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桩基检测方法范文1
关键词:灌注桩、钻芯、检测
Abstract: This article through the met local geological conditions, combining various requirements and using the method and some factors corresponding detection.
Key words: Filling pile, got, test
中图分类号:TU4文献标识码:A 文章编号:
1 概述
随着经济和城市建设的发展,符合威海地区地质条件的桩基地基形式也越来越多,比如螺旋钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、CFG桩复合地基等等,相应的检测方法有静载试验法、高应变法、低应变法、钻芯法等等,检测部门应根据规范的规定并结合各种检测方法的特点和适用范围,充分考虑地质条件、桩型及施工质量可靠性、使用要求等因素进行合理选择搭配,检测方法的实施顺序是其中的重要环节,笔者就此浅谈一下自己的一些看法。
2.1 提前打试桩的情况
有些工程在工程桩施工前先打几根试桩,为设计提供依据,以求得最少的布桩数量和最佳经济效果,这同时为检测部门提供了积累动静对比资料的好机会。当试桩的养护龄期到达后,宜先对每根试桩进行低应变法桩身完整性检测,然后进行单桩竖向抗压静载试验,如果直接做静载,出现结果不理想或结果离散性太大时,再检测桩身完整性就太晚了,无法分析造成这种结果的原因。对检测部门来说,静载试验结束后宜再次检测桩身完整性,对未达到破坏状态的桩可间隔一定的养护期后进行高应变法检测承载力,以积累充分的动静对比资料。
2.2对于大直径的嵌岩灌注桩
近年来人工挖孔灌注桩、冲击成孔灌注桩等大直径的嵌岩桩得到广泛应用,尤其是挖孔桩以其承载力高、造价低而受到青睐,但有些地质情况下并不适合挖孔桩却盲目应用,不能保证施工质量,从而存在质量隐患。对于这种端承型大直径灌注桩,经常受设备或现场条件限制无法检测单桩承载力,规范上允许采用钻芯法测定桩底沉渣厚度并钻取桩端持力层岩芯检验持力层,因此如何选取需要钻芯的桩就显得至关重要了。
检测人员应首先采用低应变法检测桩身完整性,根据地质情况、桩的施工记录、测试曲线等资料对桩进行严格筛选,把对施工质量有怀疑的桩选出来,比如桩底反射异常明显的桩、无桩底反射但桩底前面有明显反射的桩、有桩底反射但波速很低的桩、地质条件复杂而且地下水异常丰富部位的桩、施工时有异常的桩等等;第二步再对选出来的桩进行钻芯检验即可。
2.2对于CFG桩复合地基
应首先对CFG桩进行低应变法检测掌握桩身质量情况,我们曾多次遇到CFG桩在开挖土方时被碰断的情况,因此应结合桩身质量情况,选取那些桩身完整性较差的桩、比较短的桩、桩底反射异常明显的桩再做复合地基静载试验,承载力能满足设计要求的同时也排除了质量隐患。
2.3对于螺旋钻孔、沉管等工艺的灌注桩
第一步应采用低应变法检测桩身质量情况,首先分析有无桩身浅部缺陷比如缩颈、离析、断桩等情况,如果有可采用开挖验证并同时处理;然后结合地质情况和桩的施工记录对检测曲线进行分析:桩长和施工记录是否对应等。第二步选取有代表性的桩检测承载力,比如有深部缺陷的桩、桩端未进入设计持力层的桩、桩底反射异常明显的桩、比较短的桩等等,方法可采用静载试验法或根据规范规定采用可靠的高应变法。我们曾经遇到一个工程,使用沉管灌注桩,持力层为中密-密实的细砂,设计要求桩端进入持力层约1米,有效桩长约11米,首先做了低应变检测,发现有小部分桩桩长只有9米左右,桩底反射异常明显,我们分析这些桩未进入持力层,而桩基施工单位有关人员却说贯入度控制得很好;然后我们从其中选了3根桩做了静载试验,实际承载力特征值还不到设计值的二分之一,最后只好补了一部分桩。
3小结
结合各种要求和因素运用了一些方法进行相应的检测,检测方法的实施顺序会正确直接影响到检测的成败,甚至留下工程质量隐患。
桩基检测方法范文2
关键词:建筑桩基;工程质量;检测方法
