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桩基工程质量检测是一项全面、系统、综合的工作,桩基检测技术影响着工程的质量,在实际工程中我们一定要结合具情况,利用成孔质量检测、静载试验检测、低应变动力检测和高应变动力检测等技术对建筑的基桩进行检测,了解建筑中被测桩的桩身完整性和桩身混凝土质量,掌握被测桩桩身的基桩承载力水平与完整性程度,评判桩侧桩端土支承能力,评价桩基质量,最终确保建设工程的质量。现代科技的飞速发展,许多与行业相关的检测产物诞生,这就需要检测人员或企业善于利用高科技的产品,提高工作效率,节约成本资源,使其为建筑工程带来更大的效益。
1、桩基检测技术
桩基是针对建筑基础部分的施工,对整个建筑的安全运行及使用寿命起着决定性的作用,保证桩基工程的施工质量是提高建筑物的耐久性、安全性的关键,因此,加强对桩基检测技术的研究对提高桩基工程的施工质量,保证建筑的安全稳定具有非常重要的意义。
针对灌注桩的施工由成孔、成桩两部分组成,相应的桩基检测工程也分为两大部分,分别为:成孔质量检测、成桩质量监测。其中成孔的作业难度较大,因为其作业面在地下和水下完成,具有不可控制性,由于地质条件的复杂性容易在施工中出现塌孔、桩孔严重倾斜和沉渣等问题。而成桩质量检测分为两部分,承载力检测和对完整性检测。在桩基检测中,需要各个检测手段配合使用,利用各自的特点和优势,灵活运用,才能够对桩基进行全面准确的评价。
1.1对成孔的质量检测
在灌注桩的施工中,成孔的质量直接影响到混凝土浇注后的成桩质量。成孔质量检验的内容主要包括桩孔位置、孔深、孔径、垂直度、沉渣厚度等。如果桩孔的孔径偏小,则成桩的桩尖端承载力减少,整桩的承载能力降低;如果桩孔上部扩径,导致成桩上部侧阻力增大,下部侧阻力不能完全发挥,使单桩的混 凝土浇注量增加;如果桩孔偏斜,则会在一定程度上改变桩竖向承载受力特性,削弱基桩承载力;如果桩底沉渣过厚,使得有效桩长减少,直接影响桩尖的端承能力。因此,成孔质量检测对于控制成桩质量尤为重要。因此,在成孔质量的检测中,成孔的位置和成孔的深度和垂度是检测的关键。
1.2 桩基承载能力的检测
1.2.1 静荷载试验法。包括基桩竖向和水平承载力检测,主要用于检测基桩承载力。其优点在于受力条件比较接近桩基础的实际受力状况。静载试验主要适用于工程试桩的承载力检测,对于工程桩检测不能做破坏性试验。静荷载试验法检测精度高,相对误差在10%范围内。
1.2.2 高应变动测试。利用重锤对桩顶进行瞬态冲击,使桩周土产生塑性变形,检测桩头实测力和速度的时程曲线。通过应力波理论分析,可以得到桩土体系的参数,分析桩身质量,揭示桩土体系在接近极限阶段时的工作性能,确定桩的极限承载力。
1.3 对桩身完整性的检测
1.3.1 低应变动测试。原理与高应变动测法一样,通过对桩身的敲打,使其桩顶承受一些撞击震动,引起桩身的变形,从而使其对周围土体产生的幅度较小的颤动影响。在敲击后迅速地使用机器对桩顶进行震动相关数据的记录,通过记录采用物理上的波动理论进行数据分析,最后做出对桩基质量的科学判断,获得桩基是否完整的相关结果。
1.3.2 声波透射法。利用超声波在混凝土中的传播来获得所需的频率、振幅及声速的声学参数的变化,根据其波形分析出桩身混凝土的气孔、断裂、夹砂等缺陷,并确定其位置。声波在正常的混凝土中有其速度标准,因此在利用声波检测桩基是否有缺陷时根据声波的速度就可判断,如果声波在桩身的混凝土中传播遇到了缺陷(如断裂、裂缝、夹泥、密实度等),就会绕过缺陷或者从传播速度较慢的介质中通过,此时声波将会减弱,时间延长。在获得这些数据后,比较正常混凝土中声音的传播情况来判断桩基的完整性。
2、桩基测试工程实例
某商住楼工程中对桩基测试技术进行分析,此工程层高98.5m,建筑面积89497㎡,框剪结构。采用钢筋混凝土灌注桩作为承台基础的基础设计,钻孔灌注桩数368根,桩的直径900mm,有效桩长为45.53m,设计单桩承载力特征值4300kN,桩端持力层为粗砂层。下面主要采用单桩静载荷试验法和低应变反射波法进行桩基检测。
2.1 单桩静载荷试验法
2.1.1 此方法中使用槽钢与锚桩组成一个反力系统,根据液压泵的特性,使用液压泵对桩顶施加压力,所产生的压力(主要是桩体纵向的力)作为测试数据。在增加负荷方面使用了千斤顶,并在千斤顶上安装了荷重传感器,记录相关数据,在桩身发生变形或沉降的情况下,荷重传感器也能对这些状况进行详细的记录,从而传达准确有效的数据。
2.1.2 将该试验的加载总体分为10个等级,并规定每个等级的加载量保持同样,每级的加荷值都为860kN。
2.1.3 为进行变形观测,要在每次的加荷完成后对桩身的变形进行阶段性地记录,相隔时间可以有规律,比如五分钟、十分钟、十五分钟等。记录在每个时间点桩身的变形情况,直到数据趋于平稳,不再变动。
2.1.4 关于沉降有其一个相对标准,在沉降状态相对稳定的时候,再进行下一级负荷的加载,如此反复。而沉降相对稳定的标准是在相隔的一小时之内,下降长度在0.1mm以内,这种现象连续出现两次。
2.1.5 在负荷不断加载的情况下,桩身的沉降量与上一次加载时桩基的下沉量达到五倍的差时;在负荷加载的情况下,上一级荷载时桩基的下沉量与桩基的总下沉量的差成2倍关系,一天之内仍没有达到规定的数值时;反力系统显示最大的反力值时,在测试中达到了以上的条件,便可终止加载负荷。
2.2 低应变动力检测
根据《建筑桩基检测技术规范》(JGJ106-2003)规定,低应变方法用于判断桩身缺陷的程度及位置、检测混凝土桩的桩身完整性,根据桩身完整性检测结果给出每根桩的桩身完整性类别。
2.3 桩基测试结果分析
通过单桩静载荷试验,使用了钻孔灌注桩,并进行了几组荷载试验,符合规程要求中的随机抽检原则。通过对100根桩基进行低应变检测,符合规范要求,在利用曲线分析时,波速也比较规则,桩底反应清晰,因此未发现严重的缺陷。
这次试验做到了具体问题具体分析,通过对测试桩基的了解,考虑到所要的仪器及手头拥有的器材,合理的人员配置,并采取了方便准确的检测方式,从而得到有效数据。从这次试验中还总结出一些新的经验,发现一些操作人员对某些细节的忽略,不能完全根据流程实行,虽然最终结果是正确的,但对整个流程的把握是作为一名专业的桩基检测人员的职责,也是桩基检测技术的自身要求。
3、结束语
随着我国城市化进程的加快,建筑工程项目越来越多,作为建筑基础部分的施工,桩基工程施工质量越来越受到人们的重视。在桩基工程施工过程中,桩基检测技术的应用对保证建筑工程桩基质量起到了重要作用。桩基检测技术综合运用了物理、地理等学科知识,通过对桩基科学和检测,取得相关数据,对存在的问题进行判断,为进一步改进采取措施提供依据,由此可以看出桩基检测技术的重要性。不过对现代建筑工程桩基的检测还是人工操作,而且需要具有经验丰富和专业的知识型人才,桩基检测技术的发展也是与现代社会的经济、科技发展息息相关的,它的发展离不开这两大因素的支持。
参考文献:
[1]曾华清.桩基检测技术在桥梁工程中应用的发展与探讨[J].攀枝花学院学报,2008,(03).
[2]孙美迪.桩基检测技术在工程中应用和质量评价结果分析[D].吉林大学,2009.
