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桩基检测论文优选九篇

时间:2022-08-19 23:47:35

桩基检测论文

桩基检测论文第1篇

1.1静力负载检测法

直接在桩基上逐级施加各种不同的负载,观察桩基在负载下的位移情况,通过计算得出桩基的承载力水平,以此评价桩基的质量。一般多采用锚桩法,地锚法和孔底预压法来进行静力负载测量。

1.2超声波脉冲检测法

超声波脉冲检测法是从混凝土检测中引申出来的检测方法。基本原理是在桩基混凝土灌注长度方向上,安设一些专门的测量仪器以及管道,配备好超声波接收装置以及能量转换装置,测量过程中,超声波探头在管道中移动,通过仪器可以收集到不同深度下桩基横截面灌注混凝土的部分性质参数,然后按照超声波测量原理分析桩基的整体质量水平。

1.3钻芯检测法

钻芯检测法一般用于直径比较大的钻孔灌注桩基的检测。在桩身上用地质钻机在长度方向上取样,对样品进行检测,并通过一定的计算方法来拟合整个桩基的质量。钻芯检测法可以检测桩基的基本长度,检测灌注混凝土的物理强度,桩底的基本沉渣情况,分辨桩体岩石的性状,并且可以观察桩体的基本完整程度。钻芯检测法的弊端主要在于消耗设备较多,周期长,如果采样密度设置不合理,可能导致大量的资金浪费,所以一般抽查密度为总桩基数量的5%左右。

1.4其他方法

除了以上三种外,使用比较常见的就是射线检测法。射线检测法主要利用了放射性同位素的一些物理性质,通过不同混凝土条件下的辐射吸收量以及辐射散射等,判断被辐射混凝土是否存在缺陷,存在何种缺陷。该方法需要选择合适的放射性同位素作为放射源,使用放射性射线接收设备来检测射线穿过混凝土的各项参数,以此来判断桩基的质量。

2建筑工程中桩基检测主要存在的问题

2.1施工工艺以及技术方面存在的问题

桩基检测过程中,检测数据应当能够直接反映出桩基性能如何,而在一些测量过程中,对于检测变量的控制不足,导致部分数据受到多个质量因素的影响,而无法直接的反映质量问题,或者对于质量问题的描述有偏差。技术上在使用低应变检测法时,采集曲线一致性差,锤重和落距的选择不够精准,锤击力不足,在分析时选择的参数不合理,这些也都导致了桩基检测时质量描述出现误差。桩基检测过程中,检测数据应当能够直接反映出桩基性能如何,而在一些测量过程中,对于检测变量的控制不足,导致部分数据受到多个质量因素的影响,而无法直接的反映质量问题,或者对于质量问题的描述有偏差。

2.2施工条件以及环境方面存在的问题

很多建筑工程在桩基检测后,报告内容不是很规范,不能反映出全部的问题,技术水平和基本结论可用性较差,不具有权威性和规范性。很多建筑工程中图方便,虽然做了相关的检测工作,但是检测内容都有所不同,检测工作的执行也缺少规范的约束,一些重要的观测标准和设备精度,都极大的影响了最终的数据。而且在测量过程中,因为外部因素的影响需要重新测量,原有的记录随便修改,导致测量工作误差比较大。检测单位的专业技术水平很难保证,检测工作的效果也受到影响,很多检测单位因为检测报告撰写不够完整,使得失去法律效率,不具有检测资料的指导性,对工程质量的评估影响较大。

3解决策略的研究

3.1在静力负荷检测过程中

适当的改进平台结构,提高检测平台的稳定性,适当降低平台与桩基周边的接触面积,使应力满足测量需求,确保平台测量过程中不会因为平台的状态影响最终的测量数据。

3.2周期负载的频率与负载作用时间需要一定的协调

较低的频率作用较长的时间,能够更好的拟合实际状态,确保桩基土层性能与静止状态一直。同时,还可以采用试桩法,动静结合进行周期负载的测量更为准确。

3.3政府部门主要加强对桩基测量工作的监督

制定相关的规定以法律条文,让建筑工程能够按照一定的行为规范进行检测,确保桩基检测工作能够更加全面。如果检测工作与实际验收条件不符,应当不予验收,在确定完全合格后才能批准后续的工作,这样才能保证桩基检测工作的统一性和规范性,严格保证建筑工程的整体质量。

3.4提高检测单位的专业技术水平

在传统桩基检测方法应用的基础上,不断研究新的测量方法,提高测量精度和效率,同时引进先进的测量仪器,定期组织测量人员的技术培训,保证上岗人员都具有相应的检测工作资格,能够按照行业规范以及技术要求进行测量,保证测量结果的准确性和有效性。

4结语

桩基检测论文第2篇

关键字桩基无损检测 超声波 低应变

中图分类号:TU473文献标识码: A

1、概述

目前在国内基础建设相关领域,桩基仍然是最常被采用的基础形式。针对桩基施工过程中常产生的离析、夹泥等缺陷,目前桩基浇筑成孔后的无损性试验检测主要有超声透射法和低应变检测法,本文针对山西某大桥桩基的超声、低应变检测结果进行分析,并通过现场开挖、超声透射法进行验证。对超声、低应变桩基完整性检测的结果判别方法进行讨论,为其他类似工程的实施提供一点参考与借鉴。

2、无损检测原理及标准波形

2.1低应变检测原理及标准波形

低应变检测是以线弹性杆的一维波动理论为基础的,通过在被检测桩基施加的击打力,在桩基中产生波动,当波动在桩基传播过程中,遇到桩基外形产生较大差异或桩体密度等产生较大差异时,波形也会随之产生变化的原理进行检测。根据上述理论,在实验室条件下,完整优良的桩基的低应变检测标准波形如下图1所示。即桩基类型为Ⅰ类桩时,检测波形应符合桩基的波形规则、有明显的桩底反射波,且波速在所用混凝土正常波速范围之内,桩体本身结构规则、完整。

图1典型基桩低应变检测速度波形

2.2超声检测原理及标准波形

检测仪器发射器产生脉冲波——超声波在被检桩基中传播——波形在桩基形状变化处产生相应变化——相应的接收仪器——分析波形变化所包含的信息。此为超声波检测桩基的一般理论,同时也是桩基超声检测的一般步骤。当被检桩体 存在不练学界面时,会在缺陷面处产生透射和反射;当桩体内存在松散、蜂窝、孔洞时会产生波的散射与绕射;根据波的初始到达时间对比波本身的传播特性、畸变情况以及其他声学参数的变化,可以推测被检桩体混凝土的密实度参数。在实际检测中最常用到的几个超声检测判别参数分别为声速、声时和PSD参数。按照此种检测方法的理论,超声检测桩基的标准波形如下图2所示,即各检测剖面的声学参数均无异常,无声速低于低限值异常可判定被检桩体为Ⅰ类桩。

图2 典型基桩超声波检测波形

3、山西某工程桩基无损检测实例

3.1低应变检测实例

3.1.1桩基概况

山西某大桥的0#桥台采用桩基础,桩基长度为10.2m,桩经为1.2m,采用C25混凝土,此大桥所处地质情况为0~3m为素填土,3~8.6m为黄土,8.6~14.7m为强风化砂岩,采用低应变检测的方法进行成桩检测。

