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摘要:樁基基礎是各類建筑物的常用基礎形式,樁基礎質量好壞直接關系到建筑物的安全,對樁基施工質量檢測以保證工程質量至關重要。本文結合—工程實例,對確定檢測方案、提高檢測精確度、質量問題分析等多方面提高樁基工程質量檢測的可靠性進行了分析。
關鍵詞:樁基,質量檢測,可靠性,精確度
1、 引言
樁基隱蔽于地下,樁基質量好壞直接關系到建筑物的安全,對樁基施工質量檢測以保證工程質量至關重要。通過質量檢測可及時發現和消除樁基工程質量隱患,質量檢測是控制樁基質量的重要手段。但在工程實踐中,有的由于對檢測方法了解不多或使用不當,或者因不重視而使用存在著隨意性,造成有時樁基工程質量檢測的可靠性不高,給工程留下了隱患,甚至造成質量事故,所以,提高樁基工程質量檢測的可靠性有著重要意義。
2 、確定合理的檢測方案
確定出檢測方案是樁基質量檢測工作的重要環節,對具體工程而言,檢測方案包括選用何種檢測方法、檢測先后次序、檢測數量、檢測樁定位等。
2.1一般原則
合理的檢測方案是是對提高樁基質量檢測可靠性的有力保障。要根據樁型、施工工藝、地質及場地條件、建筑樁基安全等級等因素確定檢測方案,選擇合適的檢測方法,并且要考慮多種方法相結合使用,取長補短,檢測樁數首先應滿足規范要求,這樣檢測的可靠性才有保證。一般地,樁基工程應先進行成樁質量檢測,后進行承載力檢測。成樁質量檢測一般采用反射波法(小應變法)進行樁身完整性普查,根據普查結果,再選擇一定數量的樁身質量較差的樁(II類以上)做靜載試驗、高應變動測法(大應變法)或鉆孔抽芯法檢測。承載力檢測以靜載試驗為準。確定檢測樁位還應考慮選擇施工質量有懷疑及設計認為重要或巖土特性較復雜部位的樁。
2.2檢樁檢測方法
(1)鉆、沖孔灌注樁。根據該類樁的特點,可先采用反射波法普查樁身質量,成樁質量檢測還可考慮采用鉆孔抽芯法和聲波透射法。
(2)挖孔灌注樁。先用反射波法普查,再用鉆孔抽芯法檢測,重要的建筑樁基還應采用靜載試驗檢驗樁承載力。
(3)預應力管樁。可先采用高應變動測法檢測,再做靜載試驗。也有的用反射波法檢查管樁的樁身質量,但實踐證明仍有不足之處,需繼續總結經驗。
3、提高檢測精
提高檢測的精確度,是提高樁基工程質量檢測可靠性的基礎,只有檢測精確度提高了,才能提高檢測可靠性。采用不同的方法進行檢測提高精確度有不同的要求。下面對幾種常用檢測方法就如何提高檢測精確度做些論述。
3.1 反射波法
3.1.1 測試系統要有好的配套性
測試系統各部分應匹配良好,信號采集儀整機要有足夠的動態響應(O~50kHz),傳感器的幅頻曲線有效范圍應覆蓋整個測試信號的主體頻寬。
3.1.2 做好現場測試工作
(1)樁頭應進行處理。鑿去樁頂浮漿、松散或破損部分,樁頂表面應平整干凈無積水,樁頂材質、強度、截面尺寸應與原樁身等同。
(2)安裝好傳感器。傳感器應垂直牢固地安裝在樁頂面上,安裝點附近不得有缺損或裂縫,否則將嚴重影響測試信號質量。
(3)合理設置采樣時間間隔、采樣點數、增益、濾波等。
(4)應針對不同的測試對象采用不同的激振方式。小樁采用較小的錘敲擊,大樁采用較重的錘或力棒敲擊;當檢測長樁的樁底反射信息或深部缺陷時,沖擊入射波脈沖應較寬,當檢測短樁或樁的淺部缺陷時,沖擊入射波脈沖應較窄,同時采樣時間間隔應較小。圖1、圖2為同根樁兩種信號效果,圖1為沖擊入射波脈沖較窄信號,淺部4.5m缺陷明顯,圖2為人射波脈沖較寬信號,無淺部缺陷反射,可見不同的激振方式會直接影響測試結果。
(5)每根樁應有多個檢測點,并隨樁徑增大,檢測點應適當增加。(6)采集的信號應滿足:① 信號無不合理振蕩等干擾。②除斷樁外,信號尾部應歸零。③ 同根樁不同檢測點信號~致性要好。圖3信號疊加了高頻干擾,會影響對信號的判讀,為無效信號。
3.1.3 對信號進行合理的分析
3.2高應變動測法
3.2.1做好現場檢測工作
(1)正確安裝傳感器。傳感器安裝位置要正確,安裝處樁面應平整光滑無缺損,且其材質和截面尺寸應與原樁等同;應變和加速度傳感器的中心應在同一水平線上,兩者之間的水平距離不宜大于10cm傳感器中心線應垂直于樁中軸線,且其軸線應與樁軸線平行,安裝完畢后,傳感器應牢固且緊貼于樁表面,應變傳感器初始變形值不得超過規定值,加速度傳感器不應有懸臂現象,確保穩定。
