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        淺談建筑基樁檢測方法

        2015-12-02 01:45:00劉金輝安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司安徽合肥230051
        江西建材 2015年16期
        關(guān)鍵詞:承載力

        ■劉金輝 ■安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司,安徽 合肥 230051

        1 基樁測試重要性

        1.1 基樁質(zhì)量重要性

        在基礎(chǔ)工程中,樁基礎(chǔ)以其承載力大、地層適應(yīng)性強(qiáng)、施工方便、造價(jià)較低等特點(diǎn),而被廣泛采用。而樁基工程中又以各種形式的灌注樁為主,這不僅是因?yàn)楣嘧妒┕みM(jìn)度快,經(jīng)濟(jì)效益好,可比預(yù)制樁降低成本造價(jià)的1/3 -1/2,而且能適應(yīng)于各種地形地質(zhì)條件和各種土工構(gòu)筑物對基礎(chǔ)承載力的需要,因而使用范圍很廣泛。灌注樁屬地下隱蔽工程,施工工藝復(fù)雜,容易出現(xiàn)各種質(zhì)量問題,且不容易被發(fā)現(xiàn)。據(jù)國內(nèi)外有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明,出現(xiàn)樁身各種缺陷概念約為巧10% -20%,如不及時(shí)發(fā)現(xiàn),將對土工構(gòu)筑物、建筑物的正常使用造成隱患。因此,對基樁的質(zhì)量測試是十分重要的。

        1.2 基樁測試步驟和要求

        (1)施工前應(yīng)進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)。施工前單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的目的是為設(shè)計(jì)提供依據(jù)。對設(shè)計(jì)等級高且缺乏經(jīng)驗(yàn)的地區(qū),或推廣應(yīng)用新樁型或新工藝,前期試樁尤為重要。對于端承型大直徑灌注樁,當(dāng)受設(shè)備或現(xiàn)場條件限制無法做靜載試驗(yàn)時(shí),應(yīng)采用Ostetherg 試樁法提供設(shè)計(jì)參數(shù)。對于打人式預(yù)制樁(特別是長樁、超長樁),應(yīng)進(jìn)行試打,試打時(shí)用高應(yīng)變法進(jìn)地打樁分析,為設(shè)計(jì)提供參數(shù)。

        (2)工程樁的承載力測試。對于小直徑灌注樁,當(dāng)有本地區(qū)相近條件的對比驗(yàn)證資料時(shí),可采用高應(yīng)變法進(jìn)行單樁豎向抗壓承載力驗(yàn)收檢測,對于打人式預(yù)制樁,可采用高應(yīng)變法進(jìn)行打樁過程監(jiān)控,以減少樁的破損率和選擇合理的人土深度,進(jìn)而提高沉樁效率。盡管允許采用高應(yīng)變法進(jìn)行驗(yàn)收檢測,但仍需不斷積累驗(yàn)證資料、提高分析判斷能力和現(xiàn)場檢測技術(shù)水平。對于大直徑灌注樁或端承型灌注樁(事實(shí)上對所有高承載力的樁),往往不允許任何一根樁承載力失效,否則后果不堪設(shè)想。由于試樁荷載大或場地限制,有時(shí)很難、甚至無法進(jìn)行單樁豎向抗壓承載力靜載檢測,這時(shí),可選擇地質(zhì)條件較差的樁位采用osterberg 試樁法進(jìn)行單樁豎向抗壓承載力靜載檢測。此外,也可采用樁孔原位測試法(深層平板載荷試驗(yàn)、巖基載荷試驗(yàn)、鉆芯法等)進(jìn)行樁端承載力測試。

        2 基樁測試方法的種類

        現(xiàn)有的確定單樁承載力的試驗(yàn)方法很多,常見的方法有:(l)單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)法;(2)Os -tethe 飛試樣法;(3)高應(yīng)變動(dòng)力法;(4)樁孔原位測試法;(5)低應(yīng)變動(dòng)力法;(6)反射波法,等等,都被廣泛使用于不同條件下基樁測試。下面就前三種測試方法的程序簡述一下。

        2.1 單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)法

        單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)是通過重平臺或錨樁反力架等在樁頂上直接分級加載,同時(shí)觀測其每級的沉降量,最后分析其試驗(yàn)結(jié)果確定單載承載力。這種方法綜合考慮了樁與土的相互作用,是確定單樁承載力最傳統(tǒng),最為直觀,最為可靠的方法,因此大的工程一般都要在現(xiàn)場作靜載試驗(yàn)來確定承載力。