3.1.2检测结果分析

下图3为0#桥台2#桩基低应变检测的实测波形典型结果,整个桩基实测波速为3928m/s,正常C25混凝土的波速值一般在3600m/s~4000m/s,说明桩体本身混凝土较均匀且强度符合要求。从波形看,在距桩顶3.9m左右处,波形有明显的“先下后上”的趋势,按照低应变桩基检测缺陷的一般判别标准,此处为桩基扩径或者地质情况有明显变化,再参照上处的地质情况,桩顶以下3~8.6m均为黄土,即地质情况未有明显变化。初步可以判定此处为良性缺陷桩基扩径。综合判定此桩基为Ⅱ类桩,即桩身缺陷轻微,不影响桩身结构承载力的正常发挥。通过后期对此桩基进行开挖验证,此桩基在3.8m~4.1m处,有不规则扩径,符合前期依据低应变检测结果对桩基性状的判断。

图3桩号0-2#,桩长10.2m,桩径1.2m

3.2超声波检测实例

3.2.1桩基概况

山西某大桥的2#桥墩3#桩基,桩基长度28.5m,桩经为1.5m,采用C25混凝土,大桥所处地质情况为0~3.5m为素填土,3.5~9.1m为黄土,9.1~17.7m为强风化砂岩,17.7m~30.3m为中风化砂岩。桩身预埋3根声测管,两两互测通过三个剖面的检测结果对桩基进行判定。

3.2.2检测结果分析

实测桩体三个剖面的波形结果如下图4所示,从波形上看,桩底以上0.8m,在检测的三个剖面,波形均出现较大波动或缺失,PSD值同时产生较大波动,同时波速出现明显的降低,正常C25混凝土的波速值一般在3600m/s~4000m/s,而桩基底部疑似缺陷处的波速均为约为3100m/s左右,明显低于正常波速值,可以判定此处为较为明显的桩基缺陷,桩基缺陷初步判定为混凝土离析、夹泥。综合判定次桩基为Ⅲ类桩,即某一检测剖面连续出现多个测点的声学参数异常;两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现异常;局部混凝土声速出现低于低限值异常。通过对施工过程的调查采访,确定在桩基的浇筑前,桩基底部曾有部分沉渣未清除,从而确定了桩基缺陷产生的原因,为桩基的取芯、加固等处理措施提供了依据。

图4 桩号2-3#,桩长28.5m,桩径1.5m

结论

本文通过对山西某工程的两例桩基检测实例,对桩基的两种无损检测方式进行了简单的介绍、分析与讨论,并通过开挖等验证的方式,验证其检测结果的准确性。为桩基无损检测的理论研究与工程实践提供了经验,有部分借鉴与学习的意义。

参考文献

【1】《桩基工程手册》编写委员会. 桩基工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1995.1-7.

【2】杨世如 .超声波透射法在钻孔灌注桩检测中的应用。上海:上海地质,2003年第4期-47

桩基检测论文第3篇

关键词:反射波法缺陷诊断曲线特征

1 低应变桩基检测概述

低应变反射波法以一维波动理论为理论基础,视桩周土对桩的支承作用于为桩底一作用力,通过频域分析和时域分析来判定桩体的缺陷类型。通常反射波法是根据缺陷反射波的相位,将桩身缺陷分为缩径类缺陷和扩径类缺陷,而不做具体缺陷性质或名称的判断。我们只要对缺陷反射波的曲线特征进行深入分析,并对各种可能形成缺陷的地质、施工环节与成桩后的养护环境及外力作用进行研究,就有可能做出具体缺陷种类的判断,这样有利于对缺陷的验证与处理。

2反射波检测的缺陷成因及缺陷特征

基桩中常见的缺陷有:蜂窝、离析、缩径、扩径、夹泥(层)、断裂。现对各种缺陷产生的原因和条件以及反射波的曲线特征分别加以分析。

1)蜂窝状缺陷:一般是由于配料不当,或是井壁掉下的泥、砂及残留在桩体中的浮渣和浮浆等造成。由于这些小孔洞是分散在胶结较好的混凝土中,激振波的一部分成为反射波返回桩顶;一部分被散射;一部分直接透射或绕射到达桩底,再反射回到桩顶。所以,有振幅较小的同相缺陷反射波与振幅更弱的同相(持力层为土层或强风化层)或反相(持力层为中风化岩)的桩底反射波。桩身平均纵波速度稍低于完整桩。

2)离析类缺陷:混凝土搅拌不均匀,运输路径太长,混凝土受水冲泡等,使粗骨料集中在一起,造成桩身混凝土离析。在离析类缺陷的顶界面上产生同相反射波,在其下界面上产生相对较弱的反相反射波,当其出现在深部时为单一衰减型正弦波。在浅部时多为合成波。

3)缩径类缺陷:当桩孔穿过遇水膨胀的土层时,桩孔四周该土层遇水后向桩孔中凸起,使该处的桩径缩小。此外,当桩身穿过含承压水的地层时,由于地水的不断冲刷,使混凝土的砂浆流失,产生缩径。在缩径类缺陷的顶界面上产生同相反射波,在底界面上产生相对较弱的反相反射波,振幅的大小与缩径的大小有关。此类缺陷与离析蜂窝类缺陷的根本差别是:激振波可以通过桩身中部到达桩底产生反射波回到桩顶,桩身平均纵波速度正常。

4)扩径类缺陷:在容易崩落土层中能产生扩径;基桩复打时能在遇水膨胀及松软土层处产生扩径;在岩石中爆破成孔也常常产生扩径。扩径部分上界面产生反相反射波,下界面上产生相对较小的同相反射波。

5)断裂类缺陷:致使桩身断裂的原因较多。主要有跳打不合理造成的邻桩挤压断裂或土体隆起将桩拔断;灌桩过程中较长时间停工,继续施工形成浮浆将桩隔断。混凝土浇灌时拔管过快容易造成断桩;挖土机开沟将桩拉断等外力作用下造成断桩。桩身断裂,裂口充水或充气,反射系数很大,反射波很明显,振幅大。若断裂面平整、断裂面到桩顶的距离不太大,能在检测曲线上出现3次以上反射。

3 桩基检测应用实例

实例1:下面一组是实际工程中的检测波形。

(1)图3-1所示桩判定为完整桩,桩长12.5m,桩径为1.3m,砼标号C20,波速砼为3400m/s,波形光滑,无缺陷反射波,桩底反射信号明显,是一典型完整桩波形。

(2)图3-2所示判定局部缺陷桩,桩长6.2m,桩径为1.1m,砼标号C25,参考波速为3800m/s,根据低应变检测的曲线的特征进行分析,得出结果是3.2m处严重离析,开挖后发现地下有一泉眼,桩在2.4~3.2m段严重离析走浆,靠近泉眼处桩身侧面局部严重缺损。

图3-1 完整桩波形 图3-2 局部缺陷桩波形

(3)图3-3所示桩判定为夹泥桩,桩长6.6m,桩径为1.1m,砼标号C25,参考波速为3800m/s,根据曲线特征进行分析,得出结果是4m处严重夹泥,开挖后在桩3.8m~4.2m处有近1/3面积夹泥,无混凝土,证实了测量结果是正确的。