(2)采集可靠信號,保證信號質量。現場采集的信號是后續分析和承載力計算的依據,信號是否真實可靠將直接影響到計算承載力的可靠性,質量差的、無效的信號將引起誤判或承載力值誤差。現場信號的可靠性應符合:①信號沒有各種干擾,即沒有不規則毛刺和振蕩、不削頂等。②F(t)曲線和zv(t)曲線在起始段應基本重合。③F(t)曲線和zv(t)曲線尾部應歸零。④ 為充分激發土阻力,打擊力應足夠大,每次錘擊作用下,貫入度不宣小于2.5mm,最大動位移應大于5mm。圖4信號F(t)曲線和zv(t)曲線起始段不重合,尾部也不歸零,信號的可靠性極差,用于承載力計算會導致誤差。
3.2.2 測試數據分析
嚴重偏心錘擊、傳感器出現故障或傳感器安裝處混凝土開裂、出現塑性變形等情況,其信號不得作為分析計算依據,否則會導致結果不合理或誤差較大:合理輸入各種計算參數,特別要正確選取Jc值,Jc值對承載力計算結果具有決定性作用,又是個受人為因素影響較大的經驗系數,可參考表1取值,但也應結合地區經驗,且要有動與靜對比或曲線擬合分析結果作依據,同一場地相同樁型和尺寸時,極值與平均值之差應控制在0.1以內。最后,應選取最合理的分析曲線作為case法的分析結果。
每根樁應采集到幾錘可靠的信號,且信號的一致性及重復性良好時,才可結束試驗。
3.2.3 曲線擬合法
擬合分析完成后,計算曲線應與實測曲線吻合,且樁側摩阻力和樁端阻力取值應在巖土工程合理范圍內。
3.3 靜載
3.3.1儀器設備要求
試驗用的百分表、壓力表和干斤頂須定期計量檢定,合格方可使用:壓力表一般應采用0.4級精密壓力表,測量沉降采用精度為O.01mm、量程為30~50ram 的百分表;干斤頂和壓力表量程應與試驗荷載相匹配,最大試驗荷載值落在壓力表量程的1/5~4/5為合適。
3.3.2 現場試驗
(1)采用堆載的場地應壓實平整,地耐力應滿足要求,堆載重物應在試驗前一次性加上,并確保重量為樁預估極限承載力的1.2倍。
(2)試樁、壓重平臺支墩邊和基準樁兩兩之間的距離要求≥4d且 m(d為試樁直徑或邊長);基準樁的設置應保證不產生豎向變位,不受試樁下沉影響,基準梁應有足夠的剛度。
(3)沉降觀測應至少對稱安裝2個百分表,大直徑樁應安裝4個百分表,以消除樁不均勻下沉的影響,測表應垂直安裝。
(4)當采用多個千斤頂加載時,應使干斤頂的合力通過試樁中心,以免使樁偏心受壓,影響試驗結果。4 、正確分析和處理質量問題
樁基工程質量檢測中有時會檢查出一些質量問題,如樁身有缺陷或樁破壞承載力達不到設計要求等。當出現質量問題時不應不加分析地簡單處理了事,而應認真對待,采取擴大抽檢或采用其它方法進一步檢驗,對問題樁也可再結合別的方法進行檢查,總之,要查明產生質量問題的原因,弄清究竟是個別樁問題,還是整批樁問題;是設計問題、施工問題,還是地質問題等,然后有針對性地采取處理措施,這樣才能消除質量隱患,提高檢測結果的可靠性。某樁基工程采用錘擊預應力管樁,樁長約40m,設計極限承載力為3300kN,樁端持力層為強風化花崗巖。該工程場地土層上部分布有34~38m的巨厚飽和流塑狀淤泥,淤泥層下為粗砂、殘積層或強風化巖層以及中風化花崗巖。基樁施工完畢后,抽取二根樁做靜載,其中一根樁試驗破壞了,其試驗結果見表2。該樁實際極限承載力為1320kN,僅達到設計的4O%,破壞后殘余油壓值為875kN。
業主召集有關人員對質量問題進行分析,并采取了處理措施。根據試驗情況,確定該樁破壞是由樁身材料受壓破裂所致,決定對該樁再用反射波法進一步檢查,檢查結果為該樁樁身完整,所以推斷該樁是在樁端破碎,而破壞的真正原因是“上軟下硬”的特殊地質條件造成的,其淤泥層與中風化巖層之間僅有20cm粗砂層,證明地質條件的特殊性,在這樣特殊的場地施打管樁,樁穿越薄的過渡層直接打在堅硬的中風化巖層上,樁容易破損,尤其是在樁端更易破損,因此種情況施打管樁,樁端所受壓應力最大,接近于樁頂的2倍。 最后按打樁時最后三陣貫入度小(~<20mm)的條件,抽取一批樁做高應變動測,又檢查出二根樁端有明顯缺陷的樁,從除了質量隱患,提高了檢測結果的可靠性。 5、結束語:因此,樁基工程質量檢測關系建筑物安全的重要問題,而且還是一項復雜細致和涉及環節多的工作,須合理確定檢測方案、提高檢測精確度和正確分析及處理出現的質量問題,只有各個環節都做好了,才能真正提高樁基工程質量檢測的可靠性,從而盡可能地消除樁基工程質量隱患,確保建筑物安全。
級別:北大核心,JST,CSCD,CSSCI,WJCI
ISSN:1002-2104
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ISSN:2352-4928
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ISSN:0960-7412
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