随着我国社会不断发展,城市化建设也随之发展,使我国建筑工程行业覆盖的范围越来越广。建筑工程行业不但可以推动我国经济发展,还能影响着人们的生命财产安全,另外影响经济发展和人民生命财产安全的因素就是建筑的质量,而桩基作为建筑工程的重要组成部分,同时建筑桩基质量好坏直接影响一个建筑物的质量和建筑工程能否顺利开展,因此,为了保障建筑桩基工程的质量,相关施工单位应该对建筑桩基使用合理的质量检测技术,从而保障建筑工程的质量。
1建筑桩基工程质量检测现状
1.1建筑桩基工程质量检测报告不规范
现阶段我国建筑桩基工程质检人员编写的检测报告不规范,桩基检测报告中呈现的内容也不够准确和具体,导致桩基检测报告不能符合国家要求。桩基质量检测报告应该反映很多信息,但是有些质检人员编写的检测报告较为简单,数据不够准确,导致相关质检部门不能根据检测报告进行桩基施工质量进行评估。
1.2建筑桩基工程质量检测市场运行系统不标准
虽然我国相继颁布了很多建筑桩基工程施工质量检测的规范和标准,但是有些不具备检测能力的企业和中介检测单位因为利益输送关系,没有按照国家标准和规范进行桩基施工质量检测工具,甚至有些权威质检单位因为得到建筑施工方的利益好处,也没有按照桩基相关施工检测规定进行检测,从而导致部分建筑工程后续存在一定的安全隐患。
1.3检测人员专业水平较低
因为我国各个地区的地貌和地质都不相同,使建筑桩基工程的施工技术和施工工艺较为复杂,所以桩基工程的质量检测就需要较高的检测水平[1]。但是现阶段我国桩基工程少部分的质量检测人员没有职业道德,甚至有一些检测人员没有责任心,在质量检测过程中总是敷衍了事,使桩基质量检测工作不能保质保量完成,影响建筑工程的施工质量。
1.4建筑桩基质量检测机构制度不完善
我国对桩基质量检测有统一的国家标准、行业标准、地方标准等,同时设备都是依据检测标准进行采购、验收的。但是我国各地区的经济水平都不一样,使用的质检设备型号不同、原理不同、加上建筑桩基检建机构管理机制不完善,没有相应的法律法规制度,导致检测人员填写的检测报告缺乏准确性,降低检测结果的真实性,从而影响建筑工程施工作业的整体质量。
2建筑桩基工程质量检测的内容
2.1建筑桩基完整性检测
现阶段我国建筑工程质量检测机构使用低应变动力试桩法对桩基完整性进行检测,在建筑桩基质量检测方法中,低应变动力试桩法具备经济性、可操作性、实效等优点[2],因此,被广泛应用在桩基完整性检测工作中。
2.2建筑桩基承载力检测
现阶段我国建筑工程质量检测机构使用静荷载试验法等方式对桩基承载能力进行检测工作。因为加荷速率与建筑桩基承载力有着十分密切的关系[3],所以静荷载试验法被广泛应用在建筑桩基承载力检测工作中。一般情况下,如果建筑桩基加荷速率越快,那么建筑桩基的实际承载力就离建筑预期桩基的要求越远。
2.3建筑桩基成孔质量检测
建筑桩基质量的好坏是由建筑桩基成孔的质量决定的,因此,质检部门应该对建筑桩基成孔的质量进行深入的检测,使建筑检测质量可以符合标准。
3建筑桩基工程质量检测常用方法
3.1低应变反射波法
因为低应变发射波法具备桩基质量检测速度快、经济性高、方便快捷等优势被广泛应用在桩基检测工作中,同时低应变反射波法已经是一项较为成熟的桩基质检技术。低应变发生波法的质检原理是使用一维波动方程为质检数据基础,同时将桩基转变成一维纵向振动模型和一维弹性均质直杆[4]。在桩顶采用瞬态激振工作,将使桩身收到一定的垂直应力波,桩身产生的应力波会由上至下进行力的传播,这时桩身就会发生垂直应力波产生透射、反射、入射的情况,还会出现扩颈或者缩颈的情况。桩基质量检测人员根据透射、反射、入射波的到达时间、振幅、形状等特点进行桩基位置范围和缺陷程度的检测工作。
3.2建筑成桩完整性质量检测
建筑桩基整体质量检测也可以称为建筑桩基的完整性检测,现阶段我国建筑桩基成桩的完整性采用钻孔取芯、低应变动力试桩法等。在建筑桩基完整性质量检测中应用最广泛的方法就是低应变动力试桩法,具体检测方法有以下几点:首先对建筑桩基施加适量的激振能量[5],使建筑桩基周围土体和桩身出现较小的振幅,并采用仪表对这一时期形变的基桩顶部震动的速度进行记录,最后根据一维波动理论对数据进行分析研究,从而得到准确、完整的检测结果。
3.3建筑桩基质量检测的静荷载试验法
现阶段我国建筑桩基承载力检测是采用静荷载试验法,静荷载试验法所检测的对象是建筑桩基的静荷载。桩基质量检测机构进行作业时,在进行建筑桩基工程试桩时不可以破坏桩基,一般情况下使用垂直的静荷载对桩基承载力进行检测,不但可以提高检测数据的准确性,还能避免质检实验时对原有桩基进行破坏。
