【摘 要】本文對既有建筑地基基礎(chǔ)的載荷試驗、原位取樣、剪切波速、探地雷達(dá)、低應(yīng)變動力測試、沉降觀測技術(shù)等研究,這些測試與評定技術(shù)有很好的適用性和可靠性,在工程中可推廣應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】地基基礎(chǔ);檢測
1、前言
地基基礎(chǔ)質(zhì)量檢測是工程質(zhì)量保證的重要環(huán)節(jié),是保證建( 構(gòu)) 筑物結(jié)構(gòu)安全的重要手段。工業(yè)與民用建筑中的質(zhì)量通病和重大質(zhì)量事故多與基礎(chǔ)工程的質(zhì)量有關(guān),其中有不少樁基工程的質(zhì)量問題直接危及主體結(jié)構(gòu)的正常使用與安全。近年來高層、超高層建筑不斷涌現(xiàn),建設(shè)規(guī)模日益增長擴(kuò)大,建設(shè)工程大量采用復(fù)合地基和樁基礎(chǔ)。影響地基質(zhì)量的因素很多,涉及地基工程質(zhì)量的安全事故將直接影響建( 構(gòu)) 筑物結(jié)構(gòu)正常使用,因此加強建設(shè)工程地基基礎(chǔ)檢測單位的質(zhì)量監(jiān)督管理,規(guī)范地基基礎(chǔ)檢測市場,提高地基基礎(chǔ)檢測質(zhì)量,保證檢測工作的科學(xué)性和公正性,對確保建設(shè)工程質(zhì)量和使用安全有著重要的意義。所以對地基基礎(chǔ)檢測尤為重要。
既有建筑:原來就有的建筑,比如在既有建筑上加一層。現(xiàn)在一般是指業(yè)主本來就擁有的建筑,既有建筑在原有的荷載上增加荷載是一項相當(dāng)復(fù)雜的技術(shù)工作,它與地基土的種類和狀態(tài)、基礎(chǔ)的類型和尺寸、基礎(chǔ)材料的耐久性、上部結(jié)構(gòu)體系、作用荷載的性質(zhì)與大小、房屋使用年限、既有建筑的使用情況以及對不均勻沉降的敏感程度等許多因素有關(guān)。既有建筑在增層改造時,使其增加的荷載應(yīng)盡量小、適用性和安全性、經(jīng)濟(jì)和美觀等應(yīng)滿足多種條件,堅持用材少、投資省、工期短、見效快和施工簡便的原則。要達(dá)到這一目的,除對既建筑上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定外,對地基基礎(chǔ)的評定是一個關(guān)鍵,而檢測技術(shù)則是更重要的
2、檢測與評定技術(shù)的研究
2. 1 載荷試驗技術(shù)
建筑物增載和增層改造是一項技術(shù)難度較大的工作,其中對地基承載力的評價是關(guān)鍵技術(shù)之一。對既有建筑物的地基承載力的評價有多種方法,但都是以載荷試驗的結(jié)果為依據(jù)。因此對既有建筑采用載荷試驗技術(shù)測試地基承載力是行之有效方法,是目前測試承載力方法中不可代替技術(shù)。載荷試驗選取獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)的典型建筑,在基礎(chǔ)旁開挖豎向試坑,然后在基礎(chǔ)下開挖試驗位置,應(yīng)用載荷試驗技術(shù)測試地基承載力,判斷基礎(chǔ)下載荷試驗技術(shù)的可行性和適用性,并根據(jù)工程施工前載荷試驗和既有建筑基礎(chǔ)外載荷試驗進(jìn)行對比,分析地基承載力在建筑物長期荷載作用下的變化規(guī)律。
2. 2 原位取樣技術(shù)
既有建筑地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)主要有含水率、密度、孔隙比、壓縮模量、粘聚力、內(nèi)摩擦角等。土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)測試的準(zhǔn)確程度直接關(guān)系到地基基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的安全度,因此準(zhǔn)確測試既有建筑地基土的各項物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)至關(guān)重要。確定既有建筑地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)最直接的辦法就是在基礎(chǔ)下方直接取原狀試樣,進(jìn)行土工試驗。為了對比選取典型試驗場地,在基礎(chǔ)中心及邊界和基礎(chǔ)外分層取土樣,測試土樣的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo),分析基礎(chǔ)下和基礎(chǔ)外地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的變化特點。
