【正文】 基樁質(zhì)量檢測(cè)技術(shù) JI ZHUANG ZHI LIANG JIAN CE JI SHU 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 Create by Wang 目 錄 第一篇 基本知識(shí) 第二篇 樁的靜載試驗(yàn) 第三篇 樁的低應(yīng)變、高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè) 第四篇 聲波透射法 第五篇 錨桿鎖定力檢測(cè) Section 1 第一篇 基本知識(shí) 第 1章 概 論 第 2章 樁的基本知識(shí) 第 3章 基樁質(zhì)量檢測(cè)的基本規(guī)定 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 Create by Wang 第一篇 第 1章：概論 樁的應(yīng)用歷史 12022年前的智利古文化遺址中就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了樁的雛形 7000年前陜西半坡村文明和浙江河姆渡文明開(kāi)始采用木樁插入土中支承房屋 19世紀(jì) 20年代，人類開(kāi)始使用鑄鐵板樁修筑圍堰和碼頭 1898年俄國(guó)工程師斯特拉烏斯提出以混凝土或鋼筋混凝土為材料的一類樁型 1901年美國(guó)工程師雷蒙德又獨(dú)立提出了沉管灌注樁的設(shè)計(jì) 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 Create by Wang 第一篇 第 1章：概論 樁的應(yīng)用歷史 20世紀(jì)初，鋼樁和鋼筋混凝土預(yù)制樁相繼問(wèn)世并得到廣泛應(yīng)用 30年代，歐洲一些國(guó)家也開(kāi)始廣泛使用鋼樁 1949年美國(guó)雷蒙德混凝土樁公司最早用離心機(jī)生產(chǎn)了中空預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁 我國(guó)從 50年代開(kāi)始生產(chǎn)預(yù)制鋼筋混凝土樁 20世紀(jì) 60～ 70年代，我國(guó)也研制生產(chǎn)出預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁 今天，樁基礎(chǔ)已成為高層建筑、大型橋梁、深水碼頭和海上石油平臺(tái)等采用的主要基礎(chǔ)型式 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 Create by Wang 第一篇 第 1章：概論 樁身完整性和承載力檢測(cè)方法的分類 基樁的承載力和完整性檢測(cè)是基樁質(zhì)量檢測(cè)中的兩項(xiàng)重要內(nèi)容，按其完成設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范所規(guī)定的具體檢測(cè)項(xiàng)目的方式，宏觀上可以分為三種檢測(cè)方法設(shè)計(jì) 直接法 半直接法 間接法 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 Create by Wang 第一篇 第 1章：概論 直接法 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)原型試驗(yàn)直接獲得檢測(cè)項(xiàng)目結(jié)果或?yàn)槭┕を?yàn)收提供依據(jù)的檢測(cè)方法 鉆孔取芯法 直接從樁身混凝土中鉆取芯樣，以測(cè)定樁身混凝土的質(zhì)量和強(qiáng)度，檢查樁底沉渣和持力層情況，并測(cè)定樁長(zhǎng)。 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 Create by Wang 第一篇 第 1章：概論 半直接法 在現(xiàn)場(chǎng)原型試驗(yàn)基礎(chǔ)上，同時(shí)基于一些理論假設(shè)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并加以綜合分析才能最終獲得檢測(cè)項(xiàng)目結(jié)果的檢測(cè)方法 低應(yīng)變法 在樁頂面實(shí)施低能量的瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)激振，使樁在彈性范圍內(nèi)做彈性振動(dòng)，并由此產(chǎn)生應(yīng)力波的縱向傳播，同時(shí)利用波動(dòng)和振動(dòng)理論對(duì)樁身的完整性做出評(píng)價(jià)的一種檢測(cè)方法，主要包括反射波法、機(jī)械阻抗法、水電效應(yīng)法等等。 