(4)图3-4所示为断桩,桩长9.5m,砼标号C20,参考波速为3500m/s,该曲线振幅大,反射明显,根据曲线特征进行分析,判定结果是6.5m处断桩,开挖后得到验证。

图3-3夹泥桩波形图3-4 断桩波形

实例2: 某厂房工程采用钻孔灌注桩基础。其中某桩,桩长9.5m,桩径Φ1400mm,设计砼强度等级C25,持力层为中风化砂岩。

图3-5为该桩的低应变实测曲线,低应变曲线显示桩底有强烈的同向反射,怀疑桩底质量较差,为此进行了钻芯法验证。钻芯结果显示,该桩底部与持力层基岩接触较好,桩底沉渣厚度符合规范要求。经分析, 认为反射波系由桩底砼与基岩之间很薄的一层泥皮引起。说明低应变法在判断桩底接触情况时不易把握,但如果桩底为明确的反向反射信号,则可以肯定桩底接触很好。

图3-5 低应变反射曲线图

实例3、某铁路桥桩,桩长40.5m,桩径1.0m,C30混凝土,摩擦桩,做低应检测(如图3-6),经低应变曲线分析,桩头往下约4.8m处有严重缺陷。用声测法检测对比。桩头往下12面在4.5m-5.3m处声时声幅异常,23面在4.7m-5.5m处声时声幅异常,以低应变分析结果相符,后经调查,该桩在灌桩时最后一车混凝土间隔时间太长,分析造成混凝土离析。

图3-6 低应变反射曲线图

该实例说明通过低应变反射波,结合工程实例可以对混凝土的离析类缺陷做很好的判定。

5结论

通过缺陷分析及检测实例可以看出:

1)低应变法对桩基浅部缺陷较敏感,但受地质条件影响较大,所以低应变反射波法适用于地质条件简单、桩长小于50m或桩径小于115cm以下的桩基完整性检测,也可用于大面积桩基质量普查。

2)反射法具有检测快捷方便、效率高、能够实时做出判断。可用来检查桩身完整性,并可检查缩径、扩径、夹泥、断桩、空洞、离析、沉渣。

4)低应变反射波法受到的干扰因素较多如:桩身截面突变、激振方式选用、桩头的处理情况等都会对判别结果造成影响。

5)在应用该法检测时对于大直径桩、长径比很小的桩,应注意其尺寸效应,不能完全用一维理论来解释,可采用增加检测点、与其它检测方法相互校核的方式进行。

【参考文献】

罗骐先,桩基工程检测手册(第二版),人民交通出版社,2004年

张宏,灌注桩检测与处理,人民交通出版社,2001年5月,第一版

程瑞新,低应变反射波法基桩检测的理论研究与应用,中南大学硕士论学位文,2009年5月

贺占海,低应变反射波法桩身完整性检测的理论与实践,天津大学硕士学位论文,2005年8月

高嵩,声波反射及透射技术在基桩完整性检中的应用,吉林大学硕士学位论文,2010年12月

徐明江,灌注桩检测方法的选择及各检测方法的差异分析,广州建筑,2008年,第二期

桩基检测论文第4篇

关键词:基桩 完整性 波动理论 直接法间接法 验证检测

中图分类号:TU473.1文献标识码:A

1前言

基桩按桩身材料可分为混凝土桩、钢桩及组合材料桩。目前桩身完整性检测主要针对混凝土桩及钢桩。桩身完整性检测常用方法有低应变法、声波透射法、高应变法等间接检测法,还可以根据实际情况采用钻芯法、开挖法、静载法等直接法验证检测。直接法检测结果直观、可靠,但由于现场工作量大、成本高,抽检数量、抽检比例小;间接法较直接法简单、成本低,所以它可以根据概率统计方法的要求,选取足够数量的样本进行试验。由于间接法是通过理论进行推论,其结果可靠性显然不如直接法,所以间接法必须通过与直接法的结果进行比对验证,方可进一步完善理论、改进检测方法、完善仪器设备、提高人员素质。

本文对同一根钻孔灌注桩采用低应变法检测桩身完整性,同时以钻芯法、单桩竖向抗压静载试验、开挖验证等多种直接法进行对比验证,以验证低应变法检测桩身完整性的可靠性。

2反射波法基桩完整性理论

基桩低应变完整性检测采用反射波法,其基本原理将桩视为一维均质的连续线弹杆件,在桩顶施加一瞬间冲击力后,产生沿桩身向下传播的弹性波。根据弹性波理论,弹性波的传播应满足下列方程:

沿桩身传播的反射波当遇到桩身广义波阻抗变化时,将产生反射和透射,反射波传至桩顶,被安装在桩顶高灵敏度传感器接收,并传输给仪器,经仪器接收、放大、滤波和数据处理后,可识别来自桩身内各波阻抗界面的反射波波形特征(能量、初至、相位、振幅和频谱)及反射波时间,计算桩身混凝土波速,推定桩身完整性和评定桩身质量。

当桩出现缺陷后,桩间产生不同程度的反射,从而造成缺陷子波在反射波曲线中的叠加,使得桩的时域波形复杂化,但如果桩底的反射能较清楚的分辨,便可采用欠阻尼检波器来采集应力波反射信号,再根据波的衰减峰-峰值的比较和桩底幅值以及初始幅值的对比来估算缺陷的范围和大小。

3基桩完整性评判实例

宁波某学校宿舍楼,总建筑面积约12576.5m2,由两幢高层组成,基础采用钻孔灌注桩基础。对该工程进行低应变法检测时发现6根试桩波形异常,为此对其中5#桩进行钻芯法验证检测,后对该桩进行单桩竖向抗压静载试验,最后再次开挖验证桩身质量。该试验桩概况见表1。

试验桩概况表表1

3.1低应变检测成果

采用基桩动测仪进行基桩低应变检测,5#试验桩低应变检测曲线见图1,波形显示该桩在3.06m左右严重缺陷,为此采用钻芯法进行进一步验证。

5#桩低应变检测曲线图1

3.2钻芯法检测成果

钻芯法检测采用XY-1型钻机,钻头采用外径Ф110金钢石钻头。在位于5#桩中心15cm处开孔,钻取5m深度芯样并进行抗压强度试验,芯样描述及抗压强度见表2,芯样照片见图2。

钻芯法检测结果表明,该桩不仅在3.0m~3.75m左右混凝土胶结差、芯样存在严重破碎现象,而且取芯长度范围内混凝土强度严重不足,为此采用静载试验进一步对桩身质量及桩身承载力进行验证。

混凝土芯样描述及抗压强度表2

5#桩芯样照片图2

3.3静载试验验证成果

静载试验荷载由预制混凝土块堆载反力平台提供,试验采用慢速维持荷载法。5#试验桩设计极限承载力为3600kN,加载到第4级1860 kN荷载时,该级沉降及累计沉降均很正常,在施加第5级2160kN荷载时,桩身急速下沉,千斤顶荷载无法稳定,试验终止,其Q-s,s-lgt曲线见下图3。

