摘要:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)的建筑行業(yè)也有了明顯的發(fā)展,建筑界中逐步增加了很多大型的高層、廠房、橋梁等,因此,樁基的作用也就越來(lái)越重要,使用范圍也越來(lái)越廣泛,因?yàn)闃痘こ屉[蔽性比較高,他的質(zhì)量好不好就關(guān)系到建筑施工的安全和人身安全,一旦發(fā)生事故,處理起來(lái)比較麻煩,因此對(duì)工程樁基檢測(cè)方法也是有比較嚴(yán)格的要求的,本文主要就是結(jié)合實(shí)例來(lái)分析介紹幾種常見樁基檢測(cè)方法。
關(guān)鍵字:樁基檢測(cè)方法 樁基質(zhì)量 建筑工程
1樁基檢測(cè)方法
1.1概述
樁基是建筑物的承載基礎(chǔ),雖然在建筑物最底端不易被看見,但卻起了非常重要的作用。按照建筑物受力原理,樁基分為兩種:摩擦樁和端承樁, 第一種摩擦樁基主要是利用了地層和樁基之間的摩擦力來(lái)承受整個(gè)建筑物的重量,根據(jù)這種原理,又分為壓力樁,和拉力樁,這種樁基是在承載的建筑物比較高的情況下才會(huì)使用的。第二種是端承樁,這種樁基主要是位于承接層面上,用來(lái)承載建筑物的樁基,可以分為預(yù)制和灌注兩種樁基。預(yù)制樁基是通過(guò)打樁機(jī)把預(yù)制的鋼筋混凝土打入地層下,做樁基使用。這種樁基省去很多材料,強(qiáng)度也是比較高的,比較適合一些要求高的建筑,但是打樁還是存在一定的難度,這種方式受機(jī)械影響比較大。
灌注樁基和預(yù)制樁基是對(duì)立的兩種,灌注樁基是在施工場(chǎng)地上進(jìn)行鉆孔,達(dá)到一定深度后,把鋼筋放入事先澆灌好的混凝土中,這種方法比較簡(jiǎn)單,甚至可以他通過(guò)人工去挖孔,受機(jī)械影響比較小,省時(shí)間,但是他承載能力比較低,也比較費(fèi)材料,對(duì)一些要求高的建筑物很難滿足。
樁基的質(zhì)量對(duì)建筑物的影響是非常大的,如果樁基質(zhì)量不過(guò)關(guān),就影響了建筑物的壽命,嚴(yán)重者,還會(huì)造成大樓倒塌的事故,可以這么說(shuō),樁基工程質(zhì)量決定了建筑物的質(zhì)量。因此樁基檢測(cè)必須要嚴(yán)格。遵循:經(jīng)濟(jì),安全,適用,合理八字方針。技術(shù)方面也必須有專人進(jìn)行嚴(yán)格的控制。根據(jù)不同的樁基選擇不同的樁基類型,如果是要求高的建筑物就采用預(yù)制樁基,如果是要求并不高,在時(shí)間上有限制的,那么就采取灌注樁基。
1.2常見檢測(cè)方法
樁基檢測(cè)主要檢測(cè)樁身的完整性和單個(gè)樁基的承載能力。通過(guò)兩方面可以進(jìn)行樁基工程的檢測(cè)與評(píng)價(jià)。一般建筑施工主要分為成孔和成樁質(zhì)量檢測(cè)。成孔質(zhì)檢是灌注樁基時(shí)候操作的第一步,難度還是比較大的,成樁質(zhì)量檢則相對(duì)容易,因?yàn)樗强梢栽跇痘こ探Y(jié)束后可以進(jìn)行的檢測(cè)工作。檢測(cè)方法包括對(duì)樁基承壓力和完整性的檢測(cè),在檢測(cè)樁基時(shí)候,要保持靈活,適度的原則。運(yùn)用多種檢測(cè)方法,靈活結(jié)合不同手段進(jìn)行檢測(cè),這樣才能保證高質(zhì)量樁基的完成。
1.2.1承載力檢測(cè)
1靜荷載檢測(cè)法:
這種檢測(cè)承載力的方法比較權(quán)威,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)把這種方法作為檢測(cè)樁基承載力的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。
和其他實(shí)驗(yàn)法相比,它速度比較慢,受力更加接近于樁基的受力情況。靜荷載實(shí)驗(yàn)法包括對(duì)樁基水平和豎向承載的雙向檢測(cè),他的優(yōu)勢(shì)在于檢測(cè)出現(xiàn)的誤差比較小,相對(duì)誤差也保持在百分之十,比較準(zhǔn)確,因?yàn)闄z測(cè)時(shí)候不能破壞樁基,因此常常用這種檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)。
2高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法
使用這種方法測(cè)試樁基承壓力,是使用重力鐵錘在瞬間沖擊樁基頂部,從而產(chǎn)生高能量波,使得樁身發(fā)生移動(dòng),激發(fā)阻力,從而形成拉伸和壓縮的效果,使得樁基周圍發(fā)生變形,在距離頂部?jī)杀稑稄降臉额^處測(cè)量過(guò)程曲線(力和速度),根據(jù)應(yīng)力波理論得出樁土體系相關(guān)的參數(shù),分析樁身的質(zhì)量,探討樁土體系的工作性能然后確定樁基的承載力。