关键词:桩基检测;检测技术;建筑工程;运用
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 04-0137-02
在我国,桩基检测技术已经发展了几十年的实践,所取得的成果也较为显著,尤其在检测方法的正确使用与检测手段的大范围推广方面,为建筑工程的顺利进行提供了有力的保障。在桩基检测过程中,检测人员能够完成对各种桩基检测方法的合理运用,能够依据理性的思维方式和正确的操作规程进行检测操作,这对桩基检测市场形成了一定的积极导向,是这一领域的管理和监督工作取得了良好的效果[1]。当前,我国桩基检测行领域的总体状况趋于良好,大量的与此相关的专业技术人才充实到了这一领域之中,为该领域提供了良好的智力支持,也为该行业的发展做出了积极的贡献。但是,在这一事实的背后,由于历史和现实的多种原因,不同地区、同一地区的不同施工单位之间对桩基检测的方式、方法、标准等存在一定的差异,对桩基检测的管理也存在不规范的情况。在这种情况下,提升检测人员的水平,规范检测报告,全面的反映桩基特性就成为亟待解决的问题。更为重要的是,在建筑施工之中,桩基作为一种隐蔽的基础性工程,对地面上的建筑物起着重要的支撑作用。因此,桩基质量的优劣将会对建筑物的安全产生直接的影响。而随着我国工业社会的不断进步,建筑领域得到了前所未有的快速发展,桩基工程也越来越多,如何对桩基工程进行质量检测就成为社会普遍关注的问题。本文以此为视角,对建筑工程桩基检测技术与运用问题进行了系统的研究,旨在通过本文的工作,对我国建筑事业的发展提供一定的可供借鉴的信息。
一、建筑工程桩基质量检测的内容
(一)桩的完整性检测
从理论上讲,建筑工程基桩质量检测实际上是对桩顶施加较低的激振能量,从而使桩身和周围的土体产生微幅的振动。与此同时,要通过仪表量测与记录桩顶的振动速度与加速度,并通过波动理论和机械阻抗理论等,对检测的记录结果进行分析和处理,以便完成对检验桩基施工质量的检测,对桩身的完整性做出准确的判断,对基桩承载力给出一个合理的评估值等[2]。当然,在一般情况下,声波在正常混凝土中传播的速度是有限制的,但是,只要声波的播路径恰遇混凝土的缺陷时,声波的传播路径和传播速度就会发生改变。比如,声波会逐渐衰减,声波的传播时间更长――这些参数都能够作为利用超声波判断桩身混凝土质量的依据。
(二)成孔质量和承载力检测
在建筑工程的灌注桩施工过程中,成孔质量的优劣将直接影响混凝土浇注后的成桩质量。这是因为,如果桩孔的孔径偏小会减少成桩的侧摩阻力和桩尖端的承载能力,这样一来,整桩的承载能力就会随之降低;而桩孔上部的扩径还会知识成桩上部的侧阻力明显增加,但是其下部侧阻力却难以得到全面的发挥,当然这也会增加单桩混凝土的浇注量[3];另外,当桩孔偏斜到一定程度时,桩竖向承载受力特性将会产生偏移,这会明显降低基桩的承载力,其效用难以得到有效的发挥。而在桩的承载力方面,它和加荷速率之间的关联十分密切。可是和其他动荷载试验进行比较后发现,它所施加的荷载速率是最接近工程实际的。因此,所得到的试验结果也与实际桩的承载力最为接近。
二、建筑工程基桩检测的关键技术
(一)静力试桩检测技术
在目前情况下,在对桩基的承载力检测中,静力试桩技术是最为可靠的评估标准,是其他桩基检测技术所无法全部替代的。静力试桩技术的优势十分明显,它能够直观的给出检测的结果,检测过程安全可靠,其科学性依据是其最大的优点所在。因此,在建筑工程桩基检测中得到了广泛的应用,也取得了良好的使用效果。静力试桩技术主要应用于对基桩承载力的检测,主要涉及到基桩竖向检测与水平承载力检测两种,在建筑工程中,竖向静载荷检测的应用频率略高。这是因为,静力试桩技术的受力条件更加接近桩基础的实际受力情况,并且不会对建筑工程的桩基产生破坏性的影响,检测精度也相对高,相对误差处在可以接受的范围之内[4]。
(二)钻芯检测技术
该技术的实施要借助于钻孔机进行,钻孔机往往要携带十毫米的内径钻头。其工作原理是:首先对被检测的桩基通过抽芯的方式进行取样,完后以所取出的芯样为基础,对桩基的基本情况――包括桩基的长度,桩基的局部缺陷,混凝土的硬度和强度以及桩底的沉渣厚度和持力层的实际情况等――做出进一步分析与判断[5]。通过该技术的运用,能够对灌注桩的桩长和桩身混凝土强度以及桩底沉渣厚度进行有效的检测,并能够对桩端的岩土性状做出准确的判别,并能够因此得到基桩混凝土的质量等级。
(三)低应变检测技术
低应变技术一般应用于钢筋混凝土灌注桩方面以及预应力混凝土桩等,其优点十分明显,通过该技术对桩基质量进行测试时,对设备的要求相对较低,检测的速度也会更快,还会节省一定的成本低。该项技术的工作原理是:首先要在桩顶面施加低能量的瞬态或者稳态激振,目的在于桩能够在相应的弹性范围内完成弹性振动;然后,将因此产生的应力波向纵向进行传播,最后,通过波动运力与振动理论,对桩身的完整性做出客观的评价。这一技术的作用是十分明显的,目的在于对基桩的完整性进行普遍的查找,并以此判定桩身的缺陷程度、位置和能够进行弥补的措施等。
(四)高应变检测技术
高应变检测技术是以打入式预制桩为基础逐步的发展起来的,到现在为止,试打桩与打桩监控已经成为其基本的功能。该技术的主要功能在于对单桩竖向抗压承载力进行判断,看其能够满足设计的需要。与低应变检测技术相比,它也存在着一定的明显的优势[6]。比如,除了使用过程相对简便、方便快捷外,在检测的有效深度方面明显优于低应变技术,尤其在判定桩身水平整合型缝隙以及预制桩接头等缺陷时,高应变技术会对“缺陷”能够产生的影响最初准确的判别,能够得出缺陷程度在多大程度上影响竖向抗压承载力的信息。
(五)声波透射检测技术
该项桩基质量检测技术的工作原理在于:首先要在桩内预埋纵向声测管道,并把超声脉冲发射与接收探头放到声测管中,在管中要添加足够量的清水,使其起到耦合的作用,然后,通过仪器发出周期性的电脉冲,并经由发射探头进行发射,在穿透混凝土之后由接收探头接收,并进一步的将其转换成电信号,最后通过数据处理系统将接收到的信号参数进行综合判断与分析,从而得出混凝土各种内部缺陷的性质、大小、位置等信息和关键指标[7]。
(六)动力试桩检测技术
该技术的出现是以应力波理论和振动理论为基础的。在具体的建筑工程桩基质量检测的过程中,其特点和优势是十分明显的。主要表现在:(1)而在高应变检测中,凯斯拟合法和波形拟合法会交替使用,当然,两者的过程和所采集的信号是保持一致的,在应用过程中的优势也十分明显――前者能够对检测结果进行及时的分析和处理,并能够对检测对象的数据进行估计和预测;后者则并不需要依靠凯斯阻尼系数进行检测,相反其检测精度却达到了较高的水平,但是从计算过程来讲,要较之于前者来说更加复杂;(2)检测设备相对轻便,在检测的过程中由于不同环节之间的吻合度较高,检测过程更加快速,所产生的费用也相对较低;(3)在检测的过程中,如果使用低能量时的瞬间或者稳定状态激振,将会使得桩基在相应的弹性范围内出现低幅的振动趋势。
三、运用桩基检测技术,提升建筑工程的质量
(一)提高检测人员的业务水平,促进建筑行业健康发展
人是建筑工程领域中的第一要素,因此提高建筑工程检测从业人员的技能和综合素质就显得极为必要。为此,需要对上岗的检测人员进行定期或者不定期的技能培训和职业道德教育,尤其要对相关的负责人进行相关的法律法规知识的普及和相关文件的学习工作,只要这样,才能全面的提升建筑施工企业的质量意识,使其出具的报告更加准确和客观,分析和判断的结果更加符合客观实际。此外,还应该通过现代化的技术手段使桩基质量检测工作时时处于能够被监控的范围之内[8]。比如,通过网络系统对桩基检测的信息进行及时的,保证桩基检测市场处于公开、透明的环境之中,使得检测单位之间的竞争更加有序,这同时也能够促进这一领域能够沿着健康、快速发展的道路不断取得新的进步。
(二)通过规范管理约束桩基检测
在建筑施工的过程中,任何一个环节都应该注重管理工作的重要性,要加强其规范化建设,以《桩基检测工作手册》等相关的操作规程为依据,积极有效的开展业务工作,及时准确的对现场测量情况进行登记和记录,全面的反映桩基检测单位的工作实际,实现动态的管理。在这一过程中,要对其专业水平与道德素质相对较低的检测单位进行必要的约束和业务限制,使桩基检测行业的健康发展得到保障。
(三)构建行之有效的监管管理机制
为了提升建筑工程的质量,首先需要以《建设工程质量管理条例》的有关精神和具体要求为依据,全面的构建和完善建筑工程检测的相关制度,尤其要对桩基质量检测组织与桩基检测工作的管理加以重视。此外,还需要最大限度的完善建筑工程与桩基质量检测相关的法律法规。在政府方面,要建立行政主管部门的监督体系,强化对桩基质量的检测监督与管理,在一些特殊的环节或者对桩基质量要求较高的环节,要体现强制性的执行力度。此外,应该号召和约束建筑工程施工单位,使其能够按照国家现行的规范、规程对桩基进行质量检测,只有达到验收的便准,才准其进行后续的施工。
四、结束语
在当前情况下,建筑工程的桩基检测已经成为一个新兴的行业,对我们的现实生活正产生着积极的重要的影响。尤其是近30年来,我国建筑工程的施工建设取得了前所未有的成绩,一些现代化有效的技术手段逐渐的应用其中,桩基检测技术就是其中的一个大的类别。随着我国经济社会的不断发展进步,桩基检测技术不断应用到了桥梁设计,高层建筑的规划,重型厂房和港口码头的重建以及海上采油平台的施工之中,桩基工程的可靠性正在不断得到强化,相关技术在其中扮演的角色也越来越重要。
参考文献:
[1]刘金砺.桩基础设计施工与检测[M].北京:中国建材工业出版社,2001.