        2.2 osterbe 飛試樁法(自平衡試樣法)

        osterberg 試樁法是將千斤頂放置在樁的下端,向上頂樁身的同時(shí),向下壓樁底,使樁的摩阻力和端阻力互為反力,分別得到樁端和樁側(cè)兩條荷載-位移曲線,疊加后得到樁的承載力和位移關(guān)系的Q 一S 曲線。同時(shí),該法又可以分別測聲樁的摩阻力和端阻力與上下位移間的關(guān)系曲線,便于分別考慮這兩種承載力,明確兩種載承力的發(fā)展過程。這對樁基礎(chǔ)進(jìn)行可靠度設(shè)計(jì)時(shí)考慮和確定分項(xiàng)系數(shù)也是十分重要的。Osterberg 試樁法由于其加壓裝置簡單,不需壓重平臺,不需錨樁反力架,不占用施工場地,試驗(yàn)方便,費(fèi)用低廉,節(jié)省時(shí)間,且能直接測出樁的側(cè)阻力和端阻力,受到工程界的廣泛歡迎。

        2.3 高應(yīng)變動(dòng)力法

        高應(yīng)變動(dòng)力法是通過在樁頂測量被激發(fā)的阻力產(chǎn)生的應(yīng)力波和速度波,從而確定承載力。它的目標(biāo)是激發(fā)樁周和樁尖的阻力,然后實(shí)測這些阻力。要使樁側(cè)阻力和樁尖土強(qiáng)度充分發(fā)揮,一般都是用重錘錘擊樁頂,使樁土之間產(chǎn)生一定的塑性位移,即樁被打出一定慣入度,當(dāng)動(dòng)荷載作用在樁上產(chǎn)生的應(yīng)力水平達(dá)到或接近工程實(shí)際應(yīng)力水平時(shí),即可確定較為符合實(shí)際的承載力。該法是由動(dòng)力打樁監(jiān)控演變和發(fā)展過來的,因此,特別適用于打人式樁的承載力測試。目前,高應(yīng)變動(dòng)力法主要有動(dòng)力打樁公式法、錘擊貫入法、波動(dòng)方程分析法、Case 法、波形擬合法和靜動(dòng)法,比較常用的是波形擬合法。

        高應(yīng)變試樁方法與低應(yīng)變試樁方法的根本區(qū)別是高應(yīng)變法使樁土之間產(chǎn)生了一定的塑性相對位移,即樁頂產(chǎn)生大于2.5~貫人度。目前,高應(yīng)變法有動(dòng)力打樁公式法、錘擊貫入法、波動(dòng)方程分析法、Case法、波形擬合法和靜動(dòng)法等,比較常用的是波形擬合法。

        高應(yīng)變動(dòng)力法主要可以解決以下一些問題:(l)確定單樁豎向承載力。(2)樁身結(jié)構(gòu)完整性檢驗(yàn)。(3)沉樁能力分析。(4)樁工機(jī)械監(jiān)控。(5)樁在動(dòng)荷載作用下的特性。例如對打人式樁,可隨時(shí)監(jiān)測打樁應(yīng)力,對拉、壓應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控,避免應(yīng)力超過材料強(qiáng)度,致使樁身破壞。同時(shí)可對錘、墊系統(tǒng)合理選擇,提高打樁效率等等。此外,樁的承載力取決于樁身結(jié)構(gòu)承載力和地基土對樁的支承力。與靜載荷實(shí)驗(yàn)法相比較,作為靜力試樁是量測樁頂荷載和下沉量(Q-S)曲線),當(dāng)下沉量達(dá)到人們規(guī)定的條件或某一值時(shí),認(rèn)為土阻力已充分發(fā)揮,即通常所說的樁已“破壞”,從而求得極限承載力,但下沉量可以是土的變形引起,也可能由于樁身有缺陷、結(jié)構(gòu)破壞引起,這從Q-S 曲線上往往難以區(qū)分,而動(dòng)力試樁比較容易對兩者進(jìn)行區(qū)別??梢?,采用高應(yīng)變測法試樁的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果是十分明顯的,三種方法單樁承載力試驗(yàn)結(jié)果對比如表1。

        表1 單樁承載力痸試驗(yàn)方法結(jié)果對比

        由上可見,建筑基樁單樁豎向承載力的測試方法很多,各有千秋,因此建筑基樁單樁豎向承載力的測試方法要根據(jù)具體情況、檢測人員技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)而定?;鶚稖y試方法精度及誤差求取目前基樁工程非常之多,測試方法種類不少,操作人員繁雜,水平各異,又沒有共同遵守的測試要領(lǐng)和準(zhǔn)則及判定標(biāo)準(zhǔn),因此測試結(jié)果相差較大,以至出現(xiàn)誤判。所以研究規(guī)范測試方法程序、制訂出測試誤差范圍,為基樁質(zhì)量分類提供依據(jù)已成為當(dāng)務(wù)之急。

        3 基樁測試重要性

        綜上所述,基樁的測試,對于基樁有著十分重要作用,基樁測試誤差的求取,為樁身質(zhì)量分類提供了科學(xué)依據(jù),為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供了保證,對不合格基樁予以報(bào)廢,為基樁工程消除了隱患。在選擇基樁測試方法中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,選用精度高、重復(fù)性好、成本低、易于操作的測試方法,以求獲得最佳效果。

        [1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).建筑基樁檢測規(guī)范JGJ106 -2014[M].

        [2]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).建筑基樁技術(shù)規(guī)范JGJ94 -2008[M].

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