静载试验表明,桩身质量是导致静载试验未达到设计要求的主要原因。

5#桩静载试验曲线图3

3.4开挖验证成果

为验证桩身质量,静载试验结束后,采用挖机及人工对5#试验桩进行开挖,开挖后照片见图4。从开挖情况看,该桩在3.0m~3.75m混凝土中石子含量明显偏高、桩身在该深度大面积出现碎裂现象;3.75m以下混凝土质量稍有好转,但配和比仍明显欠佳且混凝土浇筑质量较明显缺陷,空洞、蜂窝较为严重。

5#试桩开挖验证照片(开挖至3.0m左右时)图4

4结语

验证检测是指对检测中出现的缺乏依据、无法或难于定论的情况,采用同种或其他种方法进一步检测确定。基桩验证检测一般有以下几种情况:

1)目前基桩完整性检测方法无法检测的或检测效果不好的桩。对这种类型的桩,一般采用静载试验验证基桩质量是否满足设计要求。

2)高、低应变检测无法对桩身缺陷程度准确判定的桩或Ⅲ类桩。可根据实际情况采用静载、钻芯、开挖等方法验证检测。

3)高应变检测无法对基桩承载力准确判定的桩。如高应变检测中出现的桩身质量有严重缺陷的桩,应采用静载试验进一步验证。

4)检测结果与工程地质勘察有很大差别的桩。如高应变检测波形表现出竖向承载力性状明显与勘察报告中的地质条件不符合,应采用静载试验进一步验证。

参考文献:《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003. 中国建筑工业出版社,2003.6

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011.中国建筑工业出版社,2012.3

桩基检测论文第5篇

关键词:建筑工程;桩基检测;承载力

中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:

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。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。

(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,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。

(5)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.

桩基检测论文第6篇

【关键词】超声波透射法;低应变反射波法;桩基检测;一致性

随着工程建设事业的蓬勃发展,铁路、公路、港口码头及城市建设得到了迅速发展。桥梁、塔架、重型构筑物、堤坝、高层建筑及海上采油平台以及核电站等工程大量采用桩基础,桩基础己经成为了一种应用最广泛的基础形式。但基础质量的好坏直接关系到主体结构的质量安全,但因其属于地下或者水下隐蔽工程,施工的质量较难控制,因此对桩基的质量进行检测就变得非常必要。

一、超声波透射法与低应变反射波法概述

(一)超声波投射法

超声波透射法是指在混凝土灌注桩中预埋声测管,并在声测管之间发射、接收高频超声波信号,通过检测超声波在混凝土介质中传播的时间、PSD、频率和波幅等声学参数,与标准值进行比较,并需要工程检测人员的一定经验,来判定桩身完整性以及缺陷类型、位置、严重程度等的检测方法。

(二)低应变反射波法

低应变方法目前主要采用的是反射波法,反射波法源于应力波理论,基本原理是利用手锤(或力棒)在桩头施加一小冲击扰动,激发一应力波沿桩身传播,应力波在沿桩身传播过程中,当遇到桩身存在明显波阻抗界面(如桩底断桩、严重离析等)或桩身截面变化(如缩径、扩径)时,应力波就会发生反射,利用安装在桩顶的加速度计或者速度计接收由初始信号和由桩身缺陷或者桩底产生的反射信号组合的时程曲线(或成为波形),通过对带有桩身质量信息的波形进行处理和分析,并结合有关地质资料和施工记录做出对桩的完整性的判断。

这两种方法不但在理论上存在一致性,在实际工程施工检测方面也均具有巨大优势。设备易于运输、检测手段较为成熟、效率高且成本低等都是超声波透射法与低应变反射波法的特点。

二、检测实例

(一)工程案例

在某桥梁工程中,由于施工地区的岩石风化现象较为严重,并且桥梁施工地点大多位于跨河道位置。因此在开始施工之前,需要对桥梁基桩进行检测,以确定基桩的性能是否满足桥梁工程的实际需求。为了避免缺陷的错检以及漏检,有效提高检测结果的可靠性。我们选取在建桥梁的7根具有代表性的基桩进行检测,主要采用低应变反射波法和超声波透射法两种方法进行检测。并且通过对检测结果的分析和比较,研究低应变反射波法和超声波透射法在进行桥梁基桩完整性检测中是否具有一致性?

该7根基桩均为摩擦灌注桩,采用旋挖机钻孔,基桩编号按照检测顺序依次编号1,2,3w w 7,桩长(桩初依次为17.0 m (1200mm) ,39.5 m (1800mm)、

40.0 m (1200mm)、32.5 m (1800mm) ,24.0m(1500mm) ,32.8m (1500mm) ,32.5m (1800mm)。

(二)检测结果

1.采用超声波透射法对上述7根基桩进行实地检测之后,检测结果如下:

1号桩,各剖面声速、波幅均大于临界值,波形正常,桩身完整性良好,缺陷数为0;2号桩,各剖面声速、波幅均大于临界值,波形正常,桩身完整性良好,缺陷为0;3号桩,AB,BC剖面在12.25m处声速、波幅值明显低于临界值,其他剖面物理参数均在正常范围内,波形基本正常,缺陷为2;4号桩,BC,BD,CD,AC 4个剖面波幅值在14.6 m处明显小于临界值,9.0m处PSD值异常,21.7m处AC剖面声速值偏低。初判为14.6 m处有夹泥,9.0 m处混凝土离析,21.7 m处有小泥团或小气泡,缺陷为3;5号桩,AB,BC剖面在1.75 m处的声速、波幅值明显低于临界值,波形异常,各剖面在22.4 m处波形异常,初判为均存在少量夹泥,缺陷为2;6号桩,各剖面声速、波幅、波形在10.7m处异常,初判为夹泥;AB,AC两个剖面在桩底处声速值低于临界值,而BC剖面在桩底处的声速值异常升高,初判为声测管倾斜,缺陷为2;7号桩,6个剖面中5个剖面的声速、波幅曲线在桩身17.3-17.6 m处均异常,初判为夹泥,在29.0 m处各个剖面异常,初判为夹泥。缺陷为2。

2.低应变反射波法检测结果

采用低应变反射波法对上述7根基桩进行实地检测之后,检测结果如下:

1号桩,1.4m处有明显缩颈信号,混凝土波速偏低,有明显信号,缺陷数量为0;2号桩, 无缺陷反射波,混凝土波速处于正常范围,无明显反射信号,缺陷数为0;3号桩,8.7m处有明显缩颈信号,混凝土波速处于正常范围,无明显反射信号,缺陷数为1;4号桩,14.6m、21.7m处有缩颈信号,混凝土波速处于正常范围。有微弱反射信号,缺陷数为2;5号桩,2.8m处有轻微缩颈信号,混凝土波速处于正常范围,无明显反射信号,缺陷数量为1;6号桩,10.7m处有轻微缩颈信号,混凝土波速处于正常范围,无明显反射信号,缺陷数为1;7号桩,17.5m处有明显缩颈信号,混凝土波速处于正常范围,无明显反射信号,缺陷数为1。

