桩基检测技术篇9
关键词:桩基检测;低应变检测技术;射波
中***分类号:U443文献标识码: A
一、桩基检测技术中的低应变法
1.目的和设备要求
有些基桩埋藏较深,在地面难以测定其质量和状况,此时需要采取特殊方法检测隐藏的基桩部分。低应变法主要是用于检测混凝土桩的完整性,判断桩体缺损情况和部位。检测的仪器设备一般是采用瞬态激振设备和稳态激振设备。其中瞬态激振设备包括可引起款脉冲以及窄脉冲的锤和锤垫,能装有力传感器的力锤。稳态激振设备则配备可调激振力、扫频范围在10-2 000 hz之间的电磁式稳态激振器。且检测仪器的参数应符合国家相关标准,具有收发信号、存储和分析信号的基本能力。
2、操作方法
2.1受桩体要求
桩体的硬度应符合国家建筑的相关标准;整个桩基的材料、承受力和横截面积都应保持前后上下一致;桩面保持光滑、平整、紧密,且和地面保持垂直。
2.2检测参数设定
信号分析的频率不低于2 000 hz;设定桩长为操作长度,将桩体面积作为操作区域;桩体的波速根据具体的桩型进行设定;搜集信号的频率应根据桩身、桩长的具体情况而设定;传感器的参数要根据测试结果设置。
2.3操作要求
仪器与桩体成90度,装备仪器时使用的耦合剂需要要足够的粘性。实心桩和空心桩的激振点位置要有所区别,激振点与传感器的位置要避开钢筋分布地带。瞬态激振器的仪器选定要根据实地测验后选取合适的零件;而稳态激振则要在既定的频率下收取信号,并根据桩体实际情况设定相应的激振力。此外,在低应变检测资料中应记录下桩体完整性检测的信号曲线。
2.4低应变法的实际运用
低应变法具有显示和搜集曲线信号的功能,所以经常被运用于山体或者岩洞的爆破作业。比如在2006年开始运营的青藏铁路的修建过程中,途经无数层峦叠嶂,在爆破作业中就充分运用了低应变法来进行桩基检测并通过曲线信号确立爆破范围和程度。
二、低应变反射波法
1、低应变反射波法的基本原理
应力反射波法是以应力波在桩身中的传播反射特征为理论基础的一种方法,由于桩与周土之间的波阻抗差悬殊,当桩顶施加瞬力时激发的应力波大部分能够都在桩内传播。当桩内存在波阻抗差界面时,垂直入射的应力波在传播过程中将产生反射波和投射波,投射波继续向下传播,反射波将沿桩身反向传播到桩顶。反射波的相位、振幅、频率都传递着桩身的缺陷及桩底信息,结合实践经验分析、施工记录、地层材料就可以对桩基的性质作出准确地判断。
2、桩测前的准备工作
(1)在桩基测试之前要仔细研究桩基的相关资料,包括该工程的成桩日期、成桩工艺、砼强度、桩长、桩径等相关资料,了解桩基的基本情况,为检测工作做准备。(2)进入现场了解实际的施工质量,对桩头进行观察、敲击,观察其是否潮湿、夹泥,通过敲击检测其是否疏松、含有泥浆。第三,清理干净桩头保持桩头的平整、完好。达到设计标高后,用砂轮打磨出三到四个8-10厘米直径的光面,对露出的钢筋进行处理,使之倒向两侧,并保持钢筋的稳定。将打磨出的光面安装传感器作为激振点,得到真实完整的桩身反射信号。最后,低应变检测应该在桩身达到龄期后进行,因为只有砼的强度达到一定数值时应力波才能有效地沿着桩身向下传播,否则形成的波形畸形,影响桩基的分析与判断。
3、野外数据采集
3.1震源及传感器的选择
反射波法的前提必须有一个震源,不同的锤击方式会产生差别很大的曲线,只有选择正确的震源才能获得有效的反射信号。一般情况下长桩适合使用脉冲比较宽的击震源,大桩适合使用大锤,小桩适合使用小锤各自选用相适宜的震源才能获得桩底的反射信号。
3.2力棒的使用及传感器的安装
