摘要:我國(guó)城市高層建筑和道路、橋梁的地基基礎(chǔ)中大部分使用樁基礎(chǔ),主要是因?yàn)樗鼡碛锌沟卣鹦阅芎?、承載力高以及可以解決特殊地基土承受力等多方面的優(yōu)點(diǎn)。因此,筆者建議工程人員在實(shí)際檢測(cè)的過程中,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)單樁承載力進(jìn)行進(jìn)一步的確定,可以把檢測(cè)對(duì)象、檢測(cè)目的、檢測(cè)方法的使用范圍和特點(diǎn)作為依據(jù)。比如靜載試驗(yàn)把檢測(cè)樁基荷載與沉降的關(guān)系當(dāng)作重點(diǎn)。對(duì)混凝土的強(qiáng)度和樁長(zhǎng)等內(nèi)容進(jìn)行局部的檢測(cè)可以使用鉆孔取芯的方法;檢測(cè)成孔的孔徑、孔深、垂直度和沉渣厚度屬于對(duì)成孔質(zhì)量的檢測(cè);低應(yīng)變法可以檢測(cè)樁身是否完整和樁身質(zhì)量的好壞。聲波透射法適用于混凝土灌注樁的樁身完整性檢測(cè),判定樁身缺陷的位置、范圍程度。要科學(xué)的對(duì)檢測(cè)方法進(jìn)行選擇,實(shí)現(xiàn)多種方法有效搭配,彼此之間起到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的效果。
關(guān)鍵詞:樁基;檢測(cè)技術(shù);
1. 前言
隨著日益增多的高層建筑在城鄉(xiāng)中拔地而起,樁基工程也得到廣泛的應(yīng)用,樁基檢測(cè)工作成為樁基工程中一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)。它不僅能為工程的下道工序提供可靠的依據(jù),而且直接影響到建筑的質(zhì)量安全,因此我們應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)樁基工程檢測(cè)工作重視,建議采用更準(zhǔn)確有效的樁基檢測(cè)技術(shù)對(duì)建設(shè)工程基礎(chǔ)施工提供科學(xué)、準(zhǔn)確、有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)而為基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)、施工提供更有力的依據(jù)。
2.樁基檢測(cè)技術(shù)
樁基檢測(cè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已經(jīng)取得了一系列成果,更多的則表現(xiàn)在正確的檢測(cè)方法和手段已得到推廣和貫徹,表現(xiàn)在測(cè)試人員對(duì)于各種樁 基檢測(cè)方法的合理運(yùn)用和理性思維,以及各級(jí)行業(yè)主管對(duì)樁基檢測(cè)市場(chǎng)的正確導(dǎo)向與管理。當(dāng)前的樁基檢測(cè)行業(yè)總體情況良好,許多高素質(zhì)的科技人才都投身于樁基檢測(cè)和樁基檢測(cè)儀器研發(fā)生產(chǎn)行列,為該行業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。但由于各種原因?qū)е碌母鞯貐^(qū)以及檢測(cè)單位間的專業(yè)水平差異,目前在樁基檢測(cè)管理上也存在一些不可忽略的問題。主要表現(xiàn)在:一些檢測(cè)人員水平低下、編寫檢測(cè)報(bào)告不規(guī)范。樁基工程屬于隱蔽工程,無(wú)論采用哪種檢測(cè)方法,都存在著一定的不足,都不能完全反映出樁基的全部特性。這就要求檢測(cè)人員應(yīng)用以往的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn),根據(jù)實(shí)地的地層結(jié)構(gòu)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)不斷改進(jìn)檢測(cè)方法,逐漸減少檢測(cè)結(jié)果的不確定性。
3.樁基礎(chǔ)檢測(cè)中的問題
就現(xiàn)在的情況來(lái)看,建筑工程樁基礎(chǔ)檢測(cè)總體情況還是比較穩(wěn)固的,但是因?yàn)闄z測(cè)單位和地區(qū)的不同,還需在不同程度上對(duì)以下幾點(diǎn)的問題進(jìn)行解決。