(三)结论分析

1.理论一致性分析

通过对上述7根桥梁基桩采用低应变反射波法和超声波透射法进行实地检测之后,其检测结果显示,二者在进行检测时理论上具备了一致性,具体表现如下:第一,两者都属于半直接法。在现场原型的基础上进行试验,依靠比较成熟的理论,通过测试手段,同时结合规范规定的理论界限并依靠工程人员的经验判定,加以综合分析最终确定桩基础是否出现质量问题的半经验方法。超声波透射法与低应变反射波法均是依靠某些物理参数的波动变化来判定桩身完整性。引起物理参数的变化原因很多,例如桩身夹泥、离析、断桩以及接桩等缺陷,均会引起波动曲线的变化,因此如果仅从所测的曲线结合规范来进行测判,两种检测方法均很容易造成误判或者漏判;第二,在理论基础中均依附于动测理论。超声波透射法与低应变反射波法研究的都是由于质点运动而引起的机械波,本质上均属于采用动力参数法研究质点由于外界因素的扰动而改变本来的运动状态的方法。

2.实例检测结果一致性分析

经过综合评定:第一,1,2号桩属于I类桩,I类桩的工程性质良好。对于1号桩,若单独采用低应变反射波法,则可能将工程性质良好的大头桩误测为缺陷桩,但两种方法联合使用可以避免误测;第二,3号桩属于II类桩,该桩的检测结果表明,这两种方法的一致性并不是十分良好,有可能出现检测出的缺陷并不重合的现象,也从侧面说明了两种方法联合使用的必要性;第三,4, 5号桩属于III类桩,其中4号桩有3个缺陷,5号桩有2个缺陷,但低应变反射波法仅检测出了4号桩的2个缺陷与5号桩的1个缺陷,其一致性并不明显;第四,6, 7号桩属于IV类桩,对于6号桩,低应变反射波法对于超声波透射法检测的10.7 m的严重缺陷反射信号不明显,对于7号桩两种方法都检测出了浅部缺陷,体现了一定的一致性。

综上所述,虽然超声波透射法与低应变反射波法各自拥有优缺点以及检测的盲区,但是这两种方法无论从动测理论和实测结果上看,均具有一致性。但是目前来看,低应变反射波检测结果并不理想。因此,在实际工程中,应以超声波透射法为主、以低应变反射波法为辅,进行桩基完整性检测,可以确保工程质量。

【参考文献】

[1]吴波.超声波透射法检测灌注桩桩身质量研究[D].上海同济大学,2008

桩基检测论文第7篇

【关键词】基桩;完整性;检测;分析;方法比较

铁路客运专线建设工程中大量使用了桩基础,对桥梁基桩和路基基础工程桩等隐蔽工程质量的快速检测提出了更高的要求。在不破坏基桩结构的情况下,直接在基桩上进行测试或在其内部钻取芯样,检测基桩的完整性、内部质量、推定其强度及质量缺陷,具有快速、简便、直观和无破损等优点的基桩检测技术,在质量检验中得到了广泛的应用。每一种检测技术和方法都是建立在各自理论基础之上的,有其特点,也有其局限性,超出一定的应用范围,就会给其判释精度和判定结果带来较大的误差,有的甚至是误判,影响工程质量的最终评价。近年来,铁路工程基桩检测技术取得了较大的发展,由于各地区复杂的地质条件和不同的桩型、不同的施工工艺,以及各种检测方法的局限性,单一检测方法往往难以作出科学、准确、合理的判断,检测技术的实际应用还需进一步总结。

1.基桩完整性检测方法及特点

目前常用的基桩完整性检测方法有低应变反射波法(又称瞬态激振时域频域分析法)、声波透射法和钻芯法等。

1.1低应变反射波法

1.1.1基本原理

将基桩假定为连续弹性的一维均质杆件,且不考虑桩周土体对应力波沿桩身传播的影响,桩的弹性体振动模型是直杆纵向振动。其原理是在混凝土桩的桩顶施加竖向激振,弹性波沿桩身向下传播,当桩身存在明显的波阻抗差异界面时,将产生反射波,通过实测桩顶加速度或速度响应,籍一维波动理论分析判定桩身混凝土的完整性、桩身缺陷的性质和程度及其位置。

1.1.2技术方法特点

该方法最大的特点是快捷方便、效率高,基本不制约工期,检测费用相对较低,并能够实时做出判断。作为一种快速、有效的检测手段,多年来始终高效应用于铁路基桩质量检测中。但是受弹性波传播特性和激发能量的制约,对于长桩(通常认为是大于50.0 m)的桩底判别比较困难。对于桩身质量和桩长的判别受干扰因素(如缺陷反射、地质变层反射、桩端持力层岩性、桩身截面突变、激振方式选用、桩头的处理情况等)也较多。

1.2声波透射法

1.2.1基本原理

由发射换能器(探头)间断地发出不连续的以一定重复频率(100 Hz或50 Hz)的超声脉冲波穿过混凝土到达接收换能器,接收的声波将携带丰富的有关混凝土结构特性、材料特性的信息,准确测定接收声波的各种声学参数的量值及变化规律,分析判断混凝土的结构完整性。以声波在混凝土中的传播速度、接收信号的振幅、频率和波形特征作为基本判据,判定桩身混凝土桩的质量。

1.2.1.1声速

根据声波首波到达的时间t,发射与接收换能器之间的距离l,按下式计算混凝土的声速c。

c=■

声波在无限体均匀介质中的纵波声速c与介质的弹性模量E、泊松比v、质量密度ρ有关,可由下式表示:

c= ■

上式显示混凝土的声速与其弹性模量正相关。研究表明混凝土的模量与其质量也是正相关,因此混凝土的声速越高,其质量也越好。

1.2.1.2振幅

声波在混凝土中传播时,其能量会逐渐衰减,率减的大小可由接收信号的振幅来表示。声波在混凝土中的衰减主要有吸收衰减、散射衰减和扩散衰减3类。吸收衰减是与质点振动时的阻尼有关,混凝土质量越差,阻尼就越大,吸收衰减也就越大;散射衰减是声波在传播中遇到界面发生散射(漫反射)而引起能量减小,混凝土越不均匀、界面越多,衰减越大;扩散衰减是由声场扩大引起的,它只与传播距离有关。当声测管间的距离一定时,声波的能量衰减与混凝土的质量密切相关,混凝土质量越差,衰减越大。

1.2.1.3频率

发射换能器发出的脉冲声波为复频波,其主频为发射换能器的标称频率。复频波在传播过程中,高频成分比低频成分衰减得快,并且混凝土质量越差,高频衰减越大。因此接收到的信号向低频端漂移,并且混凝土质量越差,接收信号的主频越低。

1.2.1.4波形

超声脉冲波在混凝土中传播遇到缺陷时会产生反射和绕射。当混凝土中存在较大缺陷时,直达波、绕射波和反射波会经过各种不同的路径到达接收换能器,收到的信号是上述各种波的叠加,造成接收信号波形畸变,因此可根据波形分析判断混凝土质量。