[2]刘鼎辉.浅谈桩基检测技术在建筑工程中的使用[J].工程科技,2011,9:291.
[3]张新.浅析建筑工程桩基检测中存在的问题与对策[J].中华民居,2012,3:89-90.
[4]文进军.浅谈桩基检测技术在建筑工程中的使用[J].中国高新技术企业,2010,28:163-164.
[5]王皓伟.谈建筑工程桩基检测中存在的问题与对策[J].建筑科学,2011,3:28.
[6]李萍.建筑工程中的桩基检测技术的运用[J].建筑工程,2011,5:184-185.
桩基工程在建筑工程中已被广泛应用,主要应用在重型厂房、建筑住宅、高层建筑、桥梁基础以及其他基础土建中。桩基工程的主要功能是把建筑上部荷载有效传到深层稳定土层,稳定建筑基础,进而减少建筑不均匀沉降现象,它的质量高低直接影响着建筑安全。对桩基采取桩基检测技术系保证桩基工程施工质量的重要环节,利用成孔质量检测、静载试验检测、低应变动力检测和高应变动力检测等技术,通过系统分析对桩基进行检测与评价,可保证工程桩基的施工质量。
关键词:建筑工程、基桩检测、技术、检测技术
中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
随着我国经济建设的迅速发展以及建筑技术的日益提高,桩基础在城市高层建筑、工厂建设、铁路建设以及商品房建设中被广泛使用。随着建设单位对工程质量要求的提高,桩基的设计施工检测质量将直接影响建筑结构安全,基桩检测技术发挥越来越重要的作用。在桩基础的施工过程中,桩基检测是一个不可缺少的环节。合理选择桩基类型,科学施工桩基以及对桩基础进行全过程质量检测十分重要。
一、桩基工程质量检测内容
桩基的质量最终表现在承载力上,尽管静载试验是最客观的桩基检测方法,然而它具有损性而且检测周期长、费用高、设备庞大,难以对桩基进行大比例的质量及承载力普查。近几年高应变动力测桩(PDA)的检测方法缩短了检测的周期,然而根据规范也只抽检2%。由此可见,在桩基检测中,需要各个检测手段配合使用,利用各自的特点和优势,灵活运用,才能够对桩基进行全面准确的评价。
(1)成孔质量检测
在灌注桩的施工中,成孔的质量直接影响到混凝土浇注后的成桩质量。成孔质量检验的内容主要包括桩孔位置、孔深、孔径、垂直度、沉渣厚度等。如果桩孔的孔径偏小,则成桩的桩尖端承载力减少,整桩的承载能力降低;如果桩孔上部扩径,导致成桩上部侧阻力增大,下部侧阻力不能完全发挥,使单桩的混 凝土浇注量增加;如果桩孔偏斜,则会在一定程度上改变桩竖向承载受力特性,削弱基桩承载力;如果桩底沉渣过厚,使得有效桩长减少,直接影响桩尖的端承能力。因此,成孔质量检测对于控制成桩质量尤为重要。
(2)桩的承载力的检测
桩的承载力的检测方法主要有静荷载试验法以及高应变动测法。
静荷载试验法包括基桩竖向和水平承载力检测,主要用于检测基桩承载力。其优点在于受力条件比较接近桩基础的实际受力状况。静载试验主要适用于工程试桩的承载力检测,对于工程桩检测不能做破坏性试验。静荷载试验法检测精度高,相对误差在10%范围内。
高应变动测法利用重锤对桩顶进行瞬态冲击,使桩周土产生塑性变形,检测桩头实测力和速度的时程曲线。通过应力波理论分析,可以得到桩土体系的参数,分析桩身质量,揭示桩土体系在接近极限阶段时的工作性能,确定桩的极限承载力。
(3)桩的完整性检测
桩的完整性检测方法主要有低应变动测法和声波透射法。
基桩的低应变动测法通过对桩顶施加较低的激振能量引起桩身及周围土体微幅振动,用仪表测量记录桩顶的振动速度和加速度,再利用波动理论或机械阻抗理论对记录结果加以分析,以达到检验桩基施工质量、判断桩身完整性以及预估基桩承载力的目的。
声波透射法利用超声波在混凝土中传播的声学参数的变化,分析判断桩身混凝土质量,在声波传播路径遇到混凝土有缺陷时(如断裂、裂缝、夹泥、密实度等),发生传播时间延长、波幅减小、计算声速降低、波形畸变等现象,分析混凝土的缺陷的大小、位置。
二、桩基检测技术在工程上的应用
某办公楼,是地上十四层、地下一层的高层办公楼。办公楼采用框架结构,基础采用静压预应力管桩,总建筑面积为38818.6。进过现场勘查,场地的地基根据其工程特性的差异自上而下分为四层:粉土层、粉质粘土层、砾砂层和强风化泥岩层。基桩设计参数要求:桩径为φ500mm;桩长为10~12m;工程桩总桩数为170根;单桩承载力特征值2000kN;混凝土强度等级为C40;桩端持力层为砂砾层。
本次工程针对场地环境和地质条件主要采用了如下几种检测手段:
①成孔质量检测,检测数量40个;
②试桩载荷试验,检测试桩数量3根;
③低应变动力检测,检测数量30根。
(1)成孔质量检测
成孔至设计深度后即可进行测试。本工程中基桩成孔质量测试采用的仪器设备主要有JNc一型沉渣测定仪、JⅨ一3A型井斜仪、JJC―IA型孔径仪、深度记录仪、电动绞车、孔口轮等。
检测结果:设计孔深介于10.45m-11.94m,头测孔深介于10.60m-12.20m,所有检测桩均大于设计要求孔深。实测局部最小孔径介于451mm-471ram,局部最大孔径介于524mm-633mm。实测垂直度介于0.68%~0.97%。均小于l%。实测孔底沉渣厚度介于80~100mm,均小于150mm。
以上结果可以分析出,成孔的孔深、孔径、孔斜及沉渣厚度均能够达到规范要求。
(2)静载试验检测
本次工程中对试桩检测过程中的3根试桩分别进行单桩竖向静载试验,检测中使用的主要设备有武汉生产的静载试验成套设备RS-JYB(包括主机、中继器、控载箱、5000kN千斤顶、位移传感器等)、钢梁、压板等。
在测量时,采用锚桩反力装置与配重联合加载法,竖向静载试验,在试验桩桩顶放置千斤顶再放主梁、次梁,同时在次梁上堆放预制桩作为配重。对桩的加载方式采用快速维持荷载法,加荷后隔15min读一次数,每级荷载增量均为500kN,每级加荷时间为2h。
检测结果:3根桩的极限承载力平均值为4000kN,极差为0,不大于平均值的30%。单桩承载力的特征值为4000=2.0=2000kN,在设计要求规定的范围内。
(3)低应变动力检测
根据《建筑桩基检测技术规范》规定,低应变方法用于判断桩身缺陷的程度及位置、检测混凝土桩的桩身完整性,根据桩身完整性检测结果给出每根桩的桩身完整性类别。
本次测量中,检测仪器由采FDP204PDA型动测分析系统,在桩顶放置一只加速度传感器,接受锤击过程中产生的加速度信号,通过FDP204PDA型桩基动测系统放大和A/D转换变成数字信号传给微机。计算机处理信号后在屏幕显示实测波形,每根桩布采集点一个,每点采集5~6锤信号。分析不同部位的反射信号,据此分析每根桩的桩身完整性。
检测结果:I类桩28根,II类桩2根,总体满足设计要求。
综上所述,桩基工程质量检测是一项全面、系统、综合的工作,在实际工程中我们一定要结合具情况,利用成孔质量检测、静载试验检测、低应变动力检测和高应变动力检测等技术对建筑的基桩进行检测,了解建筑中被测桩的桩身完整性和桩身混凝土质量,掌握被测桩桩身的基桩承载力水平与完整性程度,评判桩侧桩端土支承能力,评价桩基质量,最终确保建设工程的质量。
参考文献:
[1] 刘鼎辉.浅谈桩基检测技术在建筑工程中的使用[J]. 黑龙江科技信息. 2011(13)
[2] 徐泽勇.关于桩基检测技术在建设工程中的应用[J]. 科技创新导报. 2010(32)
[3] 周涛,付剑锐.影响桩基检测质量的几个因素分析[J]. 中国建设信息. 2009(14)