3.1 檢測(cè)單位之間的不同問題
部分專業(yè)建筑檢測(cè)單位會(huì)隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)水平等問題和差距的不同,在裝備上的配置、設(shè)備技術(shù)先進(jìn)程度、設(shè)備維護(hù)程度以及設(shè)備定期檢驗(yàn)等就會(huì)有所不同,技術(shù)裝備上的落后是因?yàn)檫@個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)條件比較落后。比如說如果樁基根本沒有大小應(yīng)變檢測(cè)設(shè)備,只對(duì)其進(jìn)行靜載檢測(cè),那么就會(huì)出現(xiàn)檢測(cè)的時(shí)間長(zhǎng)、比例小的現(xiàn)象。
3.2 檢測(cè)報(bào)告結(jié)果的精確度低、出具的報(bào)告不規(guī)范問題
?之所以不能達(dá)到國(guó)家行業(yè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的要求,就是因?yàn)闄z測(cè)報(bào)告不規(guī)范,內(nèi)容缺乏具體性,由于在報(bào)告中應(yīng)該出現(xiàn)的反映或引用的資料沒有出現(xiàn),做出比較單一和含糊不清的結(jié)論,使其在建筑工程質(zhì)量檢測(cè)權(quán)威部門不具有足夠的權(quán)威性和約束力。好比說在某工程的地下室鋼筋鋼套連接檢測(cè)報(bào)告中,鋼套在鋼筋的極限抗拉力的情況下被拉出,但對(duì)連接鋼筋的檢測(cè)結(jié)果合格與否的結(jié)論沒有出現(xiàn)在報(bào)告中。?工程的真實(shí)情況不能在未滿足規(guī)范要求的檢測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上被很好的反映出來(lái)。比如在樁基檢測(cè)的過程中,必須具有質(zhì)量良好、不通過大應(yīng)變檢測(cè)也能使靜載數(shù)量減少的被抽檢的樁;沒有對(duì)單樁承臺(tái)實(shí)施100%的檢測(cè);選擇相對(duì)比較好的部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)取樣。?國(guó)家行業(yè)應(yīng)檢測(cè)內(nèi)容不符合執(zhí)行的規(guī)范,原始記錄出現(xiàn)潦草并有嚴(yán)重程度的涂改現(xiàn)象,觀測(cè)時(shí)間不足,沒有按標(biāo)準(zhǔn)安裝基準(zhǔn)梁,手工繪制的Q-S曲線、S-Lgt曲線的誤差大,不能準(zhǔn)確的判斷極限承載力的標(biāo)準(zhǔn)值和基本值。?低應(yīng)變法檢測(cè)對(duì)曲線的選擇不符合一致性的標(biāo)準(zhǔn),還應(yīng)注意對(duì)錘重和落距的選擇,錘擊力不足,分析時(shí)沒有選用合理的參數(shù)。
3.3 檢測(cè)缺乏規(guī)范性問題
法定檢測(cè)單位和社會(huì)第三方檢測(cè)單位是當(dāng)前國(guó)內(nèi)建筑工程質(zhì)量檢測(cè)市場(chǎng)的主要部門。有些單位為了能夠很好的生存而在工程質(zhì)量檢測(cè)中草率的處理一些資料數(shù)據(jù),而造成這些行為的根本原因是工程檢測(cè)費(fèi)用收取過低和激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。有時(shí)施工方為了順利通過質(zhì)量驗(yàn)收,給檢測(cè)單位好處,從而讓檢測(cè)單位修改檢測(cè)結(jié)果,如:在工程中將規(guī)定的三類樁用二類樁來(lái)代替,從而威脅到了基礎(chǔ)工程的質(zhì)量。
4.建筑基礎(chǔ)工程的檢測(cè)方案