1.2.2技术方法特点

声波透射法在公路工程基桩检测中应用较早。近几年来,随着客运专线铁路工程基桩检测的需要,也广泛采用。该方法的优点是检测细致,结果准确可靠,并可估算混凝土强度;检测不受桩长和桩径的限制,对桩长的判定直接有效,受其它的干扰因素也较少;无盲区,声测管埋到什么部位就可检测什么部位,包括桩顶低强区和桩底沉渣厚度;毋须桩顶露出地面即可检测,方便施工。其缺点是检测费用和声测管材料费用相对较高,当声测管与混凝土握裹不好或管周围存在局部泥团时,可能会反映为严重的断桩信号,容易造成重判或误判。

1.3钻芯法

钻芯法适用于检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性,判定或鉴别桩端持力层岩土形状。钻机应配备单动双管钻具,采用金刚石钻头钻进,保证芯样的采取率和芯样完整性。芯样取出后,应由上而下按回次顺序放进芯样箱中,芯样侧面应清晰地标明回次数、块号、本回次总块数。及时记录孔号、回次数、起止深度、块数、总块数,并拍彩色照片留存,记录芯样质量的初步描述及钻进异常情况。选取代表性芯样进行混凝土抗压试验。

钻芯法作为一种直接检测方法,是检测灌注桩成桩质量的有效手段之一,不受场地条件限制,特别适合于大直径桩的检测。当桩长较长时应控制好钻杆的垂直度,以免偏离桩身。但当桩本身存在偏斜现象时,钻芯孔较难钻至桩底。钻芯法检测速度慢、费用高,且属“一孔之见”。

2.基桩完整性检测常见技术问题

2.1检测方法

每种检测方法基于其理论基础和技术上的原因都有其一定的适用范围和检测能力,若将其故意扩大,极易引起误判,甚至错判。在基桩检测实际工作中,由于没有规范的可操作性强的检测相关规定、统一认识,相关人员对检测方法适用性的认识上存在不足,若未针对不同的地质情况和桩型选定适宜的检测方法,则会造成在检测数据的采用和分析评价时缺乏科学性、权威性和可靠性,从而引起与相关方的意见分歧。

2.2嵌岩桩的检测

嵌岩桩在客运专线桥梁基桩中被广泛采用,为保证铁路建设标准,一般嵌岩段较长,在个别地质条件下超过二十米。在这种情况下,若采用低应变反射波法检测其桩身完整性,由于受桩周岩土层阻力的影响,应力波能量衰减快,使得有效测试范围减小,容易造成该方法难以对整桩的成桩质量进行客观评价。

图1为某特大桥嵌岩桩低应变检测实测曲线,较清晰地反映了5.0m左右进入基岩,在入岩后的桩身混凝土反射信息很少,且无明显的桩底反射,难以进行整桩完整性质量判断,此时对桩的质量评价往往评判为完整桩。

图1嵌岩柱低应变反射波法实测曲线

图2为客运专线某特大桥灌注桩低应变检测实测曲线,10m进入完整基岩,反向反射信号明显,其上桩身完整,无明显桩底反射,也无法反映桩底沉渣情况。

图2嵌岩柱低应变反射波法实测曲线

以上类似情况,若施工中无异常状况,判定桩身完整性时,一般以完整桩评判,对有异常时则应辅以取芯法加以验证为宜。

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2.3长桩的检测

随着铁路建设标准的提高,桩长超过50m的长大灌注桩的应用越来越多。由于低应变检测方法受激振能量等技术条件的限制,桩长超过一定范围,来自桩身下部的信息量很少,甚至无法得到整桩的响应,会给整桩的判释评价带来很大困难。另外,采用低应变法检测长大桩本身对数据采集质量、激振方式和接收传感器的选择、技术人员分析解释能力和经验水平等各方面的要求都相对较高,在没有可靠的、高水平的技术条件保证前提下,是难以得出较为确切的检测结果的。

2.4浅部严重扩径桩的检测

在铁路工程建设中,由于其线状特点决定了遇到的地质地层条件差异会很大。在某些地层中如果采取的施工工艺或措施不当,很容易产生桩身浅部或桩头部分严重扩径或局部桩身变形的情况。采用低应变法检测时,会形成振荡波形,造成时域曲线极不规则,无法对整桩桩身质量进行评价。

典型的测试曲线如图3所示。

图3典型浅部扩径桩实测曲线

2.5检测数据质量问题

在现场检测中,因检测条件不好,造成数据质量不高,为分析解释和判断带来误差。低应变检测的桩头处理不到位、清理不干净、有浮浆、出露钢筋过长,桩头开裂、浅部断裂等不利因素,影响有效信号的采集。声波检测中声测管弯曲变形、堵管、接头处理不当,水中有杂质、漏水,管间距过分不均衡和不相互平行等因素,严重影响检测工作顺利进行或引起声学参数假异常现象。

3.解决的技术方案

3.1合理选择检测方法

客运专线基桩检测应综合考虑各方面的因素,因地制宜,采用适宜的检测方法保证工程质量。对嵌岩桩和超过50 m长的灌注桩均有必要提前埋设声测管,在客运专线施工设计图中予以明确,采用超声波透射法检测,以提高完整性判释精度。对桩身浅部缺陷或浅部严重扩径、变形的桩,采取单一的低应变检测方法是很难取得理想的检测效果,有必要进行开挖检验和处理,或凿除多余部分,在新的标高处继续测试,了解其下部桩身的质量。另外也可以采用钻芯法等补充手段进行直观判定。

低应变检测快速简便,但适用范围有其局限性,目前仍无法对缺陷进行准确定性,定量分析也不理想,受缺陷信号干扰和应力波衰减影响,长径比超过一定限度的长桩和浅部缺陷桩,无法进行整桩完整性的判别。声波透射法不仅可以检测桩身混凝土的完整性,同时可以校核桩长、估算混凝土强度,尤其适合嵌岩桩和长桩的检测。发生堵管现象时,应结合低应变检测或抽芯法综合评定桩身完整性质量。对于重要铁路桥梁工程的基桩有必要抽取一定比例的基桩采用钻芯法检验桩长、桩身混凝土强度和桩身完整性,同时也作为间接检测法的一种验证和补充手段。

3.2合适的激振方式

能否获得正确的桩顶振动曲线,与激振的好坏有很大关系。应根据实际情况选择激振能量和锤头的材质,而不是能量越大越好。对于浅部的缺陷,要求激振力的高频成分丰富,故采用硬质锤头和质量小的锤;而对深部缺陷,要求激振力的低频成分丰富,故采用重量大的锤或力棒,锤头材料以选用软质的为宜。因为高频力波方向性好,波长短,能探测的缺陷精度高,但衰减快,故对长桩和深部缺陷就无能为力;而低频力波则相反,衰减慢,波长长,故探测的精度不高,浅部缺陷和小缺陷往往难以发现或判断位置不准。还应注意的是激振力要靠近桩心位置并尽量保持垂直。

3.3检测现场准备工作

现场检测时应提前做好相关的准备工作。低应变检测要求桩顶至设计标高为新鲜混凝土,无浮浆、裂纹和松动混凝土块等。激振点和安装传感器的测试点应打磨平整,尽量排除干扰因素。

声波法检测应保证声测管顺直通畅,换能器探头能够在全程范围内升降顺畅。检测工作开始前,应使用与换能器直径相近的粗钢筋(用测绳系紧)对声测管进行通畅性测试,声测管的材质应具有较高的刚度和强度,安装时应由丝扣连接或套管焊接,确保连接或焊接的质量以及声测管相互平行。在钢筋笼安装和混凝土灌注过程中,应采取必要措施保护好声测管。