3.4建筑桩基质量检测的声波透射法
声波透射法和其他的检测方法相比具有一定的优势,在桩基质检过程中几乎没有限制条件,还可以对建筑桩基进行全方位的细致检测工作。但是声波透射法并不是完美的检测方法,其还存在反射、漫射等影响桩基质检工作的因素。桩基质量检测在使用声波透射法时,如果施工时预埋管埋设出现下端渗漏或者固定偏移的问题,就会影响建筑基桩检测的结果,甚至还会出现因为预埋管出现问题导致检测工作被迫中止的情况,因此,在建筑桩基施工时一定要按规章制度和施工方案进行管道预埋工作。
4建筑桩基工程检测方法的质量控制
在对建筑桩基做质量检测过程中,应该对不同的检测对象使用不同的检测方法,并根据建筑桩基实际的地质明确检测过程中所用的检测方法、检测设备、检测目的,从而对建筑桩基进行全方位的检测工作,增强建筑桩基质量检测结果的准确性,使建筑桩基检测达到合格、安全的标准。在建筑桩基检测确定检测方法之后,检测人员应该严格按照检测程序规范进行桩基检测工作,并将检测报告递交到相关管理人员和企业中。在桩基质量检测过程中应该认真负责,同时强化检测机制,另外检测人员应该严格根据检测步骤科学合理的进行检测工作,提高桩基检测报告的规范性。
5总结
综上所述,在建筑桩基工程中质量检测工作是非常重要的,其不但可以保证建筑整体的质量,也可以避免在建筑施工过程中因桩基质量出现的安全事故,虽然质量检测工作可以有效的提高桩基工程的质量,但是我国各个地区的地貌、地质不同,使建筑桩基施工工艺、施工技术存在差异,从而使我国建筑桩基质量检测存在一定的难度,因此,为了保证建筑桩基质量检测可以发挥作用,就要加强对质量检测技术的研究,从而提高检测的准确性,保证建筑工程的施工质量。
参考文献
[1]陆鹏尧.对于建筑工程桩基检测的一些看法[J].工程技术(全文版),2016(8):00007.
[2]王苛楠,郝楠.建筑桩基工程质量检测方法概析[J].城市建设理论研究(电子版),2014(35).
[3]马喜宁.浅谈建筑桩基工程质量检测方法[J].城市建设理论研究(电子版),2014(27).
[4]万毅.桩基工程质量检测方法在建筑施工中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2014.
桩基检测方法范文3
关键词:桩基;质量;检测方法
在建筑物的工程质量中桩基施工质量是十分重要的一个环节,它异于比较常见的建筑材料试验,更不同于普通的建筑结构测试。桩基施工是牵涉结构安全的重要组成部分,它取决于多方面因素如:勘察、设计、施工等,稍有不慎就会造成严重质量事故。
1 桩基常见质量事故造成的原因
通常来讲,桩基因勘察、设计、施工等工作中存在问题极易出现质量事故,或因桩基础施工完工后外部的环境条件发生变化而导致桩基础受到损坏。引起桩基质量事故的主要原因:
1.1 沉管灌注桩常见质量事故原因
1.1.1 缩径、夹泥、离析
主要原因如下:
(1)土质原因。软土中沉桩时土受到强制性扰动产生超孔隙水压力,在桩管拔出后挤向刚浇注的混凝土,致使桩身局部缩径或夹泥。在软硬土层交界处也极易出现缩径现象。
(2)拔管过快。施工中未按照相关规范要求操作,拔管速度过快,造成管内混凝土高度过低,导致混凝土的排挤力小于地层的侧压力,从而造成缩径夹泥。
(3)管内混凝土量少。管内混凝土应保持2m左右高程,并高于地下水位1.0~1.5m或不低于地面高程,否则管外土体挤入会造成缩径夹泥。
(4)混凝土质量差。坍落度小和易性差,拔管时管壁对混凝土产生的摩阻力造成缩径离析。
(5)桩间距离过小,邻桩施工时的挤压也有可能会造成缩径。
1.1.2 断桩
造成断桩的原因一般与缩径原因基本相同,然断桩对于承载力的影响明显大于缩径。
1.1.3 吊脚桩
桩底混凝土架空,泥砂在桩底部形成薄弱层。造成的原因一般有:活瓣桩尖被周围土体包围打不开;沉管时桩尖破坏;混凝土级配不合理和易性差,在拔管时,混凝土拒落,造成桩尖下无混凝土或量极少。
1.2 钻孔灌注桩常见质量事故成原因
钻孔灌注桩施工包括泥浆护壁、水下成孔、清孔、水下混凝土灌注等工序,在施工过程中,任何一道工序不完善,都会导致桩身质量出现一些的缺陷。
常见的钻孔灌注桩质量问题及其产生原因如下:
(1)钻孔倾斜。钻机钻进的过程中,由于垂直度把握不准确或者遇到孤石等地下障碍物,使得钻杆偏斜,从而导致桩发生倾斜。