力棒的使用应该尽量避免二次冲击造成信号干扰,应该对现场的击锤人员进行相应的培训,帮助他们掌握好敲击的轻重、垂直度等,避免敲击时破坏桩顶,造成信号畸形。传感器的好坏直接影响着波形的采集质量,作为接收桩身反射信号的关键设备,必须保证传感器与桩体的紧密接触。因此,我们应该尽量选择轻型的电缆与传感器,便于跟踪响应,同时避免用手按着传感器,防止对桩身实测曲线的完整性产生干扰,实践证明,用黄油安装传感器效果比较好。
3.3信号的选择
要想提高桩基检测的速度就要重视前几根桩的检测,建立桩身的初步印象,对桩身的质量有一个整体的概念,在桩身质量不理想的情况下要就地进行重复的测试,便于对比分析,防止出现信号偏差。
三、信号的处理
1、完整桩
应力反射波法目前也存在着很大的局限性,有很多因素影响着转、挖孔桩缺陷反射。波速正常、有明显的桩底反射信号、速度波形光滑的是完整桩,下***是一个完整桩的波形,波速3960m/s,桩长47.0m,桩径1.2m,混凝土强度等级C25。
2、桩缩颈
采用混凝土护筒容易引起桩缩颈,如果桩孔部分采用钢护筒其它部分采用的是20cm厚的砼护筒,那么钢护筒部分相当于桩缩颈,在遇到比较厚的泥塑状淤泥层时常常采用钢护筒来进行桩孔护壁。如果出现桩缩颈再加上淤泥地层的影响,反射波会出现比较明显的缺陷并显示在检测曲线上,很容易造成误判。
3、桩底虚土沉渣及桩周土对波形曲线的影响
在对桩基测试曲线进行分析时,要充分考虑到桩底虚土沉渣以及桩周土对波形曲线的影响,不仅材料、刚度、缺陷会对应力波在桩身中的传播产生影响,桩周土及桩底虚土沉渣也会对应力波的传播产生影响。应力波在软土层由于透射损耗小会产生类似缩颈的的反射波,在硬土层由于透射损耗大会产生类似扩径的反射波,由此可见,桩周土力学性能越好,应力波在土层中的损耗就越大,如果不考虑桩周土的影响很可能造成误判。
4、钢筋笼影响
如果不是全笼的钢筋混凝土灌注桩,有钢筋笼的部分与没有钢筋笼的部分桩身阻抗是不同的,由于Z=ρCA,有钢筋笼的部分含钢量比没有钢筋笼的部分大,其桩材密度ρ和波速C就相对较大。由于桩身阻抗有了变化,因此含钢筋笼比不含钢筋笼的缺陷反射更明显。
三、如何准确分析桩身的缺陷
首先要对桩身的完整性进行分析,根据施工工艺、地质材料对桩身的整体情况作一个大致的判断。如预制桩、人工挖孔桩不可能存在缩颈,对检测信号进行分析时不需要考虑缩颈的因素。第二,要使用定量分析软件对桩基的缺陷进行判断,光凭肉眼对波形中的缺陷程度进行判断偏差很大,容易出现大的失误。定量分析软件虽然有一定的缺陷,但是通过科学的参数设定和详细的计算标准能够真实地反应应力波在桩身的传播过程,只要桩周土的参数选择合理所得出的判断比肉眼准确很多。最后要综合分析同一工程的所有被测桩,寻找被测桩之间的共性与不同之处,不仅要掌握每一根桩的情况,也要对整体情况有所了解,将每一根桩的情况至于整体环境中进行分析以提高判断的准确性。
四、低应变法的缺陷
低应变法要根据不同的地质条件和不同的桩型条件建立静动对比系数数据库,根据这些数据信息进行分析判断,工作量巨大,并且目前的低应变分析软件都存在着一定的缺陷,仍然主要靠技术人员的经验进行判断,缺乏拟合分析方法,容易出现失误。桩周土对于反射波的影响也很大,限制了桩可以测量的长度,对于桩基缺陷的分析判断带来了很大的干扰。
结束语
桩基检测作为桩身结构完整性的重要保障,在判断桩身位置以及缺陷时,必须从理论和实践中进行完善,同慎重分析和研究,针对不同的缺陷用不同的方法,从而增强桩基检测中低应变应力反射作用。
参考文献
[1]周万重.低应变检测技术在桩基检测中的应用探讨[J].江西建材,2013,05:336-337.
