浅析桥梁桩基工程中超声波以及钻芯检测研究论文_梁成亮

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摘要:合理运用桩基检测技术,不但可以找出桩基在成桩时存在的质量缺陷或隐患,方便补救措施的合理采用,尽量减少甚至避免工程质量隐患,而且也可以减少一些不必要的人力、物力和财力损失,保证工程质量和进度。本文深入分析讨论了几种符合国家标准的典型的建筑工程桩基质量检测技术。随着公路配置的生长,桥梁桩基工程被大量的应用。由于桩基属于地下潜伏工程,因此对桩基的质量检查十分的重要。桩基的质量检测要领重要常用的有超检法、低应变更力检测法、钻芯取样检测法等。

1.引言

桩基础是基础建设的主要基础形式,具有承载力大、施工简单、抗震性好、成本较低等优点,但是由于其施工质量受到很多制约因素的影响,容易产生疏松、离析、夹泥、缩颈甚至断桩等质量问题。为了保证工程质量,其承载力和完整性检测尤为重要。我国的桩基础动力完整性检测始于20世纪70年代,发展完善十分迅速,应变反射波法与超声波透射法等半直接法已成为桩身缺陷位置与程度检测的常用方法。

2公路桥梁桩基工程的检测方法

2.1超声波检测法

超声波是一种机械波,波动及机械振动为其超声测试的进行提供了物理基础,此外,超声波检测法也属于弹性波测试法,因此,固体介质中弹性波的传播为其提供了有效的理论基础。需要对混凝土的质量进行检测时,通常采用超声波检测法来测定超声波在混凝土传播过程中的声度、声时、频率、波幅等声学参数,从而反映混凝土的质量。根据桩体中声波换能器的不同设置方法,使用声波透射法对混凝土灌注桩进行检测时,通常分为桩外孔透射法、桩内跨孔透射法及内单孔透射法。超声波检测桩身混凝土具有以下特点:检测时,可覆盖全桩长的各个横截面,因此所掌握的信息是比较全面的,而且操作不受场地及桩长与长径比的影响。数据分析比较简单快捷,能对桩身混凝土缺陷的位置、范围、性质、程度及结果进行准确而有效的判断。在采取超声波检测技术进行本桩基工程检测前,采用20cm长的Φ32钢筋绑在测绳上,同时要确保其足够牢固,然后对检测管进行探孔,检测其是否被堵管。若堵管则应采取措施对其进行疏通,而且要保证检测管内灌满清水;2)采取小应变检测技术进行本桩基工程检测前,先要提前凿除至设计桩顶标高,打磨好桩头,并保证桩头干净、无积水;3)采取钻孔抽芯检测技术进行本桩基工程检测前,先搭设钻机施工平台以及通水通电。所有桩基检测准备工作完成后,经检查符合检测条件后方可进行桩基检测。

2.2超声波透射法检测结果

例如:建桥梁的7根代表性基桩检测工程为研究背景,由于当地岩石风化严重,且桥址大多位于跨河道位置,为了避免缺陷的错检、漏检,提高检测结果的可靠性,采用低应变反射波法与超声波透射法两种方法联合检测。7根基桩均为摩擦灌注桩,采用旋挖机钻孔,基桩编号按照检测顺序依次编号1、2、3……7,桩长(桩径)依次为17.0m(1200mm)、39.5m(1800mm)、40.0m(1200mm)、32.5m(1800mm)、24.0m

2.2.1超声波透射检测结果

采用超声波透射法对上述7根桩的实地检测结果分析如表1所示,限于篇幅,图1仅给出了4号桩的超声波透射法实地检测波形,通过图1可以看出4号桩存在如表1所述的3个明显缺陷。

