談樁基檢測(cè)技術(shù)的工程應(yīng)用

李 凱

(太原市建筑工程質(zhì)量檢測(cè)站，山西 太原 030002)

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談樁基檢測(cè)技術(shù)的工程應(yīng)用

李 凱

(太原市建筑工程質(zhì)量檢測(cè)站，山西 太原 030002)

闡述了樁基檢測(cè)技術(shù)與試驗(yàn)方法，針對(duì)樁基工程施工質(zhì)量的隱蔽性和重要性，分析了實(shí)際工程中，樁基質(zhì)量檢測(cè)工作中存在的問(wèn)題，并探討了樁基檢測(cè)的發(fā)展方向，有利于保證樁基檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

樁基檢測(cè)，單樁豎向承載力，靜載試驗(yàn)

0 引言

在我國(guó)建筑工程中，高層建筑物的地基主要采用樁基進(jìn)行處理，樁基工程施工具有隱蔽性，樁基工程的施工質(zhì)量只能通過(guò)樁基檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行客觀反映，合理選擇樁基檢測(cè)技術(shù)是樁基檢測(cè)成功的前提。隨著樁基檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。在檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)場(chǎng)條件選擇正確的樁基檢測(cè)技術(shù)和合理的評(píng)價(jià)方法，才能保證樁基檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)、有效。

1 樁基檢測(cè)技術(shù)

1.1 單樁豎向承載力檢測(cè)

在我國(guó)樁基工程檢測(cè)中，主要采用靜載試驗(yàn)和高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行單樁豎向承載力檢測(cè)，其中靜載試驗(yàn)通過(guò)對(duì)被檢測(cè)樁逐級(jí)施加荷載，直接測(cè)定樁基工程的極限承載力，高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)主要以行波理論為依據(jù)，結(jié)合曲線模擬等方法，間接獲得基樁的極限承載力。

1)靜載荷試驗(yàn)。靜載荷試驗(yàn)主要為樁基工程設(shè)計(jì)和施工驗(yàn)收提供參考數(shù)據(jù)。靜載荷試驗(yàn)通過(guò)慢速維持荷載法進(jìn)行加載，試驗(yàn)設(shè)備主要由反力裝置、加載裝置和測(cè)試儀器組成。靜載荷試驗(yàn)?zāi)軌蛑苯?、可靠地提供?shù)據(jù)，直觀地展現(xiàn)樁的整個(gè)沉降過(guò)程，在樁基檢測(cè)工程中被廣泛應(yīng)用。

2)高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)。高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)建立在一維應(yīng)力波理論體系基礎(chǔ)上，對(duì)樁—土體系模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，并結(jié)合信號(hào)曲線進(jìn)行擬合，對(duì)樁基施工質(zhì)量提出合理評(píng)價(jià)。檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)用錘擊設(shè)備重?fù)魳睹?，獲得瞬時(shí)沖擊荷載，并通過(guò)安置在樁頂附近的傳感器測(cè)讀錘擊時(shí)產(chǎn)生的力和加速度。

1.2 樁身完整性檢測(cè)

樁身完整性檢測(cè)技術(shù)主要有低應(yīng)變法、聲波透射法、高應(yīng)變法和鉆芯法，其中低應(yīng)變法和聲波透射法具有快速、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，在樁身完整性檢測(cè)中廣泛應(yīng)用。

1)低應(yīng)變法。低應(yīng)變法是應(yīng)用反射波原理，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，并依據(jù)波動(dòng)理論方程分析數(shù)據(jù)判定樁的完整性。檢測(cè)時(shí)，采用激振錘錘擊樁頂，引起樁土微幅振動(dòng)，并通過(guò)安置在樁頂?shù)膫鞲衅鳒y(cè)讀樁頂?shù)乃矔r(shí)速度和加速度。

2)聲波透射法。大直徑灌注樁需采用聲波透射法進(jìn)行樁身完整性檢測(cè)。檢測(cè)前，應(yīng)先在成樁過(guò)程中預(yù)埋2根～4根聲測(cè)管。檢測(cè)時(shí)，收、發(fā)換能器應(yīng)同步升降，通過(guò)聲測(cè)管中水的耦合，信號(hào)在介質(zhì)中傳播獲得相應(yīng)的聲波信號(hào)。依據(jù)聲波的透射原理，分析波形的聲時(shí)、聲幅及主頻等參數(shù)的變化，對(duì)樁身傳播介質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，確定樁身完整性。