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 Create by Wang 高應(yīng)變法 第一篇 第 1章：概論 通過(guò)在樁頂實(shí)施重錘敲擊，使樁產(chǎn)生的動(dòng)位移量級(jí)接近常規(guī)靜載試樁的沉降量級(jí)，以便使樁周巖土阻力充分發(fā)揮，通過(guò)測(cè)量和計(jì)算判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求及對(duì)樁身完整性做出評(píng)價(jià)的一種檢測(cè)方法。主要包括錘擊貫入試樁法、波動(dòng)方程法和靜動(dòng)法等等。高應(yīng)變動(dòng)力試樁物理意義較明確，檢測(cè)準(zhǔn)確度相對(duì)較高，而且檢測(cè)成本低，抽樣數(shù)量較靜載試驗(yàn)大，更可用于預(yù)制樁的打樁過(guò)程監(jiān)控和樁身完整性檢查，但受測(cè)試人員水平和樁 土相互作用模型等問(wèn)題的影響，這種方法在某些方面仍有較大的局限性，尚不能完全代替靜載試驗(yàn)而作為確定單樁豎向極限承載力的設(shè)計(jì)依據(jù)。 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 Create by Wang 第一篇 第 1章：概論 聲波透射法 通過(guò)在樁身預(yù)埋聲測(cè)管（鋼管或塑料管），將聲波發(fā)射、接受換能器分別放入 2根管內(nèi)，管內(nèi)注滿清水為耦合劑，換能器可置于同一水平面或保持一定高差，進(jìn)行聲波發(fā)射和接受，使聲波在混凝土中傳播，通過(guò)對(duì)聲波傳播時(shí)間、波幅、聲速及主頻等物理量的測(cè)試與分析，對(duì)樁身完整性作出評(píng)價(jià)的一種檢測(cè)方法。檢測(cè)范圍可覆蓋全樁長(zhǎng)的各個(gè)橫截面，但由于需要預(yù)埋聲測(cè)管，抽樣的隨機(jī)性差，且對(duì)樁身直徑有一定的要求，檢測(cè)成本也相對(duì)較高。 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 Create by Wang 第一篇 第 1章：概論 間接法 依賴直接法已取得的試驗(yàn)成果，結(jié)合土的物理力學(xué)試驗(yàn)或原位測(cè)試數(shù)據(jù)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，以一定的計(jì)算模式給出經(jīng)驗(yàn)公式或半理論、半經(jīng)驗(yàn)公式的估算方法 。由于地質(zhì)條件和環(huán)境條件的復(fù)雜性，施工工藝、施工水平及人員素質(zhì)的差異性，該方法對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的判斷有很大的不確定性，所以只適用于工程初步設(shè)計(jì)的估算。 Section 1 第一篇 基本知識(shí) 第一章 概 論 第二章 樁的基本知識(shí) 第三章 基樁質(zhì)量檢測(cè)的基本規(guī)定 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 Create by Wang 第一篇 第 2章：樁的基本知識(shí) 樁的分類 按制樁材料分類 木樁 混凝土樁 鋼樁 ?鋼管樁 ?型鋼樁 ?鋼板樁 組合樁 ?混凝土樁 +木樁 ?鋼管樁 +混凝土 ?………… 按對(duì)地基影響分類 非擠土樁 ?干作業(yè)挖孔樁 ?泥漿護(hù)壁鉆孔樁 ?套管護(hù)壁灌注樁 ?抓掘成孔樁 ?預(yù)鉆孔埋樁 部分?jǐn)D土樁 ?鋼管樁 ?型鋼樁 ?鋼板樁等 擠土樁 ?各種打入、壓入、振入樁 按樁的功能分類 抗壓樁 ?摩擦型樁 ?端承型樁 抗拔樁 水平受荷樁 按成樁方法分類 打（壓）入樁 就地灌注樁 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 Create by Wang 第一篇 第 2章： 樁的基本知識(shí) 樁的分類 部分常見(jiàn)樁的類型： 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 Create by Wang 第一篇 第 2章：樁的基本知識(shí) 樁的承載機(jī)理 豎向受壓荷載作用下的單樁 ? 