[4] 王林红,沈毅靖.低应变检测技术在桩基检测中的应用[J]. 科技风. 2009(04)
关键词:房屋建筑;桩基检测;应用
中途分类号:O434.19 文献标识码:A文章编号:
引言
我国作为使用桩基相对较早的一个国家,至今保留着很多桩基完整的著名建筑,这些建筑凝聚了我国古代劳动人民的聪明和智慧。到了19世纪中后期,由于钢筋水泥以及混凝土的出现,桩基的材料也逐渐发生了巨大的变化。随着后来机械设备的发展和改进,我国的建筑设计对于桩基也提出了越来越高的要求,这样导致很多新型的桩基出现,对于桩基的广泛利用促使人们进一步对桩基展开深入的探索和研究,其中桩基检测技术对于建筑质量和施工安全具有举足轻重的作用,因此随着建筑单位对于工程质量要求的逐渐提高,人们也越来越重视对于桩基检测技术的研究。
一、桩基检测技术
桩基检测,一般是指单桩的承载力和桩身的完整性两个方面的检测,从而到整个桩基工程的评定与检测。桩基检测成果是评价桩基工程是否合格的依据,也是对不合格桩基进行补强的必要的基础。所以,桩基检测必然引起人们的高度重视,成为地基基础问题的一个热门话题。桩基测试的内容包括成孔质量检测、桩的承载力的检测和桩的完整性检测。下面分类进行简单的介绍:
1、成孔质量检测
成孔质量的好坏会直接影响到混凝土浇注后的成桩质量好坏:如果桩孔的孔径偏小的话则使整桩的承载能力会降低;桩孔上部扩径的话将导致成桩上部的侧阻力增大,而使下部侧阻力不能得到完全发挥;如果桩孔偏斜的话则会削弱基桩承载力的有效发挥;如果桩底沉渣过厚的话会使有效桩长减少。因此,对于控制成桩质量成孔质量检测是尤为重要的。成孔质量检验的内容又主要包括孔径、孔深、沉渣厚度、垂直度等。
2、桩的承载力的检测
桩的承载力的检测的方法有静荷载实验法和高应变动测法两种。
(1)静荷载试验法静荷载试验法通常用于检测基桩的承载力。静荷载试验法包括了基桩竖向的和水平的承载力的检测。工程中多用到为竖向静载荷试验。静荷载试验法有一个显著的优点是它受力条件相对接近桩基础实际受力状况。静载试验适用于工程试桩的承载力的检测,要注意对于工程桩检测绝不能做破坏性试验。其检测精度高,相对误差在小于10%。
(2)高应变动测法
高应变动检测,是利用重锤对桩顶进行的瞬态冲击,使桩周土产生塑性变形描绘桩头实测力和速度的关系曲线。通过应力波理论来分析得到桩土体系的各个相关参数,可以揭示桩土体系在接近极限时的工作性能好坏。通过分析桩身质量,来确定桩的极限承载力大小。
3、桩的完整性检测
(1)低应变动测法
低应变动测法是通过对桩顶施加相对较低的激振能量,使桩身及周围土体作微幅振动,即可用仪表量测记录桩顶的振动速度以及计算加速度。利用波动理论或者机械阻抗理论分析记录的实际结果。达到检验桩基的施工质量,判断桩基完整性的目的。
(2)声波透射法
此方法是利用超声波在混凝土中传播的声学参数,如声速、频率和振幅的变化以及波形来分析桩身混凝土的连续性并判断是否断桩,是否有夹砂、断层、蜂窝等缺陷和它们的大小、位置。
4、桩基检测的其他方法
除了以上介绍的方法外,桩基检测还有超声脉冲检验法、钻芯检测法,以下分别进行简单的介绍:
(1)超声脉冲检验法
此检验法是在检测混凝土缺陷的基础上发展起来的。该方法是在桩灌注的混凝土前沿,桩的长度方向平行地预埋一些根检测用的管道,以此作为接收换能器和超声检测的通道。超声脉冲检测时探头在两个管子中要同步移动,沿不同的深度逐点地测出横断面上超声脉冲穿过混凝土时的各项参数,按超声测缺原理分析每个断面上混凝土质量。
(2)钻芯检测法
大直钻孔灌注桩,设计荷载一般较大,用静力试桩法有很多困难。所以经常用地质钻机在桩身上沿长度方向钻取需要的芯样,通过观察、检测芯样来确定桩的质量好坏。该方法主要是用于检测灌注桩的桩长,桩底沉渣的厚度,桩身混凝土的强度、判断或鉴别桩端的岩土性状级判定桩身的完整性类别。但是钻芯检测法只能反映钻孔小范围内部分的混凝土质量,而且方法所需的设备庞大而且价格昂贵,所以不适合作为大面积的检测方法,只能用于一般的抽样检查,也可作为无损检测结果校核手段。
二、桩基检测技术的应用
1、成孔质量检测的应用
基桩成孔质量测试采用的仪器设备主要有孔径仪、井斜仪、沉渣测定仪、电动绞车、深度记录仪、孔口轮等。分别对成孔的孔径、孔斜、沉渣厚度及孔深进行检测。根据这些测得的数据统计分析,可以得到工程的桩孔成孔质量检测4项指标,包括孔深、孔径、孔斜、沉渣厚度,评价其是否能达到规范的要求。
2、静载试验检测的应用
在工程中,根据设计要求,需要对检测过程中的多根试桩进行单桩竖向静载试验。一般主要使用的检测设备有:静载试验成套设备,主要包括反力装置、加载和荷载测量装置、千斤顶、压力表、荷重传感器、压力传感器和位移测量装置等。另外还有压板和钢梁等等。工程桩基检测过程中的竖向静载试验,是采用配重与锚桩反力装置联合加载法。就是在试验桩的桩顶放置千斤顶,再放上主梁和次梁,次梁要连接四根锚桩,同时要在次梁之上堆放预制桩。对桩的加载方式一般采用快速的维持荷载法,即为逐级加荷,加荷后要隔十五分钟读一次数,每级加荷时间为两个小时。首先预计加荷,其次分级加载(视桩基承载力不同而定)。当检测中间出现了破坏荷载,则要中断加荷。从检测结果读出桩的极限承载力的平均值,最大极差,看是否大于平均值的百分之三十,求得单桩承载力特征值的大小,评价结果是否符合设计的要求
3、低应变动力检测的应用
据相关规范的规定,该方法主要适用于检测桩身的完整性,还可以确定桩身存在缺陷的程度以及位置。根据桩身是否完整性检测的结果,评价出桩身完整性的类别。检测仪器由加速度传感器力棒,动测分析系统组成。在桩顶放置一个加速度传感器,接收在锤击过程中产生的较强的加速度信号,经过桩基动测系统的放大和A/D转换,就会变成数字形式的信号而传给微机。信号经计算机处理后,会在屏幕上显示实时测量的加速度波形。每根桩桩心对称布置2~4个检测点,每个检测点记录的有效信号数不宜少于3个。在时域内对应的处理在磁盘上的信号,根据应力波反射进行等价地将速度信号通过时域由频域辅助处理,通过不同部位反射的信号的分析,得到每根桩的桩身得完整与否情况。根据检测结果分析桩身类型,评价是否满足设计的要求。
4、高应变动力检测的应用
工程中对工程桩中的多根桩进行了高应变动力测试。一般用到的检测仪器有动测分析系统,该系统由微机,加速度传感器,A/D转换器,重锤装置,力传感器。检测方法是将两个应变式力传感器和两个加速度计分别对称安装在桩的侧表面。让锤自由下落锤击桩顶,冲击力会产生的力信号和加速度,通过桩基动测系统放大和A/D转换,会变成数字信号而传给微机,信号经过计算机软件处理后就会存入磁盘,同时显示出实测波形,然后回放磁盘上的测试信号,利用FEIPWAPC软件对曲线拟合分析,可以得出单桩竖向极限承载力。通过检测结果所检测的这些根桩的竖向极限承载力的基本值位于哪个区间,对比竖向极限承载力的平均值,确定本次检测结果并综合判定单桩的极限承载力。
结束语
桩基工程目前已经广泛的被应用在了房屋建筑之中,运用科学合理的基桩检测技术有利于保证房屋建筑工程之中基桩工程的质量,其意义十分重大。因此发展房屋建筑中的桩基检测技术,应该加大政策支持和技术支持,增加科技投入,人才投入,不断地开拓创新,综合各种建筑设计的桩基检测技术,充分的取长补短,为我国的建筑事业贡献力量。
参考文献
[1]朱英朝.基桩完整性检测技术相关问题浅析[J].西部探矿工程,2007(6).
