建筑桩基检测技术的内容与方法问题论文_李建敏

建筑桩基检测技术的内容与方法问题论文_李建敏

摘要:建筑桩基检测是确保桩基质量控制的重要手段。本文简要介绍了桩基的主要类型和桩基检测的主要内容,对桩基检测的常用方法进行分析,并提出了一些看法,旨在为桩基检测研究提供一些有价值的参考。

关键词:建筑桩基;检测;内容;方法

引言

桩基是一种较为古老的建筑基础形式,历经上千年的发展后,在施工工艺、设备材料、技术方法上都得到了巨大进步,并形成了较为完整的工程体系。由于桩基具有十分显著的优势,目前被广泛应用于各种建筑工程建设中。桩基是建筑结构安全的基础保障,一旦出现问题,直接影响到整个工程的质量。此外,桩基具有隐蔽性,工程竣工隐蔽后才发现质量问题较难处理。因此,必须在桩基工程施工过程中加强检查,以确保桩基质量。

一、建筑桩基的特征及进行检测的重要性

桩基的作用是通过桩身与桩尖使上部的荷载传至较硬的地基持力层。桩基最突出的特征是:承载能力强,稳定性高,沉降量少且均匀,抗震作用良好,因此能减少建筑物的不均匀沉降及挤密地基,同时被广泛应用于建筑工程内,尤其是高层建筑工程中。而近年来,随着国内加快城乡建设的脚步,桩基工程种类逐步增多,其检测技术也不断地发展与成熟。桩基的质量好坏受勘探,设计及施工等诸多过程的作用,若一个细节稍有不慎便可能导致工程事故的发生。而在建筑项目桩基工程的施工中,唯有检查测量桩基手段是管控桩基工程质量的最有效方式。只有提升桩基工程检查测量的水准,才可以促进桩基工程不断提升质量,因此建筑行业人员应给予相应的重视并合理应用各种桩基工程检测测量方式。

二、建筑桩基检测的主要内容

建筑桩基根据施工方式可分为灌注桩和预制桩两大类,灌注桩是指在施工现场钻孔后放入钢筋,进行混凝土浇筑形成的桩基,具有施工难度低、施工进度快、不受机械数量制约等优点,不足之处在于材料使用较多、承载力较低。预制桩是指提前制作好钢筋混凝土桩,使用打桩机打入地下形成的桩基,具有承载力高、节约材料等优点,能满足要求较高的建筑建设需求,不足之处在于受机械数量的制约、施工进度慢、施工难度大。此外,根据桩的承载力可分为端摩桩、摩擦桩以及端承桩;根据桩质可分为木桩、石灰桩、碎石桩、砼桩、砂桩、钢桩等。

检测的内容较多,归纳起来主要有以下几个方面:①承载力检测,即各类桩(单桩、群桩)、桩墙以及墩横向与竖向承载力的检测。②综合型地基的桩土荷载分担比的检测,桩上共同作用的检测,桩体与土体中应力-应变的检测。③结构完整性检测,即各类桩(单桩、群桩)、桩墙以及墩的结构完整性检测。④墩底持力层抗变形性的检测。⑤施工过程中对周围环境影响的检测,包括噪音、震动、土体变形等。⑥事故处理检测或特殊情况检测。

三、建筑桩基检测的常用方法

3.1静载试验

静载试验是将水平推力、竖向上拔力以及竖向压力桩顶部来观测其水平、上拔、沉降位移的情况,以此达到检测桩体的水平、竖向抗拔以及竖向抗压的承载力的目的。静载试验是目前公认的检测桩竖向抗压承载力最直接有效的方法。常见的静载试验方法有地锚法、堆载平台法、锚桩法、堆载平台与锚桩联合法等。在实验过程中获得的Q-S 曲线形态根据桩的尺寸、成桩技术、桩端土及桩侧的性质、分布等因素的变化而变化。一般情况下,曲线幅度波动不大时荷载值与S=40mm相对应;若曲线幅度陡降,荷载值可取陡降段起点,若曲线特征不明显,承载力的判定倾向于主观性,其准确性直接与检测人员的经验和水平相关。在实际操作过程中,检测人员经常会忽略基准桩与基准梁出现的问题,总结出来有以下几点:①基准梁的长度不符合设计要求,没有达标。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆②基准桩打打入地层的深度没有达到要求,出现位移情况。③基准梁刚度不达标,出现挠曲变形。

