工程樁檢測(cè)方法的選擇
2015-06-03
樁基礎(chǔ)是把上部荷載傳遞到地基中去的結(jié)構(gòu)，它的施工質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到上部結(jié)構(gòu)的安危。此外，樁基礎(chǔ)屬于地下隱蔽工程，在施工中容易出現(xiàn)各種質(zhì)量問題。因此，為確保樁基礎(chǔ)的質(zhì)量，必須加強(qiáng)對(duì)樁檢測(cè)方法的了解。
一、樁基的檢測(cè)方法
1、低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)
低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)主要包括：機(jī)械阻抗法、動(dòng)參數(shù)法、應(yīng)力波反射法、水電效應(yīng)法等。這種檢測(cè)方法能最大限度的保證樁身質(zhì)量的完整性，且設(shè)備簡(jiǎn)單、費(fèi)用較低、方法快速。但是這種方法也存在著一定的局限性：一是，不能有效區(qū)分縱向裂縫和水平裂縫，且對(duì)裂縫的實(shí)際長(zhǎng)度和缺陷深度的位置計(jì)算不準(zhǔn)確；二是，無法定量給出樁身缺陷程度，不能很好的判斷多缺陷樁的波型。在低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)中，應(yīng)力波反射法是應(yīng)用最為廣泛的方法，這種方法的原理是：先給樁一個(gè)脈沖力，應(yīng)力波沿樁身傳遞，當(dāng)遇到樁身阻抗有變化，如斷樁、縮頸、擴(kuò)頸、離析等缺陷時(shí)，應(yīng)力波反射回到樁頂，并通過安裝在樁頂?shù)募铀俣葌鞲衅鹘邮諛俄旐憫?yīng)信號(hào)，在對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行分析處理后得到時(shí)域響應(yīng)波形，根據(jù)該波形對(duì)樁身結(jié)構(gòu)的完整性進(jìn)行判斷。
2、高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)
高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)主要用于檢驗(yàn)樁身結(jié)構(gòu)的完整性和估算單樁豎向抗壓承載力。這種方法測(cè)得樁承載能力的過程是：將重錘提升到規(guī)定高度，然后脫鉤，錘體自由下落，并通過錘墊打在樁頂上，當(dāng)樁被打出一定貫入度后，樁與土之間便產(chǎn)生塑性位移，使樁側(cè)和樁端土阻力得以發(fā)揮，從而測(cè)出樁的承載能力。顯然，這種方法是通過檢測(cè)重錘沖擊樁頂過程中樁身某截面的力變量和運(yùn)動(dòng)變量來確定樁的單軸承載力和樁身的完整性。應(yīng)用該方法，要求在距樁頂2倍樁徑處的兩側(cè)表面，對(duì)稱安裝加速度傳感器和工具式應(yīng)力傳感器，用于測(cè)量每次錘擊力作用下的速度和力信號(hào)。
3、靜載試驗(yàn)
靜載試驗(yàn)分為單樁的靜載試驗(yàn)和豎向抗壓靜載試驗(yàn)，其中，單樁的靜載試驗(yàn)又分為抗壓試驗(yàn)、抗拔試驗(yàn)和水平試驗(yàn)。靜載試驗(yàn)是通過反力裝置分級(jí)對(duì)樁頂施加垂直荷載，在每級(jí)荷載作用下按規(guī)定時(shí)間間隔測(cè)該樁樁頂?shù)某两盗?，從而獲得可供分析判定樁頂沉降關(guān)系的Q－S曲線，當(dāng)樁頂沉降量達(dá)到某條件或某數(shù)值時(shí)，就能求出該樁的極限承載力。對(duì)于豎向抗壓靜載試驗(yàn)，一般采用油壓千斤頂作為加載裝置，用錨樁反力架系統(tǒng)或壓重平臺(tái)作為反力裝置，此外，應(yīng)在千斤頂油路中并聯(lián)精密的壓力表，以控制加載量，同時(shí)，采用液壓穩(wěn)壓系統(tǒng)逐級(jí)施加穩(wěn)壓恒載，并用機(jī)械百分表測(cè)量加載過程中的垂直位移。
二、樁的檢測(cè)方法的選擇
1、水泥土攪拌樁檢測(cè)方法的選擇
對(duì)于水泥土攪拌樁的質(zhì)量控制應(yīng)貫穿整個(gè)施工過程。水泥土攪拌樁主要有兩種檢測(cè)方法，一是成樁3 d內(nèi)，用輕型動(dòng)力觸探檢查每米樁身的均勻性；二是在一般樁成樁7 d，對(duì)搭接樁成樁15d時(shí)，量測(cè)成樁直徑，并開挖樁頭至停漿面下0.5m，目測(cè)檢查攪拌的均勻性。
但是這兩種方法存在一定的局限性，每項(xiàng)單體工程一般只能做三點(diǎn)，不能及時(shí)檢驗(yàn)水泥土攪拌樁樁身質(zhì)量，并且費(fèi)用較高。具體來說，其局限性主要有：用輕型動(dòng)力觸探檢測(cè)樁身均勻性的適用性較差，由于N10直觀性較差，且很難深入樁身，因此，缺乏定量評(píng)價(jià)的依據(jù)，只能做定性的評(píng)價(jià)；當(dāng)豎向承載水泥土攪拌樁地基竣工驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)和單樁載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)樁的承載力；開挖樁頭只能檢查樁身淺部的均勻性。
2、灌注樁檢測(cè)方法的選擇