1.2.2樁基完整性檢測(cè)
1低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法
低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法理論是一維桿件波動(dòng)理論。具體方法是通過(guò)用小錘子敲打樁頂,引起震動(dòng),然后變形,周圍土體會(huì)發(fā)生顫動(dòng),這時(shí)候利用在樁基頂部的檢波器接受應(yīng)力波信號(hào),檢測(cè)然后記錄樁頂振速或者加速度,分析檢測(cè)結(jié)果,研究樁土的功能,然后確定樁基質(zhì)量,找出樁基身體缺陷,檢查樁基是否完整。
低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法工程案例分析:
某住宅樓, 檢測(cè)設(shè)備是RS-1616K(S)動(dòng)測(cè)儀器,工程中測(cè)出下面的波形。其中28號(hào)樁基是測(cè)試樁基中的一個(gè),他的樁基直徑為0.8m,長(zhǎng)度為7.8m,平均波速為3731米每秒,由施工人員現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試分析,樁基只有樁基底部反射,而波形曲線比較平滑,說(shuō)明樁基質(zhì)量還是比較好的,而在與樁基頂部4.3m距離時(shí),出現(xiàn)波阻抗力減小的界面,平均波速比完整樁基的波速稍微小一些,這時(shí)判斷此處為輕微的離析。后來(lái)經(jīng)過(guò)查證發(fā)現(xiàn),在澆筑混凝土?xí)r等待時(shí)間比較長(zhǎng),第二次澆筑和第一次澆筑隔得時(shí)間比較長(zhǎng),所以才會(huì)造成這樣的結(jié)果。
2聲波透射法
超聲波在混凝土中的傳播速度是會(huì)受到限制的,因此可以通過(guò)聲波的原理來(lái)對(duì)樁基進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)也可以收集到其他一些關(guān)于聲學(xué)的參數(shù)。從傳播速度來(lái)看,如果混凝土中存在一些缺陷,比如像氣孔,裂縫,斷裂或者是緊密度,夾帶泥塊等,都可以通過(guò)聲波透射法看出來(lái)。在缺陷的影響下,傳播路徑會(huì)加長(zhǎng),時(shí)間也會(huì)加長(zhǎng),因?yàn)樾枰@過(guò)這些缺點(diǎn)或者是速度比較慢,通過(guò)超聲波透射法可以檢查出樁基是否存在這些缺點(diǎn)。并且很大程度的掌握缺陷的具體位置, 大小。如果存在缺陷或者弱點(diǎn),那么這個(gè)樁身就不完整。
3鉆芯法
通過(guò)鉆芯法檢查樁基是否完整的方法也是有一定的原理和深度的。首先需要使用專業(yè)的混凝土鉆芯機(jī),從需要檢測(cè)的結(jié)構(gòu)能夠取樣進(jìn)行檢測(cè),對(duì)芯樣增加壓力,根據(jù)加壓情況估算混凝土整體抗壓的能力和具體的缺陷,一般情況下,使用金剛石鉆具和普通的液壓鉆具進(jìn)行加壓抽取。當(dāng)鉆速比較高,可以通過(guò)中等泵的量值和壓力進(jìn)行鉆壓,鉆孔時(shí)要?jiǎng)蛩偾斑M(jìn),保證其位置和質(zhì)量,在加壓之前,對(duì)芯樣要有一定的處理,各項(xiàng)指標(biāo)都要明確的記錄然后進(jìn)行標(biāo)注。鉆芯方法要非常準(zhǔn)確和直觀可靠,通過(guò)廣泛應(yīng)用來(lái)測(cè)試樁基的完整程度。
工程案例:某工程采用鉆孔灌注樁基,其樁基直徑為1.20m,樁基長(zhǎng)度為25m,樁基混凝土等級(jí)為C25.如果使用低應(yīng)變法進(jìn)行樁基檢測(cè),會(huì)發(fā)現(xiàn)樁基波形出現(xiàn)異常,在5.4m時(shí)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷周期性同向反射??床坏綐兜追瓷?。為進(jìn)一步核實(shí),工程會(huì)采取鉆芯法進(jìn)行驗(yàn)證,從而確定鉆心質(zhì)量,在樁基身上會(huì)鉆取7m的兩個(gè)孔。對(duì)芯樣分析,在5.2-5.6m時(shí)候會(huì)夾雜大量泥沙。這時(shí)候,就可以確定之前的推測(cè)是正確的。
2樁基技術(shù)的應(yīng)用和案例舉例
2.1實(shí)例工程概況