3.4提高检测技术分析判断能力和管理水平

基桩检测是技术含量较高的一项重要性工作,检测人员除应持证上岗外,还应具备一定的基础理论知识、较高的技术素养、综合分析解释能力和丰富的实践经验。现场检测前详细了解和搜集基桩的相关参数资料,施工资料,检测过程中能及时发现问题并作出初步判断,及时完成必要的重复性检测或加密检测工作,保证检测原始数据的可靠性和采集波形的一致性,为综合分析判断提供详实的基础资料。加强对比验证,综合分析同一工程的所有检测桩资料,寻找其共性,提高对单桩检测结果的判断准确度。

从管理角度来讲,应制定切实可行的检测标准,强调检测工作的准入制度,加强对检测机构的管理,增加行业技术交流,提高检测队伍的整体技术水平。

4.结论

基桩完整性检测是一项操作简便而涉及面广的检测技术,它涉及到振动理论、应力波基础、行波理论、声波理论、传感器特性、测试技术、土力学知识等,这就要求测试人员理论知识全面,现场操作熟练,室内分析要综合考虑,并结合沿线工程地质情况、桩型和不同的施工工艺,综合考虑各方面因素,合理选择做到心中有数。以上是我在实际工作中总结的一点心得体会,实际上测桩的内涵非常丰富,需要我们善于积累,不断总结,假以时日认真研究和掌握。通过行业组织的各种检测技术的总结与交流,一定会促进基桩检测整体水平的提高。■

【参考文献】

[1]刘明贵,余诗刚,汪大国.桩基检测技术指南.北京:科学出版社,1995.

[2]刘明贵,蔡忠理,佘诗刚.基桩与场地检测技术.武汉:湖北科学技术出版社,1995.

[3]徐攸在,刘兴满.桩的动测新技术.北京:中国建筑工业出版社,1989.

[4]柴华友,刘明贵,李祺,陈星烨.应力波在平台桩系统中传播的实验研究.岩土力学, 2002,(04).

[5]方志香,吴亚平.反射波法在基桩完整性检测中的应用.岩土工程界,2000(8):23-25.

[6]中国建筑科学研究院.JGJ/T93-95.基桩低应变动力检测规程.北京:中国建筑工业出版社,1997.

[7]柳祖亭,顾利平,骆英等.桩基振动分析与质量监测.南京:东南大学出版社,1995.

[8]雷林源.桩基瞬态动测响应的数学模型与基本特性.地球物理学报, 1992(4).

桩基检测论文第8篇

关键词:桩基 质量类型 检测措施

中图分类号:U4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(c)-0040-01

随着我国公路桥梁事业的不断发展,施工时桩基被大量使用。在使用过程中,暴露了不少质量问题,同时,对其进行的检验方式也不是非常正规,这种情况下,对桩基的质量类型和检测措施研究就被提上了重要的议事日程。

1 桩基质量类型分类

目前,我国建筑行业,已基本做到了对混凝土桩的全部检测和对半刚性桩的10%检测比率。检测时,主要采用了低压应变检测方式。由于相应规范的缺乏,对桩基质量分类还缺乏必要的依据。结合工作经验,笔者认为,桩基质量分类可按照以下几种情形进行划分。

1.1 完整桩

完整桩具备动测波形的规则衰减特点,没有明显的畸变,桩底反射可以清晰看出,纵波的波速比较正常,一般在3200~4200m/s间,同个工地的桩的波速变动不能超过10%。且桩身比较完好,符合设计时的具体要求,混凝土的强度符合设计的标号,波速比较正常。基本上,单纯扩径桩也可以列入此范畴,其一般情况下,占桩总数的比例约为95%。

1.2 基本完整型桩

基本完整型桩的动测波形产生了小型畸变,且桩底的发射能够比较清晰的见到,可以在桩身上发现比较小的缺陷,如局部轻度离析或轻度缩径等,但如果桩常年处于水中,水面以上部分的桩应不存在比较明显的缩径情况的发生。如果距桩头15m以下的部分,发生了较为严重的缺陷,但只要是桩身并没有呈现出桩底反射或等间距反射等情况,这类桩原则上仍定为合格桩,但是,其数量不能超过全部桩总数的额5%。对单桩的横向剪切力和承载力不会产生很大影响,混凝土的波速比较正常,其强度符合设计时的标号[1]。

1.3 缺陷桩

可以看出缺陷桩的动测波形产生比较大的不规则反射,桩身上缺陷比较多(离析、夹泥、裂纹或缩径),特别是常年处于水面以上的桩的部位,经常会出现比较明显的夹泥或缩径的情况。

混凝土的波速偏低且强度不能达到设计的标号,与同一工地其它桩的纵波波速相比,差别比较大,明显处于偏低的状态。对单桩的承载力会产生一定程度的影响。需要对其进行钻芯取样并复核后,提出具体的处理意见。如果是桩上部的缩径缺陷,应进行开挖验证,如若采取钻芯法,则很难得到正确的结果。如果缺陷桩进行了开挖验证,在对其进行如分层回填夯实等处理后,如果复核的结果合格,可对其以合格桩的方式进行上报。

2 桩基的检测措施

2.1 桩基检测中常用的方法

在对桩基进行检测时,经常采用的是动测和钻芯两种检测方法。由于钻芯检测方法的成本比较高且时间比较长,所以,在很多情况下,对桩基的动测检查为100%,而钻芯的比率为3%左右。

2.2 动测和钻芯产生矛盾的问题分析

动测和钻芯两种桩基检测方式,具有各自不同的工作原理。在实际操作时,有时会遇到两种检测方式的检测结果不是很一致,甚至产生矛盾的时候。究其原因,主要是对桩基的检测不可能都能对其内部进行检测,有时外部检测结果是正常的,内部检测结果可能就是不合格的。

比如,在某桥梁建设工地,桩长为10m,采用动测检测方式对其进行检测时,一切结果显示正常,结论为完整桩。现场一位监理工程师出于对桩基质量的担忧,要求对桩基再一次进行钻芯检测,显示结果虽然还可以,但桩基的强度严重不达标,人工用手就可以把其中的骨料掰下来。之后,对其进行了强度检测,显示该批次桩的强度完全不达标,全部成为了废桩[2]。

所以,笔者认为,动测检测的方式很难对桩基的强度做出正确的检测,其检测结果同实际情形往往存在比价大的偏差。所以,笔者主张应将动测检测方式从施工规范中去除,直到产生出能够解决该类问题的成果出现为止。这能够有效防范建筑安全事故的发生,防止对施工技术人员产生误导。

3 检测方式可靠性分析

3.1 动测检测方法的原理及弊端

(1)动测检测法的原理。

在对桩基进行低应变反射波的检测时,必须在检测前设施一些初始条件。需首先假定待测桩为均质和等截面的一个一维直竿,并且,竿的长度要远远大于竿的横截面积,竿的密度要远远大大竿端和竿侧物质的密度。只有待测桩的条件基本满足上述假设条件时,才可以利用弹性直竿中波的波动方程和传播理论,对桩的完整性进行检测。