(2)坍孔,从而造成断桩、沉渣、孔径突变等缺陷。导致坍孔的主要原因有:泥浆质量差、护筒内无足够压力水头等导致护壁不力;钻进速度过快;操作时施工工具、钢筋笼碰撞孔壁;土质条件较差,比较疏松。
(3)桩身缩径、夹泥、断桩、离析。
缩径成因:钢筋笼设计太密,混凝土级配和流动性差造成桩身某些断面尺寸达不到设计要求;地下承压水对桩周混凝土侵蚀。
夹泥成因:混凝土浇注过程中,出现坍孔和内挤,坍落和挤入的土体混入混凝土中。
断桩成因:混凝土浇注过程中,不慎将导管拔出混凝土面,或由于堵管、停电等原因而采用拔管措施,或者软土层中流砂挤入钢筋笼内,都会形成断裂面。
离析成因:混凝土和易性差、混凝土初灌量过小、导管进水、导管埋深不足、在混凝土初凝前地下水位变化等,造成桩身局部断面混凝土胶结不良、离析。
孔底沉渣成因:施工中未按有关规范要求清孔、清孔后未及时浇注混凝土、下钢筋笼时碰撞孔壁、混凝土初灌量太小、混凝土浇注前出现坍孔,这些现象都会造成孔底沉渣超标。
1.3 打入式预制桩常见质量事故原因
(1)桩身本身的质量问题。主要成因有预制桩生产过程中材料、胎膜、生产工艺、养护龄期等控制不严导致桩身强度不够、桩身几何尺寸偏差大等质量问题,装卸、运输、堆放不当造成桩身裂缝等缺陷,在施工前又未能及时发现。
(2)接桩质量问题。主要成因有接桩材料不合格、接桩方法不当。
(3)桩身垂直度问题。产生原因有:施工中垂直度控制不到位,布桩密度、打桩路线,持力层层面坡度不合理,地面超载,基坑开挖,相邻工程挤土桩施工。
(4)施工造成的质量问题。采用的锤重锤垫不当、过多的重锤打击、停歇时间长,或出现复杂的地质现象,都会导致预制桩出现缺陷。
(5)“上浮吊脚”造成的承载力不足问题。在深厚软土地区,已打入的桩,在施工其相邻桩基时,往往会发生整桩“上浮’、桩端离开持力层的现象,从而影响桩基承载力。
2 桩基质量检测方法
桩基础能否既经济又安全通过桩将上部荷载传递至深层土体中,关键在于桩身的质量好坏和承载力大小。为此,桩基检测应包括两个部分:检查桩身是否存在缺陷及位置;检测桩基承载力是否满足设计要求。目前桩基检测方法主要有:静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法和声波透射法。由于各种检测方法的原理和使用设备的不同,它们的适用性也存在较大差别。以下就各种桩基质量检测方法的适用性和局限性进行详细探讨,并针对工程中主要应用桩型提出相适应的检测方法。
2.1 主要桩型质量检测方法的选取
不同的桩型由于设计方法、施工工艺和使用条件的不同,有着各自容易发生的质量问题,为此,选取合适的检测方法尤为重要。
(1)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。
(2)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。
(3)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。
2.2 各种检测方法的优缺点
2.2.1 静载试验
静力试桩法就是通常所说的单桩竖向抗压静载试验,此方法是桩承载力检测最为可靠的评定标准,是目前其它承载力检测方法(例如高应变法)所不能完全代替的。静力试桩法具有直观、可靠、科学等优点,在桩基承载力检测方面应用较为广泛。对于安徽地区,多为挖孔桩且为大直径端承桩,当受设备或现场条件限制无法检测单桩承载力时,根据规范可采用钻芯法检测桩身质量、测定桩底沉渣厚度并钻取桩端持力层岩土芯样检验桩端持力层。
2.2.2 钻芯法
钻芯法是一种微破损或局部破损检测方式,是科学的、直观的且实用的检测工艺,特别是大直径桩很适宜。大量实践表明,在利用钻芯法进行对局部缺陷或水平裂缝检测时,其测试结果就不是十分准确;在使用钻芯法进行灌注桩检测时,必须要钻取芯样,这样势必会对工程实体造成局部破坏。
2.2.3 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。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,而且不同桩身缺陷往往难以区分,通常要求检测人员具有丰富的实践经验。
2.2.4 高应变动力试桩法