2.2.2钻芯检测法

钻芯检测法主要根据规定的抽检比例进行检测,属于局部破损检测法,采用此方法可对混凝土的强度、桩身的完整性、持力层性状、桩长以及桩底沉渣厚度是否符合设计规范及标准进行准确判断。钻芯取样环节在钻芯法检测有着非常重要的地位,其质量的好坏会对桩基整体质量的评价产生关键性影响。混凝土芯样通常有以下两种情况:一是表面不够光滑,缺乏一定的完整性;二是表面很光滑,形状规则而完整。钻探设备、桩身质量都会影响到粗骨料和水泥胶结的质量,此外,因操作工艺而引起的芯样不完整也会对其产生一定影响。但是,因操作失误而导致的芯样破损不能代表桩基混凝土的质量情况,因此,对芯样进行钻孔作业时,并尽量保持芯样的代表性及原状性,对于某些发生已破碎及不完整的芯样应做出相应发分析及判断。通常以桩基总数的5%~10%对钻芯进行取样检查,钻芯的检测结果会直接影响到桩基的取舍,因此如果在无破损检测中或工程的实际施工中出现异常情况时,应对钻芯检测对钻芯作进一步判断,以对桩身完整性及质量情况进行正确而有效的判断。对钻孔进行布置时,通常会避开桩基的边缘位置,而且为了避免与钢筋笼发生碰撞现象以及为了避免芯样因钻眼斜出桩体外而无法正常取出,于是通常采用垂直钻进方法,芯样钻取完成后,应及时对桩基的完整性进行有效判断及评价,如果发生混凝土试块存在强度不足等问题时,为了在一定程度上保证评价的准确性,应对芯样实施抗压强度试验。

2.2.2.1钻机的使用要求

应选择有资质、有经验的钻探单元举行钻芯取样事情。钻机应选择振动小、调速领域广、扭矩大、液压使用的高速钻机。钻机配置布置必须水平、周正、稳固,如钻机不稳,则钻机容易孕育发生动摇、位移,这不光影响芯样质量,也影响钻机的使用寿命,且容易孕育发生卡钻。

2.2.2.2钻取混凝土芯样直径的选择

《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTJ053)划定芯样直径应为混凝土所用集料最大粒径的3倍,一样平常为150mm或100mm。桩基所用粗集料最大粒径一样平常为40mm,则取芯直径应为120mm,但芯样直径大,取芯用度较高。通常是选用100mm左右的芯样直径。

3芯样抗压强度试验

钻取芯样之后,除了对桩基的完备性作出评价外,当混凝土试块强度不够或对试块的强度效果有困惑时,应对钻取的芯样取样举行抗压强度试验,对桩身混凝土强度作出评价。影响混凝土芯样强度的因素许多,除了原质料、施工工艺方面的因素外,芯样试件的取样位置、试件的尺寸及数目等方面也是重要的影响因素。因此,怎样选择具有代表性的试件是评价桩身混凝土强度的重要条件。

3.1取芯要求

取出的芯样要按自上而下的顺序编号排列,不得颠倒、丢失、调换,芯样上写明孔号、回次数、起至深度、总块数、块号,并在取样试验前实时拍摄芯样全部照片。取芯历程及取出的芯样应由监理工程师监视检查及验收,芯样还应妥善举行生存。

基钻芯检测法有自己的独特优势,但也具有局限性,因此,应将钻芯法与其它检测法相结合,互相补充,如实确认桩基的实际情况。桩基评定是一项全面、系统、综合的评价,只有将检测结果与建筑物安全等级、震设防等级、地质条件、基础形式、建筑规模、设计要求等各方面结合起来全面、系统、综合考虑分析,才能对桩基质量作出可靠的评定,从而严格把好工程质量关。

3.2相关结论

在建筑工程桩基质量检测技术方面,本人在大量的工程现场检测实践之后,获得了下面几个经验启示:其次,可以利用动静对比取得高应变的有关参数,并利用高应变对单桩承载力做出比较准确的检测,这种方法非常的快速节俭、行之有效;最后,应该将现场测试出的可靠信号,当做桩基检测的基础,不然结果的准确性就不能得到保障。如果桩基高应变检测的测试数据、准确、合理的话,我们就能定量分析桩基的缺陷,同时找到桩基缺陷的具体方位,这样一来才能正确评价桩基。尽管当前的桩基检测技术已经非常成熟了,但是由于地质条件复杂,所以技术人员还是要针对不同的工程实际进行实践,通过对上面三种检测技术的综合使用,积累并总结经验,这样一来就能正确评价桩基,也能改善桩基动测技术。

结束语

超声波检测法、钻芯检测法、静载荷试验法以及低应变动测法等在公路桥梁工程的桩基检测中起着非常重要的作用,它们在很大程度上影响到桩基的整体质量,但是,为了使实际工程中桩基检测的精确度得到有效提高,还必须继续加强桩基检测技术理论方面的研究。

参考文献

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[3]韩伟华,长平高速公路建设管理处,山西长治0461001006-3528(2014)03-0075-03.

论文作者:梁成亮

论文发表刊物:《防护工程》2017年第11期

论文发表时间:2017/9/20

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