关键词:桩基施工;检测;技术;对策
1、当前建设工程桩基检测中存在的主要问题
现在我国的桩基础施工技术相对以前已经有了比较大的发展,但是桩基质量的检测技术还有待提高,在具体的施工中,很多地方还存在问题,会影响工程的质量。
1.1检测单位软硬件条件存在巨大差异
我国现在的检测单位水平参差不齐,因为不同地区的经济发展水平差异巨大,所以在桩基检测的条件上差异也会很大,正常情况下,经济发达地区的软硬件条件都比较先进,科技含量也比较高,工作人员的整体水平也处于高端,在经济落后的贫困地区就大大相反了,不仅各种检测设备不齐全,检测的技术落后,检测的工作人员的素质和发达地区的差异更加明显,经济落后往往很难吸引人才。
1.2桩基检测机构内部管理制度不健全
对于任何一项施工来说,健全的管理制度对于工程的完成都起到很大的作用,桩基检测工作也是如此,但是根据目前的情况来看,我国还没有很多企业建立了比较专业比较科学的管理制度,在实际的操作中,影响了施工的正常进行,导致工程的质量降低。
1.3检测市场运作体系不规范
当前,可以提供建筑工程施工质量检测服务的主要有两类机构,一种是国有企业,另一种是民营机构。不同检测单位的收费标准不一,导致不少资质较差的检测单位为了争取业务,采取低价竞争策略,而在得到订单后为了保证获利草率处理工作,严重降低了监测工作的客观性和准确性。在实际工作中,经常会遇到检测单位不具备检测资质、或者将随意捏造的检测报告盖章给送检单位以节省检测时间和费用;也有的单位在没有经过系统检测的情况下明码标价出售检测报告;也有的检测单位在收受送检企业好处后,违规操作,将原本不合格的检测结果修改成合格,埋下了巨大的施工质量隐患。
1.4工程检测报告结果脱离实际严重,报告不规范
1)检测报告是检测结果的体现,是检测的记录,所以它是体现桩基合格与否的主要依据,所以检测报告的规范程度对桩基检测工作十分重要。但是现在的检测行业,不管是针对什么的检测,检测报告都存在很多问题,缺乏规范性,权威性,检测的结果不能客观的体现工程的实际质量。所以现在很多检测报告都没有说服力,大部分重视形式,在实际内容上没有体现事实。
2)被检测数据格式不符合有关规定,无法全面客观反映工程具体问题。例如在对桩基施工管理质量进行检测时,由于样本容量较少,同时抽检到了质量相对较好的桩基,这样就导致整个检测报告结论倾向于更为乐观的结果,使得检测报告严重背离实际情况,不利于施工单位进行技术整改,影响了工程质量。
3)国家行业应检测内容与执行的规范不符,原始记录潦草且涂改严重,观测时间不充分,基准梁安置不标准,长度不够,Q-S曲线、S-Lgt曲线采用手工绘制,误差大,极限承载力标准值、基本值判断不准。
4)低应变检测采集的曲线一致性差、有的注意锤重、落距的选择,锤击力不够,分析时选用的参数不合理。
5)同一个工程有不同版本的二套检测报告。
2、建筑工程桩基检测规范化
2.1完善各项规章制度
要严格按照《建设工程项目施工质量管理办法》有关规定,不断健全和完善建筑工程施工质量检测管理制度,针对桩基施工质量检测制定一套完善的工作方案和流程,为开展工程项目桩基施工质量检测提供可靠的制度支撑。
2.2建立行之有效的监管机制和体系
国家的监管机制,对于桩基检测工作的监督起着很重要的作用,政府加强了监督和管理,企业也不得不提高对质量的重视,所以政府要完善质量监管的体系,加强执法力度,对于不符合质量要求的工程坚决打击,不能投入市场,这样企业必然会加强质量监督。
2.3提高检测人员的业务素质和道德素质
工程的完成主要由检测人员来进行,如果检测人员的业务技能不熟练,没有很好的责任新,必然会导致检测结果出现问题,所以要提高他们的业务素质和道德水准。主要通过培训来提高他们的素质,这种培训分为入职培训和定期的学习,在新入职的员工在上岗之前,都要对其进行培训,保证业务水平达标以后再上岗,对于所有的检测人员,要定期组织学习,不断提高他们的水平。
2.4强化管理体系模式化管理
管理体系要达到规范,就必须形成一种科学管理模式,有了科学的管理模式才能克服长官意识、随意裁量、任意践踏规范的不良行为。在加强检测单位的内部管理工作的同时,积极鼓励桩基检测单位进行计量认证和ISO质量体系的贯标,建立健全行之有效的检测质量保证体系。将各项管理工作落实到检测工作的每个环节。
2.5加强管理工作的规范化
只要在管理工作上做到了规范化,检测人员在实际的施工中才能做到规范化的操作,所以要加强管理工作的规范化,根据具体的规定,进行施工的规范。在检测的过程中,要根据实际的检测情况,填写桩基检测手册,保证手册内容的真实性,检测单位要重视对手册的监督和检查,发现了问题立即解决,追查相关人员的责任。
2.6采用合同管理与市场监督约束桩基检测
市场是工程质量最好的检验石,质量不符合要求的工程难以迎合市场需求,所以要重视市场对检测质量的约束力,充分发挥市场的监督作用,再加上合同的管理作用,双向的约束,提高检测人员对检测工作的重视,杜绝形式化的检测操作。
2.7利用现代网络技术促进行业健康发展
随着科技的发展,各行各业的发展都能够在科技的帮助下,取得一定的进步,桩基检测施工也要充分利用现代技术,采取网络管理信息资源,提高施工的效率。首先可以通过网络管理信息资源,进行资源的转换和交流,数据查阅时也更加方便,提高工作的效率;其次对于施工中存在的问题和解决程度,可以通过公共平台公布给社会,让舆论大众监督检测的质量,对工程本身的质量又多了一层保障。
3、结语
对于一项建筑工程来说,质量是非常重要的一个环节,是工程的核心,任何一项施工的质量都会影响整体施工的质量,桩基检测工作也是如此,如果桩基检测出现了问题,桩基施工就会出现问题,进而建筑就会出现问题,所以一定要重视工程的桩基检测施工。本文分析了我国目前在桩基检测工程中存在的问题,根据这些问题提出了一些解决的措施,希望这些措施能帮助桩基检测技术的提高。
参考文献
[1]陈文华.路桥工程桩基施工技术分析[J].建筑科技,2005(6)
关键词:房屋建筑;桩基础施工;检测技术
1.建筑物桩基检测概述
1.1成孔质量检测
在建筑物的桩基施工过程中,桩基的成孔质量对于混凝土浇筑强度和承压质量具有直接影响,终极孔径设计需要根据建筑物层数高度和承载力大小进行设计,如果桩基孔径尺寸过小,就会影响到楼基的纵向承载能力限制。在桩基检测过程中,桩基孔径的扩张会导致桩基上部形成较大的摩擦阻力,下部分阻力结构无法发挥其增加摩擦的效果,桩孔在偏斜设计的过程中,会削弱桩基的纵向承力情况,由于桩基底部的支撑结构对于桩基长度具有明显影响,因此在桩孔偏斜的情况下,由于底部阻力减小,不利于桩基底部的固定承压。
1.2桩基承压情况检测
桩基承压情况检测中的高应变动测法是利用重锤对桩基顶部进行瞬间加力冲击,使桩基周围的结构出现形变,从而达到桩基牢固程度的质量检测目的。桩基在受到重锤打击的过程中,其受力情况会影响桩基附近的固定结构出现变化,通过应力波对桩基附近的固定结构特点进行参数分析,对桩基在受力情况发生突变的状态下,其承压受力的临界值可以通过测量得到,对桩基极限受力情况进行论证。
桩基检测中常用到单桩静荷载试验的方法,静荷载试验主要是对桩基的综合承力情况进行分析,尤其是桩基的竖向压力、竖向上拔力和水平推力方式进行检测。在高层建筑施工过程中,经常会用到桩基的静荷载试验。桩基静荷载试验的主要特点是在桩基部逐级施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力,观测桩顶部随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移,以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力、单桩水平承载力的试验方法,是一种高精确度的桩基静荷载试验检测方法。