高应变动力试桩法有凯斯法和波形拟合法两种,两种方法试验过程和采集的信号相同,两种方法在应用过程中各自的优缺点还是明显的,前者可以做到实时分析,能快速地对桩身完整性和单桩极限承载力做出估计,不过要受凯斯阻尼系数的制约,后者不依赖于凯斯阻尼系数而且测试的精度很高,不过计算复杂。
2.2.5 声波透射法
声波透射法是指在预埋测管之间并联接受声波,通过实测声波在混凝土介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声学参数的相对变化,对桩身完整性进行检测的方法。它是检测灌注桩桩身混凝土的均匀性、桩身缺陷程度及位置,判定桩身完整性类别的有效方法。缺点是要预埋声测管,否则成桩后难以检测。
3 结 论
目前,桩基检测技术的研究和实践仍在不断地更新发展。要想有效地提高桩基检测的质量与效益,就要不断改善现有检测仪器的硬件性能及质量,并努力研发出新的更为完善的检测仪器,还需要加强对桩基检测技术理论的探究工作,寻求更精确的物理模型。把现有的桩基检测方法与当今的一些先进的信号分析方法有机结合起来,将是一个十分重要的研究方向。
参考文献
桩基检测方法范文4
关键词:桩基工程 质量检测 方法
一、桩基检测的概述
桩基检测桩基检测技术是一门新兴行业,我国的检测技术起源于20世纪80年代末,当时的检测方法主要采用声波透射法来抽检。由于我国工程建设的的蓬勃发展,在桥梁、高层建筑、重型厂房、港口码头等工程中大量采用桩基础,从而推动了检测频率、检测方法的不断改进。目前对于桩基工程的检测手段已发展到静载试验、高应变、低应变、声波透射、钻孔取芯法等方法的综合运用和全面的普检。
二、桩基检测在我国发展现状
桩基检测技术在国内经过几十年的发展,已经取得了一系列成果,更多的则表现在正确的检测方法和手段已得到及大的推广和贯彻,表现在测试人员对于各种桩基检测方法的合理运用和理性思维,以及各级行业主管对桩基检测市场的正确导向与管理。当前的桩基检测行业的工作,总体情况良好,但由于各检测单位、各地区的情况存在差异,问题主要表现在:一方面,人为因素:检测人员施工、编写检测报告不规范。另外,由于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实际检测经验,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。其中,成桩质量检测又可分为承载力检测和对桩身质量(即桩的完整性)的检测。
3.1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测锤法、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次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。
3.2桩的承载力的检测
目前国内常用的方法有:静荷载试验法、高应变动测桩法和低应变动测桩法。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。
3.3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,而且不同桩身缺陷往往难以区分,通常要求检测人员具有丰富的实践经验。
桩基检测方法范文5
【关键词】公路桥梁;桩基检测技术
一、公路桥梁检测技术的意义和重要性
1、路桥建设过程中,工程材料的自然缺陷、工程结构设计、建造和施工的失误难以避免,公路桥梁建成之后,如何对路桥的实际品质进行鉴定是业主最关心的问题。船舶和汽车等批量生产的机械设备,可以通过破坏性原型试验来检验设计目标的满足程度。路桥等建筑结构属于单件生产,不可能进行破坏性原型试验,因此非破坏性检验技术受到了特别的关注。路桥结构的试验检测方法和技术不仅具有重要的理论价值,而且具有广阔的应用前景。
2、公路桥梁工程试验检测工作,不仅是评价工程质量缺陷和鉴定工程事故的手段,也是工程质量科学管理的重要手段,还是公路桥梁工程质量管理的重要组成部分。其重要性主要体现以下几个方面。
(1)公路桥梁的试验检测,有利于推广新技术,它为程施工积累经验教训,有效的对新材料、新技术、新工艺进行试验检测,可以将新工艺恰当地投入到生产之中,保证计划的可行性、适用性、有效性、先进性。