(2)动测检测法的弊端。

但在实际应用中,很多检测人员都十分清楚,反射波法属于一种低应变检测方法,其应用必须具备一定的前提条件,这对正常桩的检测时适用的。但实践证明,对于其它类型桩的检测结果,往往差强人意。经常出现,现场监理人员根据经验对桩的检测结果和判断,比采用上述检测方法的检测结果还要准确。

3.2 钻芯检测法的优势、应用和要求

(1)钻芯检测法的优势。

钻芯检测法同动测检测法相比,具有直观的优势和特点,受到可检测人员的高度重视。但由于这种检测方法同时还具备了钻进时间较长和成本比较高昂等特点,这使其不容易受到大规模的应用。此外,钻芯法的检测结果和适用性,也常常受到了质疑。比如说,钻芯法对缩径的确定是无能为力的。

(2)钻芯检测法的应用。

经过实践证明,钻芯法对混凝土质量问题的检测结果具有很强的说服力和正确性;对桩存在的缺陷检测,如夹泥、断桩、离析等,也可以做出很好的判断,但在检测时,必须要保证芯样的采样率为100%方可。

(3)钻芯检测法的要求。

钻芯法对技术人员的专业水平、实践经验等都提出了很高的要求,在钻进时,必须准确记录好出现的各种情况。此外,在检测深度不是很深的缩径缺陷问题时,可采用开挖掘方法进行检测。

3.3 其它保障条件

除了上述条件外,要想获得准确的检测结果,还应该检测过程必须由资质合格的钻芯人员完成。这些检测人员,必须具备较强的实践经验,较高的操作水平,同时,所属公司必须通过如计量认证或ISO9000认证等资质认证。此外,为确保能够获得100%采样率,检测时用到的取芯钻机必须配置双管单动的取芯器。另外,检测到的钻芯结果,必须出具规范且具有法律效应的检验报告。

4 结论

正常工作条件下,95%的桩应为完整桩;存在一定问题但不需要进行工程处理的基本完整桩应少于5%;临近地表且存在缩径问题的缺陷桩可以按照合格桩进行上报;常年位于水面以下的桩,即使存在问题,但只要存在桩底反射情况,也可以认定为合格桩。

参考文献

桩基检测论文第9篇

【关键词】基桩检测技术;静载试验;自平衡试验

一、基桩检测技术的发展及现状

桩基础能否既经济又安全的通过设置在土中的基桩,将外荷载传递到深层土体中,主要取决于基桩桩身质量与基桩承载力是否能达到设计要求。基桩检测是指:(1)对基桩桩身质量进行检测,查清桩身缺陷及位置,以便对影响桩基承载力和寿命的桩身缺陷进行必要的补救,同时达到对桩身质量普查的目的;(2)对基桩承载力进行检测,达到判定与评价基桩承载力是否满足设计要求的目的。基桩检测可进一步延伸到对桩基础质量的验收与评定。目前,基桩承载力的较普遍测试方法:包括静荷载试验;动力测试。静荷载试验通过反力装置用千斤顶给桩施加竖向荷载,桩顶沉降量采用大量程百分表或位移传感器量测。该方法可以确定单桩竖向极限承载力,结合在桩身和桩端预埋测试元件还可以测定桩侧摩阻力分布情况、桩端反力和桩身轴力等。静荷载试验方法按提供反力的方式可分为下列三种形式:锚桩法、堆载法、锚桩――堆载法。动力测定桩承载力的方法最早出现在国外,其初始主要是以能量守恒或动量原理为基础,根据牛顿撞击定律通过打桩时的贯入度来计算桩的极限承载力。国外近代动测技术是以应力波理论为基础发展起来的。动力测桩法一般是在桩顶作用一动荷载,使桩产生显著的加速度和土阻尼效应,通过在桩侧安装传感器测量桩土系统的振动响应,并用波动理论分析和研究应力波沿桩土系统的传递和反射,从而判断桩身阻抗变化和确定单桩承载力。早在20世纪30年代,应力波理论就开始被用来分析打桩工程,到1960年史密斯发表了“打桩分析的波动方程法”,波动方程开始进入实用阶段。此后在世界各国相继开展了动力试桩的动测设备和计算软件的研制和应用。按测试时土的动应变大小,动测法又可以分为低应变动测法和高应变动测法两类。

二、当前各种检测技术的适用性对比分析

(1)测试结果的准确性。1994年进行的全国桩动测单位资质考核结果及近年来各地位基动测单位资质考核情况也表明,目前动力试桩精度还较低,检测队伍的理论水平和实践经验也不足,因而只能是静载试验的一种补充,可作为工程桩验收的手段之一,尚不能代替桩的静载试验。(2)适用条件。传统的静荷载试验(包括锚桩法、堆载法及锚桩――堆载法),需专门的反力系统。如锚桩法需要增加4根锚桩,每根锚桩的规模等同于试桩,且需要通长配筋,同时也需要强大的反力架来承受试桩的反力,试验准备时间长,工程量大,试验费用高;堆载法同样需要强大的反力架,同时必须配备大量的规则的堆载物来代替锚桩。锚桩――堆载法是介于锚桩法和堆载法之间的一种试验方法,同样存在上述问题。由于静载试验费时、费力、费用高、环境条件要求高,做不到随机抽检,检测桩数也不可能太多,对整个基础工程不能进行概率统计分析,所以静载试验的代表性不高。多数工程桩的承载力均参照勘测部门已有的试验资料或根据设计人员的经验确定。

相对而言,动力测桩方法更为简便、快速,因而,就一根桩而言,静载试验结果的精度高于动测法,就整个工程而言,由于桩基工程的复杂性以及抽样检查的样本数量,其保证率反而不如抽检率高的动测结果。但同时,动力检测方法也因加载需要,如拼装试验反力架或力锤进场等问题,同样对试验场地有着较高的要求。

三、自平衡试桩法研究现状

基桩自平衡测试方法思路最早由日本的中山(Nakayama)和藤关(Fujiseki)提出,并在1973年取得钻孔桩的测试专利。清华大学李广信教授于1993年将此法引入国内,但因自平衡试桩法作为一种新兴的测试技术其自身并不完善以及限于当时国内环境、技术、信息等条件的限制,并未引起国内工程界的注意。直到浙江省建筑科学研究院史佩栋教授在《工业建筑》1996年第12期“国际科技交流”专栏发表了《国外高层建筑深基础及基坑支护技术若干新进展》一文,并报道了美、日、英、加、新加坡等国和我国香港特别行政区等地正在广泛应用的自平衡试桩法之后,才引起了广泛关注。东南大学土木工程学院在理论研究的基础上,首先于1996年开始将该法应用于实际工程。目前,我国的北京、江苏、甘肃等地己开始小范围试用此方法,但试桩类型只限于钻孔灌注桩。

参考文献

[1]陈凡,徐天平,陈久照,关立军.《基桩质量检测技术》.北京:中国建筑工业出版社,2003

[2]TB 10203-002.《铁路桥涵施工规范》.北京:中国铁道出版社,2002

[3]JTJ 041-2000.《公路桥涵施工技术规范》.北京:人民交通出版社,2000