建筑基礎(chǔ)工程比較常用的一種基樁形式就是灌注樁,這種方法的好處有:?能將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到深層相對(duì)穩(wěn)固的土層或巖層上;?使基礎(chǔ)和建筑物的沉降以及不均勻沉降降低。灌注樁的施工由成孔和成樁兩部分組成,所以對(duì)樁基的檢測(cè)就由原來(lái)的變?yōu)榱顺煽踪|(zhì)量檢測(cè)和成樁質(zhì)量檢測(cè)兩部分。對(duì)成樁質(zhì)量檢測(cè)進(jìn)一步劃分可分為承載力檢測(cè)和檢測(cè)樁身的質(zhì)量(也就是樁的完整性)。
4 .1 對(duì)成孔的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)
成孔質(zhì)量的好壞在灌注樁的施工過程中,對(duì)混凝土澆注后的成樁質(zhì)量具有直接的影響:成樁的側(cè)摩阻力、樁尖端的承載力以及整樁的承載力會(huì)隨著樁孔孔徑的減小而有所減小或降低;成樁上部的側(cè)阻力會(huì)因?yàn)闃犊咨喜繑U(kuò)徑而增大,導(dǎo)致下部側(cè)阻力不能得到很好的發(fā)揮,與此同時(shí)增加了單樁混凝土的澆注量,使相應(yīng)的費(fèi)用增高;所以為了很好的控制成樁的質(zhì)量,灌注樁在混凝土澆注前,一定要檢測(cè)成孔的質(zhì)量。樁孔位置、孔深、孔徑、垂直度、沉渣厚度和泥漿指標(biāo)都屬于成孔質(zhì)量檢測(cè)的內(nèi)容。
4 .1.1樁位偏差檢查:樁位偏差,即實(shí)際成樁位置偏離設(shè)計(jì)位置的差值。施工中由于各種因素的影響,如測(cè)量放線誤差、護(hù)身埋設(shè)時(shí)的偏差、鉆機(jī)對(duì)位不正、鉆孔時(shí)孔斜造成的偏差、鋼筋籠下放時(shí)的偏差等,都會(huì)造成樁位偏離設(shè)計(jì)位置。因此,要保證樁位的正確性,首先在施工中就應(yīng)將每一個(gè)環(huán)節(jié)的偏差控制在最小范圍內(nèi)。樁位應(yīng)在基樁施工前按設(shè)計(jì)樁位平面圖放樣樁的中心位置,施工后對(duì)全部樁位進(jìn)行復(fù)測(cè),然后測(cè)量該點(diǎn)偏移設(shè)計(jì)樁位的距離,并按坐標(biāo)位置分別標(biāo)在樁位復(fù)測(cè)平面圖上。測(cè)量?jī)x器選用精密經(jīng)緯儀或紅外測(cè)距儀。
4 .1.2樁孔徑、垂直度檢測(cè):樁孔徑、垂直度檢測(cè)的方法大致分為:簡(jiǎn)易法檢測(cè),傘形孔徑儀檢測(cè),聲波法檢測(cè)。工程技術(shù)人員在多年的灌注樁施工、檢測(cè)中,研究總結(jié)出了一些簡(jiǎn)易的孔徑、垂直度的檢測(cè)方法和手段,它們適合于在沒有專用孔徑、垂直度儀條件下的成孔質(zhì)量檢測(cè)。
4 .1.3孔底沉渣厚度檢測(cè):鉆孔灌注樁在成孔過程中,采用循環(huán)泥漿液清洗孔底、護(hù)壁和將鉆渣攜帶回到地面。泥漿液攜帶鉆渣的能力與其粘度、膠體率、含砂量等指標(biāo)有關(guān)。樁孔成孔后總有一部分鉆渣未帶上地面而沉淀于孔底,成孔后至灌注混凝土的間隙過長(zhǎng)以及可能產(chǎn)生的孔壁坍塌等也會(huì)造成孔底沉淀。因此樁孔在灌注混凝土之前必須對(duì)沉渣厚度進(jìn)行檢測(cè),目前測(cè)量沉渣厚度的方法大致有測(cè)錘法、電阻率法、電容法、聲波法等。下面以聲波法為例進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
聲波法:就是測(cè)頭向樁底發(fā)射聲波,當(dāng)聲波遇到沉渣表面時(shí),一部分聲波被反射回來(lái)被測(cè)頭接收,另一部分聲波穿過沉渣繼續(xù)向孔底傳播,當(dāng)遇到孔底持力層原狀土后,聲波再次被反射回來(lái)。測(cè)頭從發(fā)射到接收到第一次反射波的相隔時(shí)間為t1,測(cè)頭從發(fā)射到接收到第二反射波的相隔時(shí)間為t2,那么沉渣厚度為:
H=(t2-t1)c/2
其中:H——沉渣厚度,m;C——沉渣聲波波速,m/s。
4 .2 對(duì)樁的承載力進(jìn)行檢測(cè)