(2)公路桥梁通过试验检测,能充分利用当地出产的材料,偏于就地取材。这样,譬如建设地点的沙石,填料等等,可借助试验这种手段,以确定上述材料是否满足于施工技术规定要求。
(3)公路桥梁通过试验检测,可加强质量保证。如果有了有效地测试手段,可科学地评定路用各种原材料及其成品、半成品材料的质量好坏。可以对任何一种材料均可通过对其规定性能的相关检验,从而评定其产品是否合格。
二、桩基检测技术方法分类
桩基检测方法主要分为静荷载实验法,动力测桩法,声波透射法,还有钻孔取芯法,动力触探以及埋设传感器等辅助方法。静载荷实验法主要采用锚桩法,堆载平台法,地锚法,锚桩和堆载联合法以及孔底预埋法等。动测技术分为低应变动测法和高应变动测法。低应变动测法常用应力波反射法(锤击波动法);高应变动测法常用CASE法或CAPWAP法。
各类桩、墩及桩墙结构完整性检测,一般采用低应变或高应变动力试桩法检测。大直径桩宜采用声波投射法或钻芯法检测。由散体材料桩或低粘结强度桩和土组成的符合地基,采用静载荷试验也可采用静力触探分别对桩和土进行检测,确定复合地基承载力。有高粘结强度桩和土组成的复合地基,采用静载荷试验检测竖向承载力单桩承载力的检测同其它刚性桩,复合地基中,桩、土荷载分担比的检测一般采用刚弦或压力盒通过静载荷试验进行测定,也可采用特制的应力传感器测试。当桩长大于30m,用其他检测手段难以准确判定桩完整性时,可采用抽芯的方法,抽芯还可以教准确地判断桩体混凝土的强度。也可采用声波投射法进行检测。
三、各种桥梁桩基检测技术方法的详细分析
1、成孔检测
在我国,成桩检测技术要优于成孔检测技术。从防患于未然的层面来看,桩的成孔检测应比成桩后检测更为重要。大力提倡成孔检测技术的开发,特别是对桩承载力有很大影响的灌注桩桩底沉渣厚度测试手段的研究,今后仍是我国桩基工程中的迫切任务。
2、静载荷试验法
目前桩的静载试验仍被国内外公认为评价桩承载力最直观、可靠的方法,但由于测试仪表的精度、试验方法的限制、分析方法的差异和工程判断的能力等因素,其测试误差也能达到10%。因此。如何改进静载试验测试、分析方法,提高静载试验的可靠度,长期以来是工程界所关心的课题。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。
3、声波透射法
这虽是一项传统技术,以前应用却并不广泛。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,而目.在分析手段上也有了很大提高,声失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,cT声波已步入实用阶段,为声波透射法的后续研究提供了广阔的前景。
4、应力波反射法完整性检测
尽管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已达到或接近国外先进仪器方面,也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。
5、高应变动力试桩法
在我国,高应变动力试桩法的研究是起自20世纪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,许多方面甚于更具有中国特色。
6、动静法
由于高应变动力试桩法力的作用时间过短,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,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,也克服了高应力方法的过分间接性,是一种较好的方法,但由于该方法对锤的配重要求人高,具体操作仍有较大难度。
综上所述,对公路桥梁进行检测是一项十分复杂而又十分重要的工作,它不但对相关工作人员的实际现场经验有着严格的要求,同时也需要有科学的检测方法和系统的理论基础作为指导。我们只有充分地将理论与实践有机的结合起来,才能真正做好公路桥梁的检测工作,从而做出科学的评测。
参考文献:
[1]谢凯州.公路桥梁桩基检测技术分析[J].城市建设理论研究(电子版),2011,(21).
[2]汤宝国.新技术在公路桥梁桩基检测中的应用[J].山西建筑,2008,34(4):137-138.