在制定灌注樁的檢測(cè)方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)檢測(cè)目的、內(nèi)容和要求，結(jié)合各檢測(cè)方法的適用范圍和檢測(cè)能力，考慮設(shè)計(jì)、地質(zhì)條件、施工因素和工程重要性等情況確定，此外，應(yīng)結(jié)合檢測(cè)中的經(jīng)濟(jì)合理性，在滿足評(píng)價(jià)的前提下，實(shí)現(xiàn)灌注樁檢測(cè)的快速經(jīng)濟(jì)。灌注樁的質(zhì)量檢測(cè)包括完整性檢測(cè)和承載力檢測(cè)，其中，完整性的檢測(cè)方法主要有低應(yīng)變法、聲波透射法、鉆芯法；承載力的檢測(cè)方法主要有靜載荷試驗(yàn)和高應(yīng)變法。
實(shí)際工程中，通常要先考慮承載力的檢測(cè)，此外，有關(guān)樁基規(guī)范也對(duì)此做了強(qiáng)制性要求，其中，有四種情況必須進(jìn)行單樁豎向靜載荷試驗(yàn)，即: 地質(zhì)條件復(fù)雜、樁施工可靠性低; 擠土群樁施工產(chǎn)生擠土效應(yīng)；設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的樁基; 本地區(qū)采用的新樁型或新工藝。高應(yīng)變法是承載力檢測(cè)的另一種方法，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：檢測(cè)相對(duì)快速、經(jīng)濟(jì)，同時(shí)，也得到了工程界的認(rèn)可。該方法有一定的局限性，只有在有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)和本地區(qū)相近條件下的可靠對(duì)比驗(yàn)證資料時(shí)，才可采用這種方法，且該法適用于樁徑較小、承載力不高的灌注樁檢測(cè)。而不適用于大直徑灌注樁的檢測(cè)。這是因?yàn)榇笾睆焦嘧栋l(fā)揮極限承載力需要很大的位移，而高應(yīng)變檢測(cè)所用的錘重有限，易造成樁錘系統(tǒng)匹配不好，不能有效“打動(dòng)”灌注樁，所以，對(duì)于灌注樁的檢測(cè)，應(yīng)慎重高應(yīng)變法。此外，由于灌注樁的截面和材質(zhì)都不均勻，所以，灌注樁采集的信號(hào)質(zhì)量低于預(yù)制樁，帶有較大的不確定性和復(fù)雜性，計(jì)算的承載力可靠性降低。
對(duì)于工程樁的檢測(cè)，不僅要進(jìn)行承載力的檢測(cè)，還應(yīng)進(jìn)行完整性的檢測(cè)。這是因?yàn)槌休d力的檢測(cè)費(fèi)用高、時(shí)間長(zhǎng)，只能對(duì)一小部分樁進(jìn)行檢測(cè)，不具有很好的代表性，而完整性檢測(cè)可以采用更大的抽檢比例。因此，為了降低了檢測(cè)成本，同時(shí)整體把握樁的質(zhì)量情況，應(yīng)合理搭配樁的承載力檢測(cè)與完整性檢測(cè)，使其達(dá)到技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的平衡。此外，應(yīng)根據(jù)樁的用途和使用環(huán)境決定是否進(jìn)行樁的豎向抗拔和水平承載力的檢測(cè)，通常承受抗拔力或水平力較大的樁應(yīng)進(jìn)行此類檢測(cè)。
3、粉噴樁的檢測(cè)內(nèi)容
粉噴樁的質(zhì)量檢驗(yàn)方法主要有:輕便動(dòng)力觸探試驗(yàn)法、靜力觸探法、靜載荷試驗(yàn)法、反射波法、鉆孔取芯法、現(xiàn)場(chǎng)足尺樁身無側(cè)限抗壓強(qiáng)度法等。噴粉攪拌樁是隱蔽工程，其施工質(zhì)量受施工工藝、機(jī)具、施工人員的責(zé)任心等多種因素的影響。但是，對(duì)于粉噴樁的施工過程和成樁后的質(zhì)量，缺乏科學(xué)的檢測(cè)手段，沒有一種公認(rèn)的合理、方便、經(jīng)濟(jì)有效的檢測(cè)方法。此外，粉噴樁的質(zhì)量不易控制，且設(shè)計(jì)理論不夠完善，從而使噴粉攪拌樁處理軟地基的效果受到了一定的影響。但是，噴粉攪拌樁是目前一種快速、有效、經(jīng)濟(jì)的軟基處理方法，其他方法都不能很好的對(duì)軟土地基進(jìn)行處理。所以，為保證噴粉攪拌樁的施工質(zhì)量和軟基處理的效果，不僅要進(jìn)一步完善施工工藝、對(duì)施工機(jī)具進(jìn)行改造，還應(yīng)深入研究噴粉攪拌樁質(zhì)量檢測(cè)的方法，以及有效控制噴粉攪拌樁的施工質(zhì)量。
三、結(jié)束語
靜載試驗(yàn)是進(jìn)行工程樁質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要檢測(cè)方法，但是，靜載試驗(yàn)存在檢測(cè)數(shù)量的局限性和檢測(cè)內(nèi)容的單一性，因此，應(yīng)綜合動(dòng)測(cè)結(jié)果，對(duì)基樁質(zhì)量進(jìn)行客觀、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。此外，靜載試驗(yàn)與反射波法的檢測(cè)目的和檢測(cè)內(nèi)容不同，檢測(cè)結(jié)論可能會(huì)出現(xiàn)對(duì)立，但不存在矛盾，因而，不能以哪一種方法為準(zhǔn)，更不能以一種方法檢驗(yàn)另一方法的檢驗(yàn)結(jié)果。
