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摘要:桩基工程是现在使用最普遍的建筑施工基础设施,桩基检测方法可以实现建筑工程的质量控制,准确的基桩检测数据也为以后对工程进行评价非常关键的数据。本文简要介绍了常用的几种桩基检测技术,针对桩基低应变检测技术、桩基高应变检测技术、单桩复合地基静载荷检测技术进行了分析,进而对桩基质量做出评价,以确保建设工程的质量。
关键词:检测;桩基工程;建筑工程;应用
引言
近几年,我国建筑工程行业的建设得到了快速的发展,在建筑竣工的使用过程的舒适性、稳定性和安全性是工程施工的目标。可是,随着人们生活水平的提高,人们对建筑工程的使用性能、施工质量提出了更高的需求。建筑工程的桩基对工程整体的适用性能、质量有着不可忽视的作用。可是如何确保桩基施工的质量成为建筑工程基础施工的不可忽视的问题。桩基检测技术不仅可以有效的检测出桩基的最大承载能力,而且还可以科学的检测出桩基的完整性,进而科学的评估桩基的施工质量。
一、桩基工程检测现状
桩基是各种建筑物的基础形式之一,属于隐蔽工程,起着将结构上部荷载传递到较深和较好地层中的作用,是构筑物的重要组成部分,对工程结构质量和安全起着相当重要的作用。它是建筑物的基础,要是一旦基础失稳,势必造成整体建筑物破坏。所以桩基的设计、施工和检测是桩基安全与稳定的先决条件,同时也能确保桩基础安全与可靠必不可少的三个主要环节。如今我国的桩基施工队伍庞杂,施工的工艺各异,施工中的机具也良莠不齐,桩基的施工质量也就存在着普遍的问题,甚至还出现偷工减料的现象,如果不及时查出和采取补救的措施,就会对整个工程所造成无法估量的损失,这已被许多严重的桩基工程事故所证实。但是,从另一方面来看,我国的桩基工程中,也确实存在着那些严重的浪费现象,最主要的原因就是没有充分的发挥桩承载力,设计没有按照规定的程序,根据试验资料提供的桩承载力进行设计,而是按自己保守的估算来设计桩数与桩长等,从而就造成了桩基工程的较大浪费,这与我国建设资源节约型社会的方向也是不符合的。20世纪以来,随着水泥、混凝土、钢材、大型打桩机械和成孔机械的使用,使桩的形式多样化,规模和强度也就大大提高。我国基础工程中所使用的桩型有100来种了。随着现代科技的发展检测等技术也得到了很多的发展。
二、几种建筑工程桩基质量检测技术探析
1、桩基低应变检测技术
桩基低应变检测技术,是基于一维应力波理论,并以截面波阻抗Z为参数(Z=ρCA,ρ为材料密度、C为波速、A为截面积)来描述桩身的质量情况。当用力棒或力锤敲击桩顶时,由此产生的应力波以波速C沿桩身向下传播,并在通过桩阻抗Z的变化界面时,如夹异物、混凝土离析、缩颈(产生同相位的反射波)和扩颈(产生反相位的反射波),其中一部分应力波因反射向上传播,而另一部分应力波因透射向下传播直至桩端,并在桩端产生反射。从而根据桩底反射波和缺陷反射波信号的时间来分别算出桩身混凝土平均波速和缺陷的位置。
某高层商务办公楼的机械钻孔灌注桩中,我们对全部的桩基进行了低应变检测。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由下图可见,1号桩的桩底反射信号很清晰,没有缺陷反射,是典型的完整桩,钻孔抽芯中全桩段芯样也均匀完整,强度符合设计要求;2号桩在其3.5m、6.8m和13.5m处存在着离析现象,而经过钻孔取芯发现桩身在3m~14m处存在着离析现象,经过高压灌浆补强后效果很明显,再次动测时缺陷反射就明显减少;3号桩的桩底反射信号很清晰,没有缺陷反射,是典型的完整桩,但是经过钻孔抽芯及相关部门的鉴定和论证,确定该桩为偏桩;4号桩没有明显缺陷反射,是完整桩,但在钻芯时却发现该桩存在局部离析;5号桩在其1.5m处有较严重的缺陷,而钻孔取芯中未发现缺陷,后经开挖发现其1.5m处存在严重缩径的现象。