桩基检测方法范文6
关键词:钻孔灌注桩 检测方法 缺陷 原因
1、钻孔灌注桩的特点
钻孔灌注桩在承受垂直荷载压力的时候,以桩顶位置所受的压力最大,下部承受的压力相对较小。但钻孔灌注桩的成桩工艺与实际受力状况相反,往往是上部混凝土的强度低,中下段混凝土的强度高,还容易出现缩颈、孔壁塌落、孔底沉淤、桩身空洞、蜂窝、夹泥等质量缺陷,造成桩基承载力的下降,影响到工程结构的安全。
优点:①可以穿越各种土质复杂或软硬变化较大的土层(如各类粘性土、砂土、碎砾石土、风化岩及多夹层的岩层),对施工场地要求不大,噪音小,适用于狭小场地和人口密集场地。②桩竖向抗压承载力较高、抗拔、抗剪、抗震性能好,桩长和桩径根据设计承载力及地质情况变化灵活。
缺点:钻孔灌注桩施工工艺相对比打入桩复杂,容易出现断桩、缩颈、混凝土离析和孔底虚土或沉渣过厚等质量问题。由于钻孔桩质量不够稳定,要抽检更多数量的桩进行检验,增加检测费用。灌注桩的质量问题与其成桩工艺密切相关,属于桩身完整性的常见质量缺陷有夹泥、断裂、缩颈、扩颈、空洞、混凝土离析等。
2、钻孔灌注桩质量检测方法及常见问题
2.1、应力反射波法
应力反射波无损检测的理论依据是弹性波理论。嵌入土(岩)中的基桩,可视为在阻尼介质中的一维弹性杆件,当桩顶受一冲击力F(t)作用时,桩顶质点因受迫而振动,产生的应力波沿桩身向下传播,根据弹性波动理论,弹性波在桩体中传播时,桩身的某些缺陷而造成ρ(密度)、S(面积)、V(波速)中任意变化必然引起波阻抗差异,在此波阻抗差异面将发生反射,并沿反方向传播至桩顶。检测过程中,在桩顶安置高灵敏度检测器,接受桩顶质点的振动信息,通过分析反射波的相位、振幅及频率等参数,取得反射波的旅行时间,综合判别桩的完整性、质量及缺陷(断裂、缩径、离析夹泥等)的部位及程度,对桩结构完整性及质量作出综合评价。
2.2、声波透射法
混凝土灌注桩声波透射法检测的工作原理是:在被测桩内预埋若干根竖向相互平行的声测管作为检测通道,将超声脉冲发射换能器与接收换能器置于声测管中,管中注满清水作为耦合剂,由仪器发射换能器发射超声脉冲,穿过待测的桩体混凝土,并经接收换能器被仪器所接收,判读出超声波穿过混凝土的声时、接收波首波的波幅以及接收波主频等参数。超声脉冲信号在混凝土的传播过程中因发生绕射、折射、多次反射及不同的吸收衰减,使接收信号在混凝土中传播的时间、振动幅度、波形及主频等发生变化,这样接收信号就携带了有关传播介质(即被测桩身混凝土)的密实缺陷情况、完整程度等信息。由仪器的数据处理与判断分析软件对接收信号的各种声参量进行综合分析,即可对桩身混凝土的完整性、内部缺陷性质、位置以及桩混凝土总体均匀性等级等做出判断。
2.3、钻芯检测法
钻芯法适用检测混凝土灌注桩的桩长、桩身砼强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性,判定或鉴别桩端持力层岩土性状。
钻芯检测法优点是取出芯样较直观,桩身强度可通过试件作无侧限试压确定,对桩长、桩底沉渣及持力层情况(包括嵌岩深度等)均直接清楚,还可以利用取芯孔作井下电视、孔内超声波检测(一发双收)以及钢筋笼长度检测等。但这种方法只能反映钻孔范围内的小部分混凝土质量,而且设备庞大、费工费时、价格昂贵,对桩身有一定的损害,对长桩或本身有倾斜的桩容易偏出桩外,甚至导至取芯失败,故不宜作为大面积检测方法,而只能用于抽样检查,一般抽检总桩量的3~5%,或作为无损检测结果的校核手段。
2.4、静载荷试验
竖向抗压试验加载反力架装置一般采用堆载压重平台或锚桩横梁反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置,试验方法分为慢速维持荷载法和快速维持荷载法。竖向抗拔试验加载采用反力桩(或工程桩)提供支座反力,当荷载不大时也可根据现场情况采用天然地基提供支座反力,试验方法分为慢速维持荷载法或多循环加、卸载方法。水平静载试验可采用单向多循环加载法或慢速维持荷载法方法。静载荷试验是传统的试验方法,所得的结论准确直观,误差较小,缺点是试验首先要有一定试验场地,另对钻孔桩桩身混凝土强度要求达到设计强度(或养护期28天), 试验时间长,费用较高。