1.3桩基完整性检测
桩基完整性检测可以使用低应变法,桩基的低应变检测可以对桩基顶部施加激振能量,使桩基固定结构产生微振动效应,利用瞬态激振设备测量出桩基的完整性,检测原理是采用低能量瞬态激振方式在桩顶激振,实测桩顶部的速度时程曲线,通过波动理论分析,对桩身完整性进行判定的检测方法。
桩基完整性检测还可以使用声波透射法进行,声波透视法利用超声波对混凝土中的结构产生声波共振,跟胡混凝土质量以及其传播参数,对产生的共振差和频率进行模拟记录,可以通过声波透射来检测混凝土桩身缺陷的位置、范围和程度。
桩基质量主要包括成孔质量、桩身质量与混凝土强度三方面内容、成孔质量主要有孔径、孔底沉渣厚度及孔垂直度等、可在成孔施工中监测;桩身质量主要是指桩的完整性,可通过钻芯法等来检测;承载力是通过芯样试件的抗压试验来衡量。桩基评定要严格按照规范等要求进行,其评定按单桩进行,应从桩径、桩长、桩身完整性、混凝土强度、桩底沉渣或虚土厚度、桩端持力层性状和存在问题等进行全面、系统、综合评定。评定中应定量与定性相结合,桩身质量与承载力相互制约,并结合工程具体情况给予准确适当u定。
2.房屋建筑桩基工程施工中常见的质量检测技术
桩基施工中存在很多质量问题,这些都会成为安全隐患,所以在桩基施工过程中要对其进行严格的检测,在装机检测中采用的检测技术如下:
2.1高应变法
高应变法的检测原理主要是利用大小为单桩极限承载力1%铸钢或者是重锤,在与桩基的顶部有10-20米的高度处自由的下落,给桩基的顶部以竖向的冲击力,致使桩基与土体之产生一定大小的相对位移,桩基的侧向阻力与桩尖的土体的阻力得到相应的发挥,然后在用仪器桩基的顶部接收信号,根据接收的信号进行评判桩基的承载力是否符合桩基规范的要求。此外,还可以检测桩基是否完整。
2.2低应变发射法
低应变反射法检测的主要原理是在桩基的顶部得到一瞬间的低能量瞬态震力作用下时,在桩顶产生沿桩身向下的纵向振动的速度波,当波速波在向下传播途中,如果与变异波相遇到,则会阻抗速度波继续向下传播,且速度波会产生反射与透射现象,当反射波传输到桩基的顶部时被安装在桩基桩顶的传感器设备接收,这样就可以得到相应的动态波形,然后仪器对反射波进行采集记录,根据反射回来收集到的速度波的基本特性,就可以判断桩基的质量。
2.3声波无损检测
声波无损检测,主要是利用在混凝土结构声学检测技术的基础上发展而来的,其主要检测桩基的完整性。其主要对在撞击中传播的应力波进行分析,如果应力波的波形、波速、波峰值保持不变,如果应力波在桩基中均匀传播,则表明桩基的完整性比较好。如果应力波的波形、波速、波峰值发生变化,则表明沿桩基在长度方向上存在缺陷。在声波检测时应当注意的是在对桩身进行浇筑水泥的这一过程中若桩身存在漏洞沮这一漏洞的高度低于地下的水位,则有可能形成地下水穿孔。运用超声波检测法进行检测时不能够避免水位的影响会将渗入水后的探测值也包括在最终的结果中大大影响了缺陷的检测结果。
近年来,建筑行业的不断发展吸引了各方关注的目光。人们对于建筑的实用性和质量都作出了新要求。我国在高层建筑的桩基检测方面也随着市场的变化与需要,制定了一系列的检测规范与标准,这些法律性的条例对于高层建筑的施工起到了规范与约束作用,也促使桩基检测技术人员不断创新研究,研发出许多新的检测技术。但是在检测的过程中还存在着一些问题,影响检测技术的发挥和检测结果的准确性,从而影响建筑的整体质量。主要包括以下问题:
(一)检测报告规范性和精确度不足。部分检测技术人员在施工过程中对检测结果编写的精确度不能够保证,所提供的检测报告资料存在片面性,与国家规定的检测标准还有一定的差距。而且有的项目的检测结果编写得比较模糊,不能得出准确检测的结论,这样在施工时就不能进行科学的指导,对工程的质量管理也不具备约束力。
(二)检测体系不完善,检测行为不规范。虽然我国已经对高层建筑的桩基检测技术作出了明确的法律规定,但是就目前的市场检测状况而言,仍旧存在体系不够完善,检测行为不够规范的现象。部分的检测单位不具备检测的基本技术要素,甚至有部分的检测单位与施工单位勾结起来,篡改桩基评价等级,将工程中的三类桩改为二类桩,这样就误导了施工队伍,为以后的建筑质量问题埋下了隐患。
(三)检测单位内部管理不够系统、规范。在目前的市场中主要有两种检测机构即法定检测单位和社会中介检测单位。但是在这两种机构中都存在管理不够系统和规范的问题,检测人员的水平不能胜任检测也不进行相关的培训与提高,这样就导致提供的检测报告中数据不够准确具体,检测的项目内容不够全面完整,也就不能提供准确的检测数据,监督建筑施工的质量。
(四)检测人员的专业技术素养不足。因为桩基检测工作具有复杂性和隐蔽性,不管使用何种检测方式都不可能完全准确地反映桩基的情况,检测结果总会存在一定的误差。随着检测人员的业务水平不断提高,是可以提高检测的质量的。但是,在目前的检测单位中,检测技术人员的专业素养还存在问题,不能保证检测结果的准确性,往往会影响高层建筑的整体质量。
二、高层建筑工程中常见的桩基检测技术
在目前的高层建筑检测市场中常见的桩基检测技术主要包括:成孔质量检测、桩的承载力的检测和成桩完整性检测三个部分。
(一)桩基成孔质量检测。在一些地形地质条件较为复杂的地方或者是在进行成孔施工时出现一些人为的操作误差,都可能会造成桩基成孔时缩径、塌孔等现象。这样就很容易影响桩基的施工质量,从而影响整个高层建筑的质量。因而就要运用各种检测技术进行成孔质量检测,主要对桩孔的位置、垂直度等进行检测。
(二)桩基的承载力的检测。在对桩的承载力检测时可以使用静荷载试验法、高应变动测桩法和静动法,这都是在高层建筑桩基检测中经常应用的方法。但是一般将静荷载的实验结果作为桩基承载能力的检测标准。因为加荷速率在很大程度上可以影响桩基的承载力,而且静荷载实验中施加的荷载速率最慢,与桩基施工时的加荷速率最接近,这样得出的检测结果就能最大程度地与桩基施工时所承受的承载力保持一致。
(三)桩基完整性检测。桩基检测技术中对于桩基完整性检测方法有明确的指导。主要采用低应变动力试桩法、钻孔取芯法和声波透射法等。一般来说使用较多的是低应变法,因为它具备了节约成本、操作方法简便、施工过程快速的特性,而且在施工中施加到桩基上的压力是很小的,通过轻微的震动还可以使桩基的内部更加牢固。
三、建筑施工阶段桩基检测应注意的问题
为了不断提高桩基检测技术在高层建筑中的应用,不断提高建筑的质量和建筑的使用寿命,在施工检测阶段就应该根据以前检测中所遇到的问题进行预防,并且采取相应的措施,这样就可以保证检测工作顺利展开。
(一)桩基检测技术要合理适当。高层建筑的施工过程较为复杂、繁琐,因而在施工时进行桩基检测同样比较复杂和困难。而且因为高层建筑的选址、结构都不相同,因此在进行桩基检测之前,桩基检测的技术人员就要根据所处的地理环境、建筑的设计意图等进行综合性的分析与考虑,然后选取最适合本次工程的桩基检测技术。而且为了保证检测结果的准确性,可以在检测过程中交替使用不同的检测方法进行综合检测。多种方法结合,就可以互相补充和辅助,在作出检测报告的时候也能将涉及到的项目情况进行详细的描述,有利于对建筑质量进行评估,从而确保高层建筑的质量。同时还要兼具经济与安全原则,节约施工成本。