2 工程案例分析

2.1 工程概況

某商業(yè)住宅樓建筑面積9 887 m2，框剪結(jié)構(gòu)體系，設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土灌注樁進(jìn)行地基處理，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為35 m，樁徑為800 mm，混凝土強(qiáng)度為C45，總樁數(shù)143根，設(shè)計(jì)要求單樁豎向抗壓極限承載力不小于8 000 kN，要求采用靜載荷試驗(yàn)法及低應(yīng)變法對(duì)該工程鋼筋混凝土灌注樁進(jìn)行檢測(cè)。

2.2 試驗(yàn)內(nèi)容及目的

1)單樁豎向承載力檢測(cè)：對(duì)該建筑3根試樁進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)，判定該工程灌注樁豎向承載力是否滿足工程需求。

2)樁身完整性檢測(cè)：通過(guò)低應(yīng)變法對(duì)該建筑工程樁進(jìn)行樁身完整性檢測(cè)，判定其工程樁施工質(zhì)量是否達(dá)到驗(yàn)收要求。該樓工程樁抽檢數(shù)量為43根。

2.3 單樁豎向承載力檢測(cè)

1)試驗(yàn)方法：依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，本次試驗(yàn)采用錨樁橫梁反力裝置；采用PDS-JY無(wú)線靜載儀、液壓千斤頂和油泵組成的自動(dòng)加載控制系統(tǒng)；通過(guò)并聯(lián)在液壓油路上的壓力傳感器測(cè)讀加載壓力值；樁頂沉降量由4塊位移傳感器高精度測(cè)讀。

2)試驗(yàn)步驟：本次試驗(yàn)分10級(jí)加載，每級(jí)加載值為800 kN；卸載時(shí)，逐級(jí)等量卸載，卸載值為加載值的2倍。

3)沉降測(cè)讀：依據(jù)慢速維持荷載法的加載時(shí)間表進(jìn)行逐級(jí)加載，達(dá)到判穩(wěn)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，進(jìn)行下一級(jí)加載。

4)終止試驗(yàn)條件：依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及規(guī)范要求進(jìn)行綜合判定，出現(xiàn)試樁破壞情況，應(yīng)立即終止試驗(yàn)。

5)試驗(yàn)成果及評(píng)價(jià)。

a.靜載試驗(yàn)成果：通過(guò)靜載荷試驗(yàn)獲得3根試樁試驗(yàn)Q—S曲線、S—lgt曲線(見(jiàn)圖1～圖6)。

b.試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

c.單樁豎向承載力評(píng)價(jià)。SZ-1號(hào)～SZ-3號(hào)試樁:3根試樁的Q—S曲線均呈緩變形，且加載至8 000 kN(第10級(jí))時(shí)，3根試樁沉降均能達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、施工記錄及檢測(cè)數(shù)據(jù)，并依據(jù)JGJ 106—2014建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范可判定該工程3根試樁單樁豎向極限承載力均不小于8 000 kN。

2.4 樁身完整性檢測(cè)

該建筑工程采用低應(yīng)變法進(jìn)行樁身完整性檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)，在

樁頂表面距樁中心2/3半徑處安置傳感器，采用鐵錘沿樁軸心方向進(jìn)行垂直敲擊，并由傳感器接收應(yīng)力波，經(jīng)過(guò)放大器放大信號(hào)后，由掌上動(dòng)測(cè)儀記錄存儲(chǔ)，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)記錄的有效信號(hào)數(shù)不少于3個(gè)。樁身完整性類別依據(jù)JGJ 106—2014建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范8.4.3條進(jìn)行綜合分析判定。

依據(jù)JGJ 106—2014建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范3.3.3條，本次抽檢了43根工程樁。根據(jù)實(shí)測(cè)曲線進(jìn)行分析，樁身波速介于3 800 m/s～4 000 m/s。檢測(cè)樁樁底反射基本清晰，樁身完整，無(wú)明顯嚴(yán)重缺陷。