3、 钻孔灌注桩易出现的问题及检测实例
3.1、坍孔和扩孔
钻进时坍孔的特征是孔内水位突然下降又回升,孔口冒出细密的水泡,出渣量明显增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等。坍孔的原因大多数是由于泥浆性能不符合要求、孔内水头未能保证、机具碰撞孔壁等原因造成的。清孔时造成塌孔的原因是由于换浆过快、较快地降低泥浆相对密度造成的。 灌注时大坍孔的坍孔特征与钻孔期间比较相似,可用测探仪或测锤探测,如探头达不到混凝土面高程时即可证实发生坍孔。发生灌注坍孔有以下几种原因:护筒脚漏水;潮汐区未保持所需的水头;地下水压超过孔内水压;孔内泥浆相对密度、粘度过低;孔口周围堆放重物或机械振动,发生灌注坍塌时,如坍塌数量不大,可采用吸泥机吸出混凝土表面坍塌的泥土,如不继续坍孔,可恢复正常灌注。如坍孔仍在继续且有扩大之势,应将导管及钢筋骨架一起拔出,用粘土或掺入5%~8%的水泥将孔填满,待孔位周围地层稳定后再重新钻孔施工。 扩孔大多数是由于孔壁坍塌或钻杆摆动过大造成的。
(图1)该桩Φ1500 h=42m钻孔灌注桩桩测试后发现在2.5m左右扩径,二次反射在5m左右,将曲线取18m分析更明显,经开挖验记在2m处扩至1900到3.5m处缩回到1500。
该桩径1400mm,桩长26m钻孔桩,桩身完整,23m处为砂卵石层,孔壁坍塌,造成扩径,呈反向反射,但未见桩低反射,下图曲线在23m呈反相扩径,可见26m处桩底反射。Ⅰ类桩。
(图2)该桩径1200mm,桩长18.3m,桩强度C25。在灌注桩成桩过程中由于孔口偏位校正而使桩浅部扩大造成扩径。实际灌入混凝土33m3。( 设计仅22m3)。充盈系数为1.5。从测试波形可见2-5m严重扩径。并出现多次反射。取芯验证桩身完整.砼强度足设计要求。
(图3)该工程为桩径Ф1000、桩长14.3米的钻孔灌注桩,地表下为淤泥质粘土,5.5~6.5米左右为砂卵石层,下面又为软塑状土,测试所有的曲线在6米左右处均有明显反向反射,施工充盈系数正常,不存在扩孔,故此反向为地层反应,(Ⅰ类桩)。
该桩径1000mm,桩长26m,混凝土强度C25,R3-2桩:波形规则,可见桩底反射,为I类桩,但对R3-1 桩测试,发现在17m左右严重扩径,约20m处有同相反射(似桩底),见不到桩底反射,经了解查实,钻孔至18m时,因发现塌孔无法钻进,施工单位把测绳剪去6m通过验深,使验孔深时末发现,被动测查出,定为III类.
3.2、桩顶空心及浅部离析
产生桩顶空心的因素有:导管插入混凝土中的深度较大,混凝土坍落度小,桩顶空心呈不规则漏斗形,其深度、位置与导管拔出时的位置、桩顶混凝土状态有关。导管埋得太深,拔出时底部已接近初凝,导管拔上后砼不能及时冲填,造成泥浆填入。防止桩顶空心灌注结束前导管插入混凝土中深度不超过6.0m;灌注结束后,导管拔出混凝土之前,导管上下活动几次,幅度不超过50cm,或者用机械、人工振捣桩顶混凝土,时间不超过20s.尽可能缩短灌注时间,避免使桩顶混凝土产生假凝现象、降低桩顶混凝土的流动性
(图4)该桩径800mm,桩长33m钻孔桩。设计强度C25,通长钢筋笼,初测在60-90公分处有较强同相反射,经开挖在60-80cm处细粉砂夹泥,范围占桩径1/2,开凿后再复测,波形正常,桩身基本完整。
(图5)该桩径1200mm,桩长45m,桩设计混凝土强度等级为C25,经测试发现曲线呈低频振荡,其应力波在桩头开始无按一维杆件的传播特征,判为桩头浅部强度低或局部离柝,经取芯验证,0~1m岩芯松散,1~2.7m岩芯有气孔,强度低,2.7m以后岩芯强度达到要求,芯样完整。
3.3 断桩
钻孔桩断桩主要由二次浇灌或受较大外力作用等原因,缺陷相当严重,检测时发现它却较为容易。
该钻孔灌注桩桩径700mm,桩长54.9m,砼强度C25,由于地下室开挖,造成部分桩断裂,桩头倾斜,经测试曲线呈等距多次同向反射,经开挖在1.6m处断裂,曲线呈多次同相等距反射。
4、结论