(二)规范桩基检测过程与步骤。当制定了详细的检测计划后,在进行检测时要严格遵守检测过程的基本规范,规范安全检测,减少不必要的损失。如果想要检测桩基竖向承载力,就可以先对试验桩进行桩顶处理,然后安装固定好反力系统,接着将沉降观测装置和千斤顶放置到指定位置,并且逐渐加荷,记录下加荷过程中记录每个荷载值变化过程中的沉降值,最后根据收集的沉降数量绘制粗图标,就可以直观看出桩基竖向最大承载力了。
(三)选择恰当的检测工具。因为在检测中所使用的方法不同,用到的检测工具也就各不相同了。为了能够根据桩基检测结果准确判断桩基质量,就要在检测的时候选取适当的检测工具。尽量减少检测时因为人为因素导致的误差,提高检测的精确度。例如只需要使用钻机就可以检测灌注桩基的完整性了,不用再使用额外的工具,一方面造成检测现场混乱,另一方面也会增加施工成本。因而检测技术人员就要在不断的检测实践中积累经验,准确判断检测时所需的工具与仪器。
(四)检测技术人员应该不断提高检测水平。要想保证高层建筑的桩基检测结果的精确度和准确性,就要对检测技术人员提出更高的要求。因为在检测过程中,检测技术人员要根据当地的实际情况、设计意图、检测的目的等多个方面的因素综合来考虑,然后选取恰当的检测方法和检测工具,最后还要能够对收集到的检测数据进行整理汇编,并且对关键项目作出分析。因此为了保证检测的质量和对未来建筑质量的判断,就要选取专业技术素养高,有丰富的实践经验的工作人员进行检测。
四、结语
关键词: 建筑工程 基检测技术 评析
中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
前言
桩基是隐蔽工程,支撑着地面上的构筑物,它是建筑物的基础,其质量优劣直接影响到这些建筑物的安全。在桩基础的施工过程中,桩基检测是一个不可缺少的环节。随着我国城乡建设事业的迅速发展,桩基工程越来越多,因而桩基工程检测技术也就成为一个热门而得到广泛重视。特别是近10 年来,检测领域取得了长足的发展,检测技术更加趋于成熟和先进,有关桩基工程检测的标准、规范相继、施行,使桩基检测工作进一步规范化,对保证工程质量起到了良好的作用。同时,桩基检测技术是比较全面的、系统的以及综合的应用技术,只有根据房屋建筑的实践情况来选择不同的、适合的检测方法,并且使各种方法之间能够相互配合、补充,这样才能够使其在桩基的检测过程中发挥出最大限度的作用以及意义。
一、桩基检测技术阐述
桩基检测是桩基础施工过程中不可缺少的环节。桩基检测整体上可分为直接法(主要有承载力检测和桩身完整性检测)和间接法(指在现场原型试验基础上,并综合工程实践经验和一些理论假设分析,最终得出检测项目结果的检测方法)。其中,桩基的质量最终表现在承载力上,静载试验为最客观的桩基检测方法,但是实际应用中比较难检查大比例质量及承载力;且存在诸如设备大、检测周期长、成本高、无法实现无损检测等缺陷,无法成为桩基础质量全面检测的手段。与静载试验相比,高应变动力测桩虽较轻便,检测周期也缩短,但其抽检仅为2%。低应变动力测桩,检测简便、速度快、成本低廉而不影响施工,检测比例有一定的提高,但还是无法判别桩基的最终质量指标:承载力。由上述可见,桩基检测技术各有其优缺点。文章将进一步分析桩基检测技术各方法的原理及其在实际工程中的质量评价结果。
二、桩基检测技术
1 成孔质量检测
在桩的施工中,成孔质量的好坏直接影响到混凝土浇注后的成桩质量:桩孔的孔径偏小则使整桩的承载能力降低;桩孔上部扩径将导致成桩上部侧阻力增大,而下部侧阻力不能完全发挥;桩孔偏斜则会削弱了基桩承载力的有效发挥;桩底沉渣过厚使得有效桩长减少。因此,成孔质量检测对于控制成桩质量尤为重要。成孔质量检验的内容主要包括桩孔位置、孔深、孔径、垂直度、沉渣厚度等。
2 桩的承载力的检测
(1) 静荷载试验法。静荷载试验法用于检测基桩承载力静荷载试验法包括基桩竖向和水平承载力检测,工程中多用到竖向静载荷试验。静荷载试验法显著的优点是其受力条件比较接近桩基础的实际受力状况。静载试验主要适用于工程试桩的承载力检测,对于工程桩检测不能做破坏性试验。其检测精度高,相对误差在10%范围内。
(2) 高应变动测法。桩基高应变动检测,就是利用重锤对桩顶进行瞬态冲击,使桩周土产生塑性变形,在桩头实测力和速度的时程曲线,通过应力波理论分析得到桩土体系的有关参数,揭示桩土体系在接近极限阶段时的工作性能,分析桩身质量,确定桩的极限承载力。
3 桩的完整性检测
低应变动测法基桩的低应变动测法就是通过对桩顶施加较低的激振能量,引起桩身及周围土体的微幅振动,同时用仪表量测和记录桩顶的振动速度和加速度,利用波动理论或机械阻抗理论对记录结果加以分析,从而达到检验桩基施工质量、判断桩身完整性、预估基桩承载力等目的。
(2) 声波透射法声波透射法是利用超声波在混凝土中传播的声学参数,如声速C、频率F、振幅A的变化及波形来分析桩身混凝土的连续性及断层、夹砂、蜂窝等缺陷的大小、位置。
三、桩基检测技术实例应用分析
在某工地进行的基桩比对试验中,共制作了6根人工挖孔混凝土灌注桩,其中1根桩进行承载力检测,5根桩进行桩身完整性检测。桩长6-8m,桩径为800mm;混凝土强度等级为C25。该场地地岩土层自上而下分别为粉质粘土层、粉土层、砾砂层和强风化泥岩层。桩端持力层为强风化泥岩层。本次根据工程实践情况,对桩基进行承载力检测及完整性检测。
1 桩的承载力检测
本次基桩承载力检测主要采用高应变检测及静力载荷试验,在同1根桩首先进行高应变检测,然后再进行静载试验。高应变检测是在桩侧表面,分别对称安装两只变式力传感器与两只加速度计,此时由于锤自由下落锤击桩顶产生的瞬时冲击力,产生了加速度和力信号,再经桩基动测系统放大和转换这一系列的处理环节,信号转变为数字信号传给微机,经由计算机软件处理,屏幕上就会显示出实测波形,再通过FEIPWAPC软件对存储在磁盘上的测试信号用进行曲线拟合分析,最终算出单桩竖向极限承载力的数值。参加这次检测单位有20多家,所提供的检测桩竖向极限承载力介于1470-2500kN之间,检测结果相差太大,所以依据此次检测结果不能判定单桩极限承载力。静力载荷试验反力装置采用配重加载法。试验方法应用慢速维持荷载法进行加载,即逐级加荷载至破坏。根据试验结果该桩的极限承载力为2,300kN。因静力载荷试验相对误差小,检测精度高,其承载力可作为判定依据。
上述检测结果表明,高应变检测所得承载力是不确定的,与静力载荷试验所得承载力相差太大,因此只凭高应变检测所得承载力来判定是不科学的。目前很多工程由于各种原因,只凭高应变检测结果来判定,工程质量是得不到保证的。所以承载力检测应以静力载荷试验为准,如果某些工程不具备静力载荷试验条件而使用高应变法检测时,必须采用其它检测方法与之进行综合判定。如采用钻芯法检测桩的完整性及桩端持力层的性状,用标贯或动探来检测桩端持力层的承载力,并结合场地地质条件来进行综合判定。
2 桩基完整性检测
本次工程实践中应用低应变法检测5根桩。其检测结果曲线如图1。
图1 低应变法测量结果
根据检测结果基本上能判定出较为明显的缺陷位置及性质,1号桩为完整桩,2号桩为断桩,但对3号桩缺陷较小时就很难作出准确的判定,对4号桩及5号桩的缺陷是夹泥、离析还是缩径也难作出准确的判定。再采用钻芯法检测发现3号桩桩底沉渣厚12cm,但在曲线上很难反应出来,4号桩为离析芯样较直观。因此基桩的完整性检测应同时选用两种或多种方法进行检测,这样才能作出准确的判断,才能更有效的保建设工程的质量。
