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淺談樁基檢測(cè)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用論文
摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了常用的幾種樁基檢測(cè)技術(shù)，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)和高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)等技術(shù)對(duì)該工程的基樁進(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。
關(guān)鍵詞：樁基檢測(cè)靜載試驗(yàn)高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)
0引言
樁基是隱蔽工程，支撐著地面上的構(gòu)筑物，它是建筑物的基礎(chǔ)，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響到這些建筑物的安全。在樁基礎(chǔ)的施工過(guò)程中，樁基檢測(cè)是一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)。近年來(lái)樁基礎(chǔ)在高層建筑和鐵路建設(shè)中廣泛使用，隨著建設(shè)單位對(duì)工程質(zhì)量要求的提高，基樁檢測(cè)技術(shù)將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
1樁基檢測(cè)技術(shù)
1.1成孔質(zhì)量檢測(cè)在樁的施工中，成孔質(zhì)量的好壞直接影響到混凝土澆注后的成樁質(zhì)量：樁孔的孔徑偏小則使整樁的承載能力降低；樁孔上部擴(kuò)徑將導(dǎo)致成樁上部側(cè)阻力增大，而下部側(cè)阻力不能完全發(fā)揮；樁孔偏斜則會(huì)削弱了基樁承載力的有效發(fā)揮；樁底沉渣過(guò)厚使得有效樁長(zhǎng)減少。因此，成孔質(zhì)量檢測(cè)對(duì)于控制成樁質(zhì)量尤為重要。成孔質(zhì)量檢驗(yàn)的內(nèi)容主要包括樁孔位置、孔深、孔徑、垂直度、沉渣厚度等。
1.2樁的承載力的檢測(cè)
1.2.1靜荷載試驗(yàn)法靜荷載試驗(yàn)法用于檢測(cè)基樁承載力靜荷載試驗(yàn)法包括基樁豎向和水平承載力檢測(cè)，工程中多用到豎向靜載荷試驗(yàn)。靜荷載試驗(yàn)法顯著的優(yōu)點(diǎn)是其受力條件比較接近樁基礎(chǔ)的實(shí)際受力狀況。靜載試驗(yàn)主要適用于工程試樁的承載力檢測(cè)，對(duì)于工程樁檢測(cè)不能做破壞性試驗(yàn)。其檢測(cè)精度高，相對(duì)誤差在10%范圍內(nèi)。
1.2.2高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法樁基高應(yīng)變動(dòng)檢測(cè)，就是利用重錘對(duì)樁頂進(jìn)行瞬態(tài)沖擊，使樁周土產(chǎn)生塑性變形，在樁頭實(shí)測(cè)力和速度的時(shí)程曲線，通過(guò)應(yīng)力波理論分析得到樁土體系的有關(guān)參數(shù)，揭示樁土體系在接近極限階段時(shí)的工作性能，分析樁身質(zhì)量，確定樁的極限承載力。
1.3樁的完整性檢測(cè)
1.3.1低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法基樁的低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法就是通過(guò)對(duì)樁頂施加較低的激振能量，引起樁身及周?chē)馏w的微幅振動(dòng)，同時(shí)用儀表量測(cè)和記錄樁頂?shù)恼駝?dòng)速度和加速度，利用波動(dòng)理論或機(jī)械阻抗理論對(duì)記錄結(jié)果加以分析，從而達(dá)到檢驗(yàn)樁基施工質(zhì)量、判斷樁身完整性、預(yù)估基樁承載力等目的。
1.3.2聲波透射法聲波透射法是利用超聲波在混凝土中傳播的聲學(xué)參數(shù)，如聲速C、頻率F、振幅A的變化及波形來(lái)分析樁身混凝土的連續(xù)性及斷層、夾砂、蜂窩等缺陷的大小、位置。
2樁基檢測(cè)技術(shù)在工程上的應(yīng)用
某辦公樓為地上十四層，地下一層的高層辦公樓，采用框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積38818.6m2，其基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土預(yù)制樁。經(jīng)勘探，場(chǎng)地地基根據(jù)其工程特性的差異，自上而下分為四層，分述如下:粉土層、粉質(zhì)粘土層、礫砂層和強(qiáng)風(fēng)化泥巖層。基樁設(shè)計(jì)參數(shù)要求如下：樁徑為φ500mm；樁長(zhǎng)為10-12m；工程樁總樁數(shù)為170根；單樁承載力特征值2000kN；混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C40；樁端持力層為砂礫層。本次工程實(shí)踐中針對(duì)場(chǎng)地環(huán)境和地質(zhì)條件，主要采用了如下幾種檢測(cè)手段：
�、俪煽踪|(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量40個(gè)；
�、谠嚇遁d荷試驗(yàn)，檢測(cè)試樁數(shù)量3根；
�、鄹邞�(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量10根；
�、艿蛻�(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量30根。
2.1成孔質(zhì)量檢測(cè)本工程中基樁成孔質(zhì)量測(cè)試采用的儀器設(shè)備主要有JJC-1A型孔徑儀、JNC-1型沉渣測(cè)定儀、JJX-3A型井斜儀、深度記錄儀（充電脈沖發(fā)生器）、電動(dòng)絞車(chē)、孔口輪等組成。分別對(duì)成孔的孔深、孔徑、孔斜及沉渣厚度進(jìn)行了檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果：設(shè)計(jì)孔深介于10.45m～11.94m，實(shí)測(cè)孔深介于10.60m～12.20m，所有檢測(cè)樁均大于設(shè)計(jì)要求孔深。實(shí)測(cè)局部最小孔徑介于451mm～471mm，局部最大孔徑介于524mm～633mm，無(wú)最小孔徑<550mm的樁孔。實(shí)測(cè)垂直度介于0.68%～0.97%，均小于1%。實(shí)測(cè)孔底沉渣厚度介于80～100mm，均小于150mm。綜上數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，本次樁孔成孔質(zhì)量檢測(cè)4項(xiàng)指標(biāo)（孔深、孔徑、孔斜、沉渣厚度）均能夠達(dá)到規(guī)范要求。