既有建筑基礎(chǔ)下和基礎(chǔ)外地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)相比,基礎(chǔ)下地基土的密度和壓縮模量均有提高; 根據(jù)地基土的抗剪強度指標(biāo)c、φ 標(biāo)準(zhǔn)值,利用規(guī)范公式確定基礎(chǔ)下和基礎(chǔ)外地基承載力特征值;隨著地基土層深度的增加,基礎(chǔ)中心、基礎(chǔ)邊界以及基礎(chǔ)外地基土的各指標(biāo)逐漸趨于一致。通過原位取樣技術(shù)可對既有建筑地基土各項指標(biāo)的變化規(guī)律進(jìn)行研究。
2. 3 剪切波速試驗技術(shù)
剪切波速可以進(jìn)行土的物理力學(xué)指標(biāo)的判定,包括地基士的泊松比μ、剪切模量G、彈性模量E、阻尼比D; 推求飽和土層的孔隙率和容重,計算場地的固有周期,確定建筑場地類別劃分,檢驗地基加固效果等。剪切波速與標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)建立的關(guān)系來確定地基承載力特征值。在試驗場地上選取合適的位置,緊靠基礎(chǔ)嘗試標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗技術(shù)判斷既有建筑的地基承載力。
地區(qū)不同土的性質(zhì)也不同,可以采用相同的研究方法根據(jù)地區(qū)的特點,建立相應(yīng)的關(guān)系式。通過剪切波速試驗可應(yīng)用于既有建筑場地類別的判定和建立剪切波速與標(biāo)貫擊數(shù)的關(guān)系式。
2. 4 探地雷達(dá)測試技術(shù)
選取某橋梁的樁基礎(chǔ)和某建筑的樁基礎(chǔ)為試驗對象,嘗試在樁基礎(chǔ)側(cè)面應(yīng)用探地雷達(dá)檢測樁位,研究探地雷達(dá)測試技術(shù)的可行性。探地雷達(dá)測試技術(shù)可較準(zhǔn)確的確定基樁的位置和埋置深度。根據(jù)實測成果可知,探地雷達(dá)天線的選取與基礎(chǔ)的埋深有關(guān)。當(dāng)基礎(chǔ)埋深在2. 0m 以內(nèi)選取400MHz 的天線較好; 當(dāng)基礎(chǔ)埋深大于2.0m小于5m時,270MHz 的天線較為適用; 100MHz 的天線可探測較深的距離,但是測試精度較低。地下水對雷達(dá)測試的影響較大,對地下水位較高的的既有建筑樁基礎(chǔ)的測試有待進(jìn)一步研究。
2. 5 低應(yīng)變動力測試技術(shù)
低應(yīng)變反射波法檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性。在復(fù)合地基中選取素混凝土樁,進(jìn)行低應(yīng)變動力測試; 采取特殊的測試措施,對比建筑基礎(chǔ)施工前后的測試數(shù)據(jù),驗證低應(yīng)變動力測試在既有建筑地基中應(yīng)用的可行性。低應(yīng)變基樁反射波法測試技術(shù),在洞內(nèi)錘擊的激振方式,可以采集到典型的動測曲線,具有較好的適用性。
2. 6 沉降觀測技術(shù)
沉降觀測是對既有建筑高程變化所進(jìn)行的測量,確定建筑物在不同時期的沉降變形和變化狀態(tài)及特征。為了保證增層或增載建筑物的正常使用和安全,為以后的改造工程的勘察設(shè)計施工提供可靠的資料及相應(yīng)的沉降參數(shù),同時從沉降數(shù)據(jù)可以了解既有地基基礎(chǔ)的變化狀態(tài),因此既有建筑沉降觀測是必不可缺少的。
建筑物的地基變形特征可分為沉降量,沉降差,傾斜、局部傾斜。對不同結(jié)構(gòu),地基變形特點不同,故對不同結(jié)構(gòu)形式應(yīng)采用不同的變形特征來評價。對砌體承重結(jié)構(gòu),應(yīng)由局部傾斜控制其變形,對多層建筑還應(yīng)控制其基礎(chǔ)的整體傾斜值。
3、結(jié)束語
目前國內(nèi)對既有建筑地基基礎(chǔ)的檢測主要采用對新建場地的勘察和測試技術(shù)進(jìn)行檢測和評定,如載荷試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、圓錐動力觸探、原位取樣等測試技術(shù)。這些技術(shù)通過改進(jìn)和改變測試條件才能適用,改變和改進(jìn)的技術(shù)則是既有建筑地基基礎(chǔ)檢測和評定的熱點和難點。
在國內(nèi)外很多學(xué)者通過原位測技術(shù)測得數(shù)據(jù),經(jīng)過數(shù)理統(tǒng)計和分析,得到了既有建筑地基承載力計算公式。為既有建筑地基基礎(chǔ)檢測和評定提出了地方公式和研究成果,有很好的指導(dǎo)作用。但都缺少實測數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的測試方法及評定技術(shù)。本文對既有建筑地基基礎(chǔ)系統(tǒng)的檢測與評定是一次有效嘗試。
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