單樁豎向抗壓極限承載力是指樁在豎向荷載作用下到達(dá)破壞狀態(tài)前或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形所對(duì)應(yīng)的最大荷載，由以下二個(gè)因素決定： 地基土強(qiáng)度 樁本身的材料強(qiáng)度 主要因素 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 Create by Wang 第一篇 第 2章：樁的基本知識(shí) 土體 樁體 在豎向受壓荷載作用下 樁頂荷載由樁側(cè)摩阻力和樁端阻力承擔(dān) 樁側(cè)阻力先發(fā)揮，先達(dá)極限 端阻后發(fā)揮，后達(dá)極限 二者的發(fā)揮過(guò)程反應(yīng)了樁土體系荷載的傳遞過(guò)程：在初始受荷階段，樁頂位移小，荷載由樁上側(cè)表面的土阻力承擔(dān)，以剪應(yīng)力形式傳遞給樁周土體，樁身應(yīng)力和應(yīng)變隨深度遞減；隨著荷載的增大，樁頂位移加大，樁側(cè)摩阻力由上至下逐步被發(fā)揮出來(lái)，在達(dá)到極限值后，繼續(xù)增加的荷載則全部由樁端土阻力承擔(dān)。隨著樁端持力層的壓縮和塑性擠出，樁頂位移增長(zhǎng)速度加大，在樁端阻力達(dá)到極限值后，位移迅速增大而破壞，此時(shí)樁所承受的荷載就是樁的極限承載力。 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 Create by Wang 第一篇 第 2章：樁的基本知識(shí) 土體 樁體 側(cè)阻影響分析 從樁的承載機(jī)理來(lái)看，樁土間的相對(duì)位移是側(cè)摩阻力發(fā)揮的必要條件，但不同類型的土，發(fā)揮其最大摩阻力所需位移是不一樣的，如粘性土為 5～ 10mm，砂類土為10～ 20mm等等。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，發(fā)揮側(cè)阻所需相對(duì)位移并非定值，樁徑大小、施工工藝和土層的分布狀況都是影響位移量的主要因素 。 成樁效應(yīng)也會(huì)影響到側(cè)摩阻力，因?yàn)椴煌氖┕すに嚩紩?huì)改變樁周土體內(nèi)應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的原始分布，如擠土樁對(duì)樁周土的擠密和重塑作用，非擠土樁因孔壁側(cè)向應(yīng)力解除出現(xiàn)的應(yīng)力松弛等等；這些都會(huì)不同程度的提高或降低側(cè)摩阻力的大小，而這種改變又與土的性質(zhì)、類別，特別是土的靈敏度、密實(shí)度和飽和度密切相關(guān)。 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 Create by Wang 第一篇 第 2章：樁的基本知識(shí) 土體 樁體 側(cè)阻影響分析 樁材和樁的幾何外形也是影響側(cè)阻力大小的因素之一。同樣的土，樁土界面的外摩擦角 δ會(huì)因樁材表面的粗糙程度不同而差別較大，如預(yù)制樁和鋼樁，側(cè)表面光滑，δ一般為 1/3φ～ 1/2φ（ φ為土的內(nèi)摩擦角），而對(duì)不帶套管的鉆孔灌注樁、木樁，側(cè)表面非常粗糙， δ可取2/3φ～ φ。由于樁的總側(cè)阻力與樁的表面積成正比，因此采用較大比表面積（樁的表面積與樁身體積之比）的樁身幾何外形可提高樁的承載力 。 隨樁入土深度的增加，作用在樁身的水平有效應(yīng)力成比例增大。按照土力學(xué)理論，樁的側(cè)摩阻力也應(yīng)逐漸增大；但實(shí)驗(yàn)表明，在均質(zhì)土中，當(dāng)樁的入土超過(guò)一定深度后，樁側(cè)摩阻力不再隨深度的增加而變大，而是趨于定值，該深度被稱為側(cè)摩阻力的臨界深度 。 黃河水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心 冷元寶 Create by Wang 第一篇 第 2章：樁的基本知識(shí) 土體 樁體 端阻影響分析 同側(cè)摩阻力一樣，樁端阻力的發(fā)揮也需要一定的位移量。一般的工程樁在樁容許沉降范圍里就可發(fā)揮樁的極限側(cè)摩阻力，但樁端土需更大的位移才能發(fā)揮其全部土阻力，所以說(shuō)二者的安全度是不一樣的。 持力層的選擇對(duì)提高承載力、減少沉降量至關(guān)重要，即便是摩擦樁，持力層的好壞對(duì)樁的后期沉降也有較大的影響；同時(shí)要考慮成樁效應(yīng)對(duì)持力層的影響，如非擠土樁成樁時(shí)對(duì)樁端土的擾動(dòng)，使樁端土應(yīng)力釋放，加之樁端也常常存在虛土或沉渣，導(dǎo)致樁端阻力降低；擠土樁成樁過(guò)程中，樁端土