2、桩基高应变检测技术
桩基高应变检测技术是一种简化的分析方法,它通过一系列的假设条件来获得一维波动方程的封闭,从而建立了桩顶波和土阻力之间的一个简单关系,并进一步求得桩顶所测压力值、质点速度值与桩基极限承载力的关系。虽然采用桩基高应变检测技术具有简单易用的优点,但是它也有一定的理论缺陷。而波形拟合通过采用数值试算的方法,能够有效地克服桩基高应变检测技术的这项缺陷。如果不满足就调整假设值进而继续试算,直到计算值能够与实测值相符合,而此时的桩土参数即可作为实际的桩土参数值。
某公寓式写字楼桩基础采用反循环机械钻孔灌注桩,桩基为以摩擦承载为主的端承摩擦桩。该工程选取E-8-37号和E-3-11号桩基进行动静对比分析。首先在静载试验前,进行了桩基高应变检测,通过采取的可靠信号,得出了两根桩基的高应变检测技术分析结果。综合分析速度波、力波和上、下行波,E-3-11#桩基的桩身完整,桩底信号也清晰,测试信号很理想;而E-8-37# 桩基的桩底信号也清晰,但在10.7ms处(即为距桩头18.5m位置)速度波增大,力波减小,桩身的完整性系数β=0.88(0.8≤β<1)。结合该工程的地质情况,该处为含砾粉质粘土与淤泥质粉质粘土的交界处,因此判断该桩在18.5m位置轻微缩径,而且测试信号不很理想。
3、单桩复合地基静载荷检测技术
单桩复合地基静载荷检测技术在CFG桩复合地基中应用最为广泛,它是通过CFG桩复合地基的受力原理分析就可以看出桩基的质量缺陷。通过大量的模拟实验结果和工程实践数据表明,当CFG桩复合地基当中的褥垫层厚度能够达到十公分以上时,CFG桩体就基本上不可能出现水平折断的情况,那么也就表示CFG桩在该复合地基中基本上不可能丧失工作能力。由此可见,CFC桩在该复合地基当中,所起到的主要作用就是承担上部结构传递而来的竖向承载力。
某小区住宅楼基础采用CFG桩复合地基,并通过单桩复合地基静载荷检测技术来检测单桩复合地基承载力。其采用压重平台反力载荷装置,用沙袋堆载荷载,用钢梁搭设平台,将配重均匀稳固地放置于平台上。平台中心位置下的桩顶上放置圆形钢制承压板。千斤顶稳固在承压板上,其活塞与主梁相连。平台中心、承压板中心、千斤顶底面中心与桩中心在同一铅垂线上,保证受力均匀和加载时的垂直度。加载时,通过压重平台装置提供反力,用千斤顶在承压板上逐级加压。最大加载值为设计要求承载力值的两倍,荷载分级为最大荷载的十分之一,每级加载后间隔半小时通过JCQ-503C静荷载自动试验仪测读一次,沉降相对稳定(△S<0.1mm/h)后施加下一级荷载直至达到规范荷载。卸载级数为加载级数的一半,等量进行,每卸一级,间隔半小时,读记回弹量,待卸完全部荷载后,间隔三小时读记回弹量。同时在其加载过程中一旦发生下列状况则立即停止加载:第一,承压板的累积沉降量已大于其直径的百分之六时;第二,最大加载量达到设计要求压力值的两倍以上时;第三,沉降值急剧增大,压板周围土被挤出或出现明显的隆起时。
三、结束语
桩基检测工作中,应根据工程需要和不同的检测目的,选择相应的检测技术对工程的基桩进行检测,了解被测桩的桩身完整性和桩身混凝土质量,并初步判断桩土共同作用体系支承力的强弱,进而对桩基质量做出评价,以确保建设工程的质量。进而对桩基的整体施工质量和运用安全做出评价,保证建筑工程的质量合格。
参考文献:
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[4]范世国.浅谈桩基检测技术在建筑工程中的使用[J].江苏商报・建筑界.2013(9)
论文作者:郑卫东
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/25
标签:桩基论文; 检测技术论文; 应变论文; 工程论文; 地基论文; 反射论文; 荷载论文; 《建筑模拟》2018年第33期论文;