【文章內容簡介】 ... 18 聲波透射法檢測 ................................................. 20 10展望 ............................................................ 22 參 考 文 獻 ........................................................ 23 致 謝 .............................................................. 24 1 前 言 樁基礎既是一種古老而傳統(tǒng)的樁基形式，又是一種應用廣泛、發(fā)展迅速、生命力很強的建筑物基礎形式。隨著工程建筑和各項技術的高 速發(fā)展，樁基礎的應用越來越廣，同時對樁基基礎的要求也越來越高，因此，對樁基的結構完整性和進行準確的檢測尤為重要。 樁基檢測是樁基施工中的重要環(huán)節(jié)，從樁基礎的實際出發(fā)，詳細論述了目前較為成熟且已納入國家規(guī)范的各種樁基礎的檢測方法，并通過工程檢測實驗，對不同檢測方法進行了驗證分析。 本文簡要介紹了常用的幾種樁基檢測技術 ，從檢測內容、檢測方法、樁基質量的評判、等進行了研究， 并介紹了反射波法的基本原理及影響基樁質量檢測波形的因素，運用應力波反射法檢測 灌注樁 的施工質量，具有檢測速度快、費用低、便于全面普查樁的質量、判別樁的完整性和質量 缺陷 ，是一種值得推廣的方法。 2 1. 樁基檢測技術 隨著建設單位對工程質量要求的提高，基樁檢測技術將發(fā)揮越來越重要的作用。針對具體工程，利用成孔質量檢測、靜載試驗檢測、低應變動 力檢測和高應變動力檢測等技術對該工程的基樁進行了檢測，進而對樁基質量做出評價，以確保建設工程的質量。 成孔質量檢測 在樁的施工中，成孔質量的好壞直接影響到混凝土澆注后的成樁質量：樁孔的孔徑偏小則使整樁的承載能力降低；樁孔上部擴徑將導致成樁上部側阻力增大，而下部側阻力不能完全發(fā)揮；樁孔偏斜則會削弱了基樁承載力的有效發(fā)揮；樁底沉渣過厚使得有效樁長減少。因此，成孔質量檢測對于控制成樁質量尤為重要。成孔質量檢驗的內容主要包括樁孔位置、孔深、孔徑、垂直度、沉渣厚度等。 樁的承載力的檢測 靜荷載試驗法 靜荷載試驗法用于檢測基樁承載力靜荷載試驗法包括基樁豎向和水平承載力檢測，工程中多用到豎向靜載荷試驗。靜荷載試驗法顯著的優(yōu)點是其受力條件比較接近樁基礎的實際受力狀況。靜載試驗主要適用于工程試樁的承載力檢測，對于工程樁檢 測 不能做破壞性試驗。其檢測精度高，相對誤差在 10%范圍內。 高應變動測法 樁基高應變動檢測，就是利用重錘對樁頂進行瞬態(tài)沖擊，使樁周土產生塑性變形，在樁頭實測力和速度的時程曲線，通過應力波 理論分析得到樁土體系的有關參數(shù)，揭示樁土體系在接 近 極限階段時的工作性能，分析樁身質量，確定樁的極限承載力 。 目前國內外常用的樁基檢測方法 ① 鉆芯檢測法：由于大直 鉆孔灌注樁 的設計 荷載 一般較大 ，用靜力試樁法有許多困難，所以常用地質 鉆機 在樁身上沿長度方向鉆取芯樣，通過對芯樣的觀察 3 和測試確定樁的質量。 但這種方法只能反映鉆孔范圍內的小部分混凝土質量，而且設備龐大、費工費時、價格昂貴，不宜作為大面積檢測方法，而只能用于抽樣檢查，一般抽檢總樁量的 3～ 5%，或作為無損檢測結果的校核手段。 ② 振動檢測法：又稱動測法。它是在樁頂用各種方法施加一個激 振力，使樁體及至樁 土體 系產生振動?；蛟跇秲犬a生應力波，通過對波動及波動參數(shù)的種種分析，以推定樁體混凝土質量及總體承載力的一種方法。這類方法主要有四種，分別為敲擊法和錘擊法、穩(wěn)態(tài)激振機械阻抗法、 瞬態(tài) 激振機械阻抗法、水電 效應法。 ③ 超聲脈沖檢驗法：該法是在檢測混凝土缺陷的基礎上發(fā)展起來的。其方法是在樁的混凝土灌注前沿樁的長度方向平行預埋若干根檢測用管道，作為超聲檢測和接收換能器的通道。檢測時探頭分別在兩個管子中同步移動，沿不同深度逐點測出橫斷面上超聲脈沖穿過混凝土時的各項參數(shù)，并按超聲測缺原理分析每個斷面上混凝土質量。 ④ 射線法：該法是以放射性同位素輻射線在混凝土中的 衰減 、吸收、散射等現(xiàn)象為基礎的一種方法。當射線穿過混凝土時，因混凝土質量不同或因存在缺陷，接收儀所記錄的射線強弱發(fā)生變化 . 4 查 樁基是廣泛應用的基礎形式之一。目前，我國樁基施工隊伍龐雜，施工機具參差不齊，施工工藝不一，樁基施工質量不佳的現(xiàn)象較為普遍，如不能及時檢查發(fā)現(xiàn)、對存在的 缺陷 采取補救措施，將對建筑工程留下隱患，造成不可估量的 損失。