桩基检测技术篇10
1.1完整桩
完整桩的动测波形规则衰减,桩身呈完好状态,满足设计桩长,波速正常,混凝土强度与桩基设计要求符合。通常情况下,单纯扩径的桩也属于此类。
1.2基本完整桩
此类桩基动测波形具有小的畸变形,而桩底反射清晰,桩身具有较小的缺陷,包括轻度缩径,局部轻度离析等问题。通常情况下,不会对横向剪切力与单桩承载力造成较大的影响,桩身混凝土波速呈正常状态,可以达到混凝土设计的要求与标准。
1.3缺陷桩
缺陷桩的动测波形出现比较明显不规则反射,对应桩身缺陷如缩径、裂纹、夹泥等,并且此类桩基的桩身混凝土达不到设计要求与标准,对单桩承载能力具有一定的影响。此外,此类桩基通常要求设计单位对单桩承载力进行复核,之后对能否使用提出意见。
1.4严重缺陷桩
严重缺陷桩的动测波形呈严重畸变,并伴有严重离析情况,同时夹泥、断桩、严重缩径等问题比较明显,此类桩基通常不能被作为高速公路桥梁基础使用,需要进行严格的工程处理,待其承载能力符合使用要求与标准后才能准予使用。
2高速公路桥梁桩基检测技术应用要点分析
2.1现场静力载荷检测技术的应用及优化
在高速公路桥梁桩基检测中,现场静力载荷法通常采用现场加载测加载与沉降曲线,通过P—S曲线,对桩的承载力进行分析,从而对桩基施工质量进行研究。通常情况下,P—S曲线的起始段为一段近似正比例的一次函数线,曲线会随着载荷的增加呈现越来越陡的趋势,当曲线率近似无穷的时候,就说明桩承载力已经达到极限,此时的桩承载力如果比设计值小,就说明桩基不能满足承载力的要求。当在P—S曲线中突然出现位移陡变时,就说明桩基中存在比较严重的缺陷,而曲线比较平滑的时候,就说明桩基并不存在明显缺陷。
2.2应变动测检测技术的应用及改善
在高速公路桩基检测中,应变动测法主要包括高应变与低应变动测法两种。高应变动测主要利用重锤自由落体锤击桩上端,以此获取相关动力系数,然后依照既定程序,通过计算与分析对桩身的完整程度与承载力进行确定。这种方法的准确性较高,然而操作程序较为复杂,检测不方便。因此,经过长时期的改良,低应变动测法顺势而生,并广泛应用于高速公路桩基检测中。低应变动测法主要应用小锤撞击与现代化的传感器进行结合,将小锤撞击的动力波通过传感器转化为速度信号与频率信号,对桩身的具体状况进行确定,从而对其缺陷的位置与严重程度进行测定,如此提高了桩基检测的简便性与效率。
2.3静力触探检测技术的应用及完善
在高速公路桥梁桩基检测中,静力触探检测技术的应用比较广泛,该方法重视力的分析与研究,其准确性与可操作性较强。静力触探技术主要采用原位测试的静力触探和标准贯入实验参数,从而对单桩的承载力进行确定。该方法的运用通常需要经过试验测得比贯入阻力、端阻力与桩身侧阻力,从而通过分析与计算,对桩基的承载力特征值进行确定,然后用计算得出的特征值与规定的安全系数相比,得出的数值与桩基的承载力相比较,如果比设计桩基承载力的值大,就说明符合设计要求,反之则不符合标准。
2.4超声波透射检测技术的应用与提升
超声波透射法是通过在桩内部预先埋设沿桩长方向的声测管,使之发射超声波脉冲并且接收探头发出的周期性脉冲波,然后将其转换为电信号,借助特定的仪器,将电信号的幅值、时间及频率反映到屏幕上,如此可以对波形***进行有效的分析,从而对桩身内部缺陷的位置、大小、混凝土均匀性等指标进行检测与确定。通常情况下,超声波透射检测法被广泛应用于高速公路桥梁桩基检测中,并且此类检测技术具有准确度高、可靠性强、操作简便等特点,最重要的是超声波透射检测法的抗干扰性较强,然而需要注意的是,所检测桩基的龄期需要大于七天,并且保证其测管的埋设符合检测设计与要求。超声波透射检测法的分析包括以下三类:(1)超声波波幅分析法。主要利用选取的超声波信号波幅平均值的1/2作为桩身是否存在缺陷的临界值,该方法的精确度较高,若第n个波幅比波幅临界值小,就说明在第n个测点处桩身存在一定的缺陷。(2)声波用时分析法。运用该方法时,需要将声波用时的平均值与声波用时的标准差的二倍作为一个界限标准,对桩身是否存在缺陷进行确定。若第n个测点的声波用时超过了缺陷临界值,就说明第n个测点处可能存在桩身局部缺陷。(3)声时—深度曲线分析法。该方法是计算出相邻的两个测点之间曲线的斜率及其测点差值的乘积,以此作为有无桩身缺陷的判断依据,如果乘积比限定的界限值大,就说明桩身存在一定的缺陷,反之,则说明桩身构造良好。
3结论