某建筑物高830米,建筑面積為68506平方米,基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用的是鉆孔灌注樁基,鉆孔灌注樁基數(shù)量為275根,直徑為780毫米,有效的樁基長(zhǎng)度為3569米。樁基頂部標(biāo)準(zhǔn)高度在自然地面下60m,樁頂下地層主要土質(zhì)為:1層粉質(zhì)厚粘土,為可塑形態(tài),厚度大約60-70m,2層為細(xì)沙土質(zhì),為密集到中等密集狀態(tài),厚度為40m,3層為粉土,中等密集到密集厚實(shí)的狀態(tài),厚度為80m,4層為細(xì)砂,密集厚實(shí)狀態(tài),5等為粗砂,內(nèi)含石,厚度為30m,6層為卵石,中等密集到密集厚實(shí)狀態(tài)。設(shè)計(jì)所要求對(duì)單樁的承載能力不能小于3800kn
2.2實(shí)際檢測(cè)方法
根據(jù)高層建筑土質(zhì)情況和具體樁基情況,決定采用靜荷載試驗(yàn)方法和低應(yīng)變反射波法對(duì)樁基施工結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)單樁靜載試驗(yàn)方法檢驗(yàn)樁基豎向的抗壓能力數(shù)值是否符合設(shè)計(jì)需求,通過(guò)使用反射波法低應(yīng)變檢測(cè)樁基的不足和缺陷所在的位置,然后判斷樁身的完整性質(zhì)。
2.3檢驗(yàn)結(jié)果
1靜荷載檢測(cè)法
對(duì)275根樁基隨機(jī)抽取10根進(jìn)行測(cè)試,通過(guò)單樁豎向的測(cè)試,采用堆載反力,搭載混凝土平臺(tái)。他的總重量要達(dá)到9200KN千斤頂使用兩臺(tái)630噸同步的并聯(lián)裝置設(shè)備,儀器使用JYC靜載測(cè)試儀器,全自動(dòng)加載符合,記錄沉降范圍,實(shí)驗(yàn)結(jié)果最終要把沉降數(shù)值設(shè)定為1456-2166mm之間,承載力特征數(shù)值也不能小于3800kn。
2低應(yīng)變反射波法
低應(yīng)變反射波法抽取工程樁58根,占總樁數(shù)(275)的百分之二十,通過(guò)對(duì)受檢測(cè)樁基測(cè)試信號(hào)的分析,結(jié)合施工的工藝和場(chǎng)地工程的地質(zhì)等方面的情況,評(píng)價(jià)樁基結(jié)構(gòu)的完整度。而測(cè)試結(jié)果顯示,58根樁基中,2類樁基為6根,占檢測(cè)總的樁基數(shù)目的百分之十,1類樁基為52根,占檢測(cè)總樁基數(shù)目的百分之九十。
3總結(jié)
隨著樁基作用的越來(lái)越廣泛,樁基檢測(cè)行業(yè)發(fā)展的也越來(lái)越迅速,試驗(yàn)設(shè)備儀器變得日益精良,操作界面變得簡(jiǎn)單程序化,操作界面也日益變得簡(jiǎn)單,專業(yè)化水平也提高很多,建筑基礎(chǔ)行業(yè)方面發(fā)展日益多元化,多面化,這不得不說(shuō)是一個(gè)比較新的發(fā)展和進(jìn)步。而這就要求樁基檢測(cè)方面需要在實(shí)際的檢測(cè)中多層面多角度的去思考問(wèn)題,樁基檢測(cè)是一個(gè)比較多元的技術(shù)手段,因此要求技術(shù)人員在實(shí)際工作中要積累經(jīng)驗(yàn),這樣才能更好的發(fā)展樁基檢測(cè)技術(shù)。
樁基試驗(yàn)檢驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)得到了不斷的發(fā)展,而要提高樁基檢測(cè)方法和技術(shù),除了完善和改革機(jī)器的硬件和質(zhì)量,還要努力研發(fā)新的儀器,另外還要對(duì)理論方面加強(qiáng)研究工作,爭(zhēng)取把現(xiàn)有的樁基檢測(cè)技術(shù)和現(xiàn)在有的先進(jìn)分析方法結(jié)合,這樣可以更好的發(fā)展樁基檢驗(yàn)技術(shù)。對(duì)國(guó)家樁基發(fā)展和建筑工程事業(yè)都有重要的意義。
參考文獻(xiàn)
1于明,常溫,試論建筑工程樁基的檢測(cè)方法的可行性[J] 中國(guó)科學(xué)縱橫 2014(02)
2高燕,淺談樁基技術(shù)及對(duì)前景的展望[J],甘肅科技 2013(07)
3陳凡,徐天平, 樁基質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)[M],北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2014
4蔣杰 大直徑樁基豎向承載性的研究【J】,上海同濟(jì)大學(xué),2014
作者簡(jiǎn)介:
王良?。?971-),男,學(xué)歷本科,現(xiàn)任職稱工程師,主要從事樁基檢測(cè)方向工作。