由于每种检测方法各有所局限,所以建议在实际应用情况中,应根据安全、经济、适用原则,对桩身质量(完整性)做出判定时同时选用两种或多种方法进行检测,充分利用这些方法的优点互补不足,尤其是对于那些地质条件复杂、设计等级高、施工质量变异性大的桩基,建议采用直接法进行验证,以提高检测结果的可靠性,使桩基检测质量得到更全面的结果评价。
结束语
工程人员在实际检测的过程中,为了实现对单桩承载力进行进一步的确定,可以把检测对象、检测目的、检测方法的使用范围和特点作为依据,比如静载试验把检测桩基荷载与沉降的关系当作重点。想要对混凝土的强度和桩长等内容进行局部的检测可以使用钻孔取心的方法;检测成孔的孔径、孔深、垂直度和沉渣厚度属于对成孔质量的检测;低变位可以检测桩身是否完整和桩身质量的好坏。所以要科学的对检测方法进行选择,实现多种方法有效搭配,彼此之间起到优势互补的效果。
参考文献
[1] 李春辉.浅谈桩基检测技术在建筑工程中的应用[J]. 黑龙江科技信息. 2011(21)
[2] 杨绍富.浅谈桩基检测技术的发展和应用[J]. 科技创新导报. 2011(17)
关键词:建筑工程 桩基检测 超声脉冲
1、建筑工程桩基检测的主要方法
1.1渗透无损检测
检测建筑钢结构过程中需要应用多种无损检测技术,渗透无损检测技术就是其中常用的一种。该检测技术是将含有荧光料或着色料的渗透液施加在被检测物体的表面,在一段时间后,渗透也将自然的渗透到被检测物体表面缺口出。再将被多余渗透也去除,渗透液完全干燥后,将具有较强作用的介质(显像剂)放置在被检测对象表面,该类型的显像剂对缺陷、缺口中产生的渗透也都有着不错的吸附作用,在满足光照的基础下,被检测对象缺口中渗透现象也将会得以显现,从而达到最终的检测目的。需要注意的是,渗透无损检测技术在具体应用中,需要的时间较长,该方法在具体应用中具有一定局限性,只能在表面存在开口缺点的结构中进行应用,并且对被检测对象表面光滑程度提出了很高的要求,如果表面存在铁锈、氧化皮、涂料等情况时,被检测物体表面的缺陷可能会被这些内容覆盖,从而存在漏检情况。
1.2超声脉冲检验法
超声波无损检测在钢结构检测中也有着广泛应用,该检测方法主要适合在各类复合材料、锻件、焊接及管材等内容的检测,尤其是在一些厚度较大的工件的检测中应用具有一定优势。其检测原理如下:探伤仪可以激发探头,同时产生超声波,超声波在被检测介质中依据特定的速度传播,传播过程中,若遇到异面介质,多数超声波都会出现发射现象,利用相关仪器对超声波进行处理后,对反射后的超声波进行放大,然后通过示波器显示,最终显示钢结构存在的缺陷。超声波无损检测技术中应用得到仪器相对来说较小,并且在具体检测过程中具有低成本、短周期、速度快等优势,因此在该技术在钢结构无损检测中得到了广泛应用,并且从实际应用情况来看取得了不错的成绩。除此之外,利用超声波无损检测对钢结构进行检测,还可以对检测对象中存在的缺陷进行精准定位,对于面积型缺陷也有着较高的检测出效率,但是在应用具有一定的缺陷性,在应用中需要工作人员加以注意。例如,超声波无损检测技术的定性相对来说难度较大,可追溯性差,因此在具体应用中,容易受到定量及定性差,以及人为因素影响,因此在应用该方法前,需要对被检测对象的几何形状、规格、材质等内容进行分析,确保各项内容都能够达到使用要求,方可对该方法进行应用。
1.3射线法
此法利用放射性同位素辐射线,对桩基混凝土进行照射,通过接收仪对桩基混凝土的衰减、吸收、散射现象进行记录。射线强弱的变化可以反映出混凝土质量的不同或其中所存在的缺陷,以北可以对桩的质量进行判断。
1.4磁粉无损检测
钢结构中会含磁类原材料,检测过程中,应用磁粉无算检测技术,可以快速检测到缺点所在。在检测过程中,对磁性材料进行磁化处理,此时被检测对象将会具有一定磁力,并且磁力的分布十分均匀,由于检测对象并不会具有连续磁力线,这将会致使钢结构工件表面磁力线出现一定程度形变,同时会存在漏磁场情况,漏磁场会吸附磁粉,此时通过光照技术,可以对磁痕进行探测,从而实现对缺陷的准确探测。在钢结构检测中,对磁粉探测技术进行应用,能够提高对此类原材料的探测效率,该方法具有不错的准确性和灵活性,具体应用中,可以通过控制被检测对象的规格和形状,提高检测效率。
1.5桩基的动力检测法
又称为动力试桩,此法是相对于静力检测而言的,桩静力检测由于其试验室的加荷过程比较慢,使得桩土产生的加速度微小,各部分随时都处于静力平衡状态。而动力检测法主要有高应变法和低应变法、声波透射法等。
2、对于建筑桩基工程施工中的择取手段分析
在实际的建筑工程桩基施工中,应当根据实际的施工需求,择取较为适宜的技术手段,而后再根据施工区域的实际土质,参照工程中的项目施工需求,选择较为适宜的桩基施工技术。在实际的桩基技术的择取过程中,应当从以下几个方面来进行充分的考虑。其一,应当根据工程的施工需求,比如,一些重型工业厂房的建设应当尤为注意,针对此种厂房建设的基桩技术的选择就要择取承载力度较大的桩基,进而有效避免后期的建筑物出现倾斜问题。其二,一旦工程的建筑施工中有应用精密仪器设备的需求,则要充分的考虑桩基震动的效果,要择取防震动能力强,对整体的建筑工程震动影响较小的桩基仪器设备,从而保障其精度以及沉降都要满足实际的施工需要。其三,在实际的建筑施工中,要尽可能地择取一些较为优质的土壤类型,但是如果遇到土质脚软的地质类型时,则要针对性的选择防震效果较好的桩基,进而确保后期的桩基可以良好的实现抗震。
3、对于建筑工程中的桩基施工技术的实践应用分析
在建筑工程中应用无损检测技术,并不会工程造成不良影响。在通过无损检测技术对待检测工程完成检测后,检测率能够达到检测百分比。不同的无损检测方法,受到材料因素和性质的影响,各种检测方法相互之间能够起到弥补作用,因材在具体应用中,要依据工程的情况,选择最佳的检测方法,从而提升检测效率。
3.1依据技术规范进行检测
桩基础检测工作目前主要的技术规范为《建筑基桩检测技术规范》,里面包括了设计、验收以及各种检测的形式方法,另外,还对数据形式、桩基检测方法、类别划分、评价依据进行了规定,在一定程度上保障了检测技术的规范化、标准化使用,近几年,随着桩基础检测技术的不断发展,该项技术规范也在不断的进步和发展,规定的内容也更加全面,在实际检测中,要注意对技术规范的应用和遵守。
3.2针对不同的桩采用不同的检测方法
随着我国城镇化的不断发展,高层建筑在城市中越来越普遍,长桩也就应用的越来越多,在对长桩检测时,应注意避免低应变反射波法的应用,因为低应变反射波法由于受激励能量的限制,在长桩检测中往往得不到真实有效的信息,无法对整个桩体尤其是桩体的下半部分的质量安全进行准确评价。如果基桩深入到岩土层时,岩土层具有较高的承载力,如果利用低应变反射波法则不能得到有效的检测数据,这是因为低应变波发具有衰减快的特c,在桩端土层阻力作用下测试范围较小,所获取的桩基信息不完整。所以在进行桩基检测时,要注意针对不同的桩基础选择不同的检测方法,以便获得更加客观、真实的信息。
结语
基桩工程是建筑工程的根基,对于建筑工程质量安全有着重要的作用,基桩检测技术的广泛应用实现了对桩基的客观真实评价,桩基检测技术有多种形式和方法,在实际应用中,应针对不同的桩基础选择不同的检测方法和技术,不同的检测环节注意不同的细节,科学合理进行检测,得到真实有效的检测数据,确保检测结果的真实可靠。
参考文献
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