靜荷載試驗(yàn)法、高應(yīng)變動(dòng)測(cè)樁法、靜動(dòng)法及鉆孔取芯法是當(dāng)前國(guó)內(nèi)檢測(cè)樁的承載力的主要方法。廣州地區(qū)最為常用的檢測(cè)方法屬靜載試驗(yàn)和鉆孔取芯法。靜載試驗(yàn)樁基靜載試驗(yàn)就是將豎向壓力、豎向上拔力或水平推力逐漸地施加于樁頂,對(duì)樁頂隨時(shí)間產(chǎn)生的沉降、上拔位移或者水平位移進(jìn)行仔細(xì)的觀測(cè),達(dá)到確定相應(yīng)的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力、單樁水平承載力的目的的試驗(yàn)方法。它具有以下優(yōu)缺點(diǎn):①進(jìn)一步的確定單樁極限承載力的直觀性和可靠性;②能成為動(dòng)測(cè)結(jié)果是否準(zhǔn)確的判定依據(jù);③延長(zhǎng)試驗(yàn)所需的時(shí)間;④使費(fèi)用增加;⑤使抽檢數(shù)量具有局限性;⑥現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境對(duì)其影響較大;⑦很難作業(yè)于深基坑內(nèi)。鉆孔取芯法是直接從樁身鉆取混凝土芯樣和鉆取一定深度的樁底巖土層芯樣進(jìn)行狀態(tài)和強(qiáng)度檢驗(yàn)的半破損現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法。其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)結(jié)果(如樁身混凝土強(qiáng)度、樁長(zhǎng)、樁底沉渣厚度、樁底巖土層性狀等)是直接測(cè)試得到的,可靠性及準(zhǔn)確性高;其缺點(diǎn)是存在一定的檢測(cè)盲區(qū)。
4 .3樁的完整性檢測(cè)
目前,用于樁身的完整性檢測(cè)方法主要有:低應(yīng)變動(dòng)力試樁法、聲波透射法、鉆孔取芯法等。
低應(yīng)變法。低應(yīng)變法是指采用低能量瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)激振方式在樁頂激振,實(shí)測(cè)樁頂部的速度時(shí)程曲線或速度導(dǎo)納曲線,通過波動(dòng)理論分析或頻域分析,對(duì)樁的完整性進(jìn)行判定的方法。機(jī)械阻抗法就是低應(yīng)變法的一種:在基樁檢測(cè)中,機(jī)械阻抗法是通過測(cè)定施加于基樁的激勵(lì)信號(hào)和樁在該激勵(lì)下產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)響應(yīng)來(lái)識(shí)別樁的動(dòng)力特性。由于樁的動(dòng)力特性與樁身完整性和樁—土體系相互作用的特性密切相關(guān),通過對(duì)樁的動(dòng)態(tài)特性的分析計(jì)算,可估計(jì)樁身混凝土的缺陷類型及其在樁身中的部位。具有現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試簡(jiǎn)便、快捷、抽檢面廣、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)勢(shì)。缺點(diǎn)是利用波形特征判別樁身缺陷存在多解,只做定性不做定量判斷,而且不同樁身缺陷往往難以區(qū)分,通常要求檢測(cè)人員具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。聲波透射法是基樁成孔后,灌注混凝土之前,在樁內(nèi)預(yù)埋若干根聲測(cè)管作為聲波發(fā)射和接收換能器的通道。檢測(cè)時(shí),用聲波檢測(cè)儀沿樁的縱軸方向以一定的間距逐點(diǎn)檢測(cè)聲波穿過樁身各橫截面的聲學(xué)參數(shù),然后對(duì)這些檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和判斷,確定樁身混凝土缺陷的位置、范圍、程度,從而推斷樁身混凝土的樁身完整性。其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)結(jié)果能直觀反映樁身缺陷的位置,大小及嚴(yán)重程度等方面的信息,其缺點(diǎn)是在一定范圍的測(cè)試盲區(qū),不能準(zhǔn)確測(cè)出樁身整個(gè)斷面是否有缺陷等。
4 .4檢測(cè)方法的選擇