3.2高应变法

高应变法属于动力检测法的一种,是通过重锤对桩顶进行冲击,测出桩顶的速度与波动曲线,从而达到检测桩结构的完整性与竖向抗压承载力的目的。高应变法是在打桩分析法的基础上发展而来,最初使用的检测工具为打桩分析仪(PDA),因此,该法也成为PDA法。高应变法一般应用于判断桩的竖向抗压承载力是否达标,该法在检测预制桩接头、桩身水平整合型缝隙等的缺陷过程中,能够对这些缺陷对竖向抗压承载力影响程度进行判断,是一种有效的补充验证方法,可与低应变法配合使用。在实际应用中,高应变法在预制桩的检测效果最佳,也适用于摩擦端承桩与摩擦桩。但不适用于端承桩的动力检测,若使用高应变法检测就地灌注砼的端承桩,容易破坏桩体。

3.3低应变法

低应变法与高应变法一样,也属于动力检测法,是通过小锤对桩顶进行敲击,使桩体产生应力波信号,使用传感器接收后进行分析,以达到检测桩结构完整性的目的。低应变法检测速度快,操作简单快捷,在实际应用中主要用于桩体缺陷的检测,判定桩结构的完整性。

波形的获取与分析是低应变法检测的关键,在信号的测试过程中应注意以下几点:①采集信号。为确保采集的波形真实全面,避免漏测,在测试过程中每根桩体小锤敲击次数至少达到10次,并选择不同敲击点,观测波形在不同激振时是否保持一致。②选择测试点。根据测试信号、桩径选择测试点,测试点通常选择3个或4个,一般情况下,要求桩径>1.2m。③安装传感器。选择好测试点好,再根据测试点进行传感器的安装,粘贴方式选择较多,在没有积水且桩体干燥的情况下可选择橡皮泥、黄油、石蜡等进行传感器的粘贴。④选择锤击点。锤击点的选择不受桩径的制约,在安装好传感器后,距传感器0.2-0.3m处即可。

3.4声波透射法

声波投射法是在预埋声测管间发射和接收声波,分析声波传播的波幅、频率、声时的变化情况,以达到检测桩结构完整性的目的[5]。声波声波透射法对仪器设备的要求较高,需要使用多通道测桩仪或非金属超声仪才能够完成桩检测。与其它检测方法相比,声波透射在进行桩结构完整性检测过程中无任何限制因素,可进行全面的检测。但由于该法在检测过程中存在反射、透射、漫射现象,检测结果准确性受到影响。一般情况下测点检测要求不能超过0.25m,若检测结果出现异常,可更换透射方式或增设测点检测缺陷,以提高检测结果的准确性。预埋声测管的埋设是声波投射法检测实施的关键,预埋声测管埋设位置不当或下端渗漏,都会直接影响到检测结果,严重时刻迫使检测中断,因此,在施工过程中要确保预埋声测管的埋设无误。

3.5钻芯法

钻芯法是针对大直钻孔灌注桩的一种检测方法,由于大直钻孔灌注桩设计荷载过大,静力试桩法无法满足检测需求,只能通过钻机沿桩体长度方向钻取芯样,通过检测桩芯达到检测桩体质量的目的。在实际应用中,钻芯法主要进行桩底沉渣厚度、桩身混凝土强度、灌注桩桩长的检测,判定桩结构的完整性以及桩端岩土的性质,具有实用、直观、科学等优点,一次成功、完整的钻芯检测变可以获得以上所有资料。钻芯法的不足之处在于只能得出小范围内的桩体质量,且检测成本较高,设备庞大,对操作人员的技术水平要求较高,检测时间较久,只能进行抽样检查,难以实现大规模检测,在实际应用中通常只抽检4%左右,也可用于无损检测结果的校核。抽新技术是钻芯法的关键,直接影响到检测结果,在实施过程中必须正确选择抽新技术并严格按要求进行操作。此外,钻芯用的钻机与钻头对检测结果也会造成一定的影响。鉴于此,《技术规范》对钻芯检测法使用的钻机与钻头作出相关规定,以防因此造成误判。某工程在采用钻芯法检测桩基时,首先使用XY-1型钻机,钻具选用硬质合金单管型,结果采出芯样多为碎块,完整性极差,无法用于检测,经过认真分析后,改用SCZ-1型液压钻机,钻具改用金刚石单动双管型,采出芯样完整,采芯率高达99%。

结束语

综上所述,桩基工程直接影响到整个建筑工程的质量,是房屋建筑可靠性与安全性的最基础保障,桩基检测由此成为桩基施工过程中必不可少的环节。桩基检测的方法目前有许多种,不同的方法有其自身的特点,在进行桩基检测时要结合工程的实际情况选择合适的检测方法,以提高检测的准确性,从而保证房屋建筑的质量。

参考文献

[1]王皓伟.谈建筑工程桩基检测中存在的问题与对策[J].科技创新导报,2016.

[2]张冬美.低应变反射波法在桩基检测中的应用[J].山西建筑,2017.

[3]张国东,孙申基.桩基检测及新技术的开发应用[J].甘肃科技,2015.

论文作者:李建敏

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年6期

论文发表时间:2019/7/11

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