2.2靜載試驗(yàn)檢測(cè)本次工程中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)試樁檢測(cè)過(guò)程中的3根試樁分別進(jìn)行單樁豎向靜載試驗(yàn)。本次檢測(cè)使用的主要設(shè)備有:武漢生產(chǎn)的靜載試驗(yàn)成套設(shè)備RS-JYB，主要包括主機(jī)、中繼器、控載箱、5000kN千斤頂、位移傳感器等。另外還有鋼梁、壓板等。檢測(cè)方法如下：本次豎向靜載試驗(yàn)，采用錨樁反力裝置與配重聯(lián)合加載法，即在試驗(yàn)樁樁頂放置千斤頂，再放主梁、次梁，次梁連接4根錨樁，同時(shí)在次梁之上堆放預(yù)制樁作為配重。對(duì)樁的加載方式采用快速維持荷載法，即逐級(jí)加荷，加荷后隔15min讀一次數(shù)，每級(jí)加荷時(shí)間為2h。預(yù)計(jì)加荷為8級(jí)，每級(jí)荷載增量均為500kN。如果中間出現(xiàn)破壞荷載，則停止加荷。檢測(cè)結(jié)果3根樁的極限承載力平均值為4000kN，最大極差為0，不大十平均值的30%，故單樁承載力的特征值(標(biāo)準(zhǔn)值)為4000=2.0=2000kN，符合設(shè)計(jì)要求。
2.3低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)根據(jù)《建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，低應(yīng)變方法適用于檢測(cè)混凝土樁的樁身完整性，判斷樁身缺陷的程度及位置，并要求根據(jù)樁身完整性檢測(cè)結(jié)果，給出每根樁的樁身完整性類(lèi)別。本次工程實(shí)踐中共對(duì)工程樁中的30根樁進(jìn)行了低應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試。檢測(cè)儀器由采用FDP204PDA型動(dòng)測(cè)分析系統(tǒng)，加速度傳感器，力棒組成。檢測(cè)方法是：在樁頂放置一只加速度傳感器，接受錘擊過(guò)程中產(chǎn)生的加速度信號(hào)，通過(guò)FDP204PDA型樁基動(dòng)測(cè)系統(tǒng)放大和A/D轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號(hào)傳給微機(jī)，信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，在屏幕顯示實(shí)測(cè)波形，每根樁布采集點(diǎn)一個(gè)，每點(diǎn)采集5～6錘信號(hào)。將存儲(chǔ)在磁盤(pán)上的測(cè)試信號(hào)在時(shí)域內(nèi)進(jìn)行處理，根據(jù)應(yīng)力波反射等價(jià)地將實(shí)測(cè)速度信號(hào)通過(guò)時(shí)域由頻域輔助，分析不同部位的反射信號(hào)，據(jù)此分析每根樁的樁身完整性。檢測(cè)結(jié)果：其中:I類(lèi)樁28根，滿足設(shè)計(jì)要求；II類(lèi)樁2根，滿足設(shè)計(jì)要求。
2.4高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)本次工程中共對(duì)工程樁中的10根樁進(jìn)行了低應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試。檢測(cè)儀器采用FEI-C3型動(dòng)測(cè)分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)由486/40微機(jī)，12位A/D轉(zhuǎn)換器，加速度傳感器，力傳感器、重錘組成。檢測(cè)方法是：將兩只加速度計(jì)和兩只應(yīng)變式力傳感器，分別對(duì)稱(chēng)安裝在樁側(cè)表面，錘自由下落錘擊樁頂，瞬時(shí)沖擊力產(chǎn)生的加速度和力信號(hào)，通過(guò)FEI-C3型樁基動(dòng)測(cè)系統(tǒng)放大和A/D轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號(hào)傳給微機(jī)，信號(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)軟件處理后存入磁盤(pán)，同時(shí)顯示實(shí)測(cè)波形，然后，將存儲(chǔ)在磁盤(pán)上的測(cè)試信號(hào)進(jìn)行回放（力、速度），利用FEIPWAPC軟件進(jìn)行曲線擬合分析，得出單樁豎向極限承載力。檢測(cè)結(jié)果：所檢測(cè)的10根樁的單樁豎向極限承載力基本值均位于2178kN～2342kN之間，單樁豎向極限承載力平均值為2260kN，故根據(jù)本次高應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果綜合判定單樁極限承載力為2260kN。
3小結(jié)
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)和高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)等技術(shù)對(duì)某辦公樓工程的基樁進(jìn)行了檢測(cè)，了解被測(cè)樁的樁身完整性和樁身混凝土質(zhì)量，并初步判斷樁端土支承強(qiáng)弱，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。
參考文獻(xiàn)：
[1]蔣建平.大直徑樁基礎(chǔ)豎向承載性狀研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué).2004.
[2]劉金礪.樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工與檢測(cè)[M].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社.2001.
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