樁基礎(chǔ)質(zhì)量檢測(cè)方法的選擇主要考慮設(shè)計(jì)方法、施工工藝和使用條件的不同,為此,選取合適的檢測(cè)方法尤為重要。?鉆孔灌注樁:采用高應(yīng)變法檢測(cè)比較有效,如果條件允許,可進(jìn)一步采用靜載試驗(yàn)或鉆芯法進(jìn)行驗(yàn)校。對(duì)于大直徑鉆孔灌注樁,可采用鉆芯法配合低應(yīng)變波或聲波透射法檢測(cè)。?沉管灌注樁:采用低應(yīng)變法檢測(cè)樁身完整性十分有效,同時(shí)使用靜載試驗(yàn)檢測(cè)單樁承載力,沖擊力能滿足要求的話,可采用高應(yīng)變法同時(shí)檢測(cè)其完整性和承載力情況。?打入式預(yù)制樁:高應(yīng)變法和靜載試驗(yàn)進(jìn)行預(yù)制樁檢測(cè)比較適合,低應(yīng)變法和聲波透射法不宜選取。
5.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述:隨著高層建筑的快速發(fā)展,工程樁基礎(chǔ)工程越來(lái)越多,樁基作為建筑物的隱蔽工程,支撐著地面上的構(gòu)筑物,是建筑物的基礎(chǔ),其質(zhì)量?jī)?yōu)劣將直接影響到建筑物的安全?;炷凉嘧队捎谄涑蓸顿|(zhì)量受地質(zhì)條件、成樁工藝、機(jī)械設(shè)備、施工人員、管理水平等諸多因素的影響,較易產(chǎn)生夾泥、斷裂、縮頸、混凝土離析、樁底沉渣較厚及樁頂混凝土密實(shí)度較差等質(zhì)量缺陷,危及主體結(jié)構(gòu)的正常使用與安全,甚至引發(fā)工程質(zhì)量事故,加上是隱蔽工程,因此加強(qiáng)對(duì)樁基礎(chǔ)質(zhì)量的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)十分必要。為此國(guó)家近年來(lái)先后出臺(tái)了《建筑基樁檢測(cè)規(guī)范》(JGJ106-2003)和《公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程》(JTG/TF81-01-2004),廣東省也出臺(tái)了《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)元規(guī)范》(DBJ 15-60-2008)。進(jìn)一步明確要求規(guī)范基樁工程的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)工作。針對(duì)具體工程,利用成孔質(zhì)量檢測(cè)、靜載試驗(yàn)檢測(cè)、低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)、鉆孔取芯法檢測(cè)和高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)等技術(shù)對(duì)建設(shè)工程的基樁進(jìn)行了檢測(cè),進(jìn)而對(duì)樁基質(zhì)量做出評(píng)價(jià),以確保建設(shè)工程的質(zhì)量。
建筑工程的發(fā)展在我國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)中占據(jù)主導(dǎo)地位,所以樁基工程成為了一個(gè)熱門并在建筑中被廣泛使用。樁基是建筑物的基礎(chǔ),其質(zhì)量直接影響到建筑物的質(zhì)量,但樁基工程質(zhì)量控制的難度比較大,且具有專業(yè)性、隱蔽行的特點(diǎn),因而樁基的檢測(cè)工作顯得尤為重要且被高度重視。樁基評(píng)定是一項(xiàng)全面、系統(tǒng)、綜合的評(píng)價(jià),只有將檢測(cè)結(jié)果與建筑物安全等級(jí)、抗震設(shè)防等級(jí)、地質(zhì)條件、基礎(chǔ)形式、建筑規(guī)模、設(shè)計(jì)要求充分結(jié)合起來(lái),全面系統(tǒng)地開展綜合分析,才能把好工程質(zhì)量檢驗(yàn)關(guān),做出準(zhǔn)確可靠的評(píng)定。隨著社會(huì)的發(fā)展,我國(guó)綜合國(guó)力的不斷提高,全民的質(zhì)量意識(shí)的不斷增強(qiáng),通過我們的努力樁基檢測(cè)技術(shù)將會(huì)更加先進(jìn),更加規(guī)范和成熟。
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