3 樁基檢測(cè)存在的問(wèn)題

目前我國(guó)樁基工程的施工質(zhì)量控制，主要通過(guò)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，樁基檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、真實(shí)至關(guān)重要。目前樁基檢測(cè)存在以下問(wèn)題：

1)隨著市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)，存在很多不規(guī)范行為。各種檢測(cè)單位擾亂市場(chǎng)秩序，檢測(cè)人員的水平參差不齊，導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)缺乏真實(shí)、準(zhǔn)確性，政府監(jiān)管部門必須加大市場(chǎng)監(jiān)督，規(guī)范市場(chǎng)體制，淘汰部分不合格的檢測(cè)單位。

2)靜載試驗(yàn)法：檢測(cè)儀器檢定不規(guī)范，測(cè)試儀器安置不合理，基準(zhǔn)梁、基準(zhǔn)樁的架設(shè)不符合規(guī)范要求，不嚴(yán)格按照試驗(yàn)規(guī)范要求進(jìn)行操作，數(shù)據(jù)記錄不精確，都可能造成測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確。

3)動(dòng)測(cè)法檢測(cè)技術(shù)：只能對(duì)樁身存在的問(wèn)題進(jìn)行定性和定位，不能準(zhǔn)確的確定缺陷程度及缺陷類型，高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)在單樁承載力檢測(cè)屬于半直接法，錘擊載荷不夠，選擇參數(shù)不當(dāng)，均影響單樁承載力的準(zhǔn)確性。

4 樁基檢測(cè)的發(fā)展方向

1)靜載檢測(cè)技術(shù)：在檢測(cè)設(shè)備上應(yīng)引進(jìn)高精度測(cè)試儀器；加強(qiáng)檢測(cè)人員能力培訓(xùn)，規(guī)范操作技能，同時(shí)加強(qiáng)理論計(jì)算，采用有限元法與試驗(yàn)相結(jié)合的方式，來(lái)判斷樁基工程的施工質(zhì)量。

2)樁身完整性檢測(cè)：結(jié)合地質(zhì)資料和施工記錄，選擇合適的檢測(cè)技術(shù)，判定樁的缺陷位置和缺陷類別，清晰的描述樁身缺陷，為設(shè)計(jì)、施工等單位提供全面準(zhǔn)確的樁身完整性評(píng)價(jià)。

3)動(dòng)靜結(jié)合檢測(cè)：在檢測(cè)過(guò)程中，當(dāng)單一的檢測(cè)方法很難做出準(zhǔn)確判斷時(shí)，應(yīng)采取動(dòng)靜法進(jìn)行對(duì)比檢測(cè)。動(dòng)靜對(duì)比檢測(cè)，可以提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，加強(qiáng)樁基檢測(cè)技術(shù)判定的合理性，充分發(fā)揮各種檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)，對(duì)樁基工程施工質(zhì)量的評(píng)判更加合理。

5 結(jié)語(yǔ)

樁基工程是隱蔽性工程，施工質(zhì)量難以直觀控制，只能通過(guò)對(duì)樁基檢測(cè)進(jìn)行監(jiān)督控制，不斷完善樁基檢測(cè)技術(shù)，才能有效的控制樁基工程的施工質(zhì)量。因此，針對(duì)樁基檢測(cè)技術(shù)存在的問(wèn)題，應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，加強(qiáng)檢測(cè)水平，加深理論研究，才能對(duì)樁基工程的施工質(zhì)量提出準(zhǔn)確的參考評(píng)價(jià)。

[1] JGJ 106—2014，建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

Discussion on the engineering application of pile foundation detection technique

Li Kai

(TaiyuanBuildingEngineeringQualityDetectionStation,Taiyuan030002,China)

The paper describes the pile foundation detection techniques and testing methods. In light of pile foundation engineering construction quality elusive and importance, it analyzes quality detection problems existing in actual engineering, and explores pile foundation detection development trend, which will be good for guaranteeing pile foundation detection data virtue.

pile foundation detection, single-pile vertical bearing capability, static load test

1009-6825(2016)11-0085-02

2016-02-02

李 凱(1978- )，男，助理工程師

TU473.1

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