為了保證樁基工程的質量和安全，必須按照樁基有關技術規(guī)范的規(guī)定進行各種檢查和測試。由《建筑樁基技術規(guī)范》（ JGJ 94— 94）中成樁質量檢查的有關規(guī)定可知，灌注樁的成樁質量檢查包括成孔及清孔、鋼筋籠制作、混凝土攪制及灌注等三個工序過程的質量檢查。對預制樁和鋼樁成樁質量檢查主要包括制樁、打入深度、停錘標準、樁位及垂直度檢查。對于一級建筑樁基和地質條件復雜或成樁質量可靠性較低的樁基工程，應進行成樁質量檢查。檢查方法可采用可靠的動測法，對于大直徑樁還可采用鉆探取芯、預埋管超 聲波透射法 檢查。對我們檢測單位來說，樁基工程的成樁質量檢測內容主要是對樁的承載力與樁身結構完整性檢測，前者如 靜載 荷試驗，高、低應變動測以及最近在國外逐漸使用的靜動法；后者如鉆探取芯、開挖檢查、 聲波透射法 及低應變動測法。該規(guī)范中還明確規(guī)定：對于一級建筑樁基和一部分二級建筑樁基，必須在工程樁施工前進行樁的 靜載 荷試驗。樁的 靜載 荷試驗的檢驗值是樁承載力可靠性的評定標準，是樁基工程單樁豎向 極限承載力 標準值的設計依據(jù)。樁的靜載荷試驗，在同一條件下試樁數(shù)量不宜少于總樁數(shù)的 1%，且不應少于 3根；總樁數(shù)在 50 根以內的不應少于2根。況且，靜載荷試驗的樁，通常是在施工單位預知的情況下進行的，成樁質量都較好，它能否代表所有工程樁的基樁承載力，還不一定。特別是灌注樁，即使是使用同樣的 原材料、同一個施工單位施工的同一批樁，由于地層的差異、施工班組的不同，各樁的結構完整性也有差異，各樁的承載力也不盡相同，何況，少數(shù)施工單位存在著偷工減料，工作不認真 的情況存在。所以，沒有一定檢測數(shù)量的覆蓋面，即使測試方法很可靠，樁基 工程質量 也難以保證。用傳統(tǒng)的 靜載荷試驗，因費時、費工、費錢，難以選擇數(shù)量較多的樁進行載荷試驗。對靜載荷試驗所得承載力偏低的樁、也 難以分辯樁身的 缺陷 性質和所在 位置。在這種情況下，使用快速、有效的動測方法，可以彌補靜載荷試驗數(shù)量少、代表性差的缺點。為了貫徹 “ 技術可靠、經(jīng)濟合理的 ” 原則，在樁基工程中采用 5 兩種或兩種以上檢測方法是必要的。因為、每種檢測方法各有特點，有它的長處，也有它的局限性。因此，在 1%樁 的靜載荷試驗基礎上，輔以其它動力檢測方法作為補充是必不可少的。而反射波法可對樁基 工程質量 進行普查，有利于整個樁基工程的質量控制，完全可以作為樁基工程成樁檢查質量的一種有效方法，能為成樁質量評價提供依據(jù)。 6 灌注樁的施工分為成孔和成樁兩部分 ,因而對樁基的檢測便可分為成孔質量檢測和成樁質量檢測兩大部分。其中成孔是灌注樁施工中的第 — 個環(huán)節(jié)。成孔作業(yè)由于是在地下、水下完成 ,質量控制難度大 ,復雜的地質條件或施工中 的失誤都有可能產生塌孔、縮徑、樁孔偏斜、沉渣過厚等問題。成樁質量檢測又可分為承載力檢測和對完整性檢測。 成孔質量檢測 在灌注樁的施工中 ,成孔質量的好壞直接影響到混凝土澆注后的成樁質量 :樁孔的孔徑偏小則使得成樁的側摩阻力、樁尖端承載力減少 ,整樁的承載能力降低 。樁孔上部擴徑將導致成樁上部側阻力增大 ,而下部側阻力不能完全發(fā)揮 ,同時單樁的混凝土澆注量增加 。樁孔偏斜在一定程度上改變了樁豎向承載受力特性 ,削弱了基樁承載力的有效發(fā)揮 。樁底沉渣過厚使得樁長減少 ,對于端承樁則直接影響樁尖的端承能力。 樁的承載力檢 測 樁的承載力與加荷速率有很大關系 ,由于靜荷載試驗與任何動荷載試驗相比 ,所施加的荷載速率最慢 ,最接近于實際工程的加荷速率 ,所以試驗的結果最接近于實際樁的承載力 ,因而 ,國內外均將靜荷載試驗的結果作為樁承載力的標準。 樁的完整性檢測 基樁的低應變動測法就是通過對樁頂施加較低的激振能量 ,引起樁身及周圍土體的微幅振動 ,同時用儀表量測和記錄樁頂?shù)恼駝铀俣群图铀俣?,利用波動理論或機械阻抗理論對記錄結果加以分析 ,從而達到檢驗樁基施工質量、判斷樁身完整性、預估基樁承載力等目的。因此 ,低應變一般只適合對樁的完整性檢測。 對于正常的混凝土 ,聲波在其中傳播的速度是有一定范圍的 ,當傳播路徑遇到混凝土有缺陷時 ,如斷裂、裂縫、夾泥和密實度等 , 繞過缺陷或在傳播速度較 7 慢的介質中通過 ,聲波將發(fā)生衰減 ,造成傳播時間延長 ,使聲時增大 ,計算聲速降低 ,波幅減小 ,波 形畸變 ,利用超聲波在混凝土中傳播的這些聲學參數(shù)的變化 ,來分析判斷樁身混凝土質量。 8 目前按設計和施工質量驗收規(guī)范所規(guī)定的具體檢測項目方式 ,宏觀上可分為兩種檢測方法 : 直接法 通過現(xiàn)場原型試驗直接檢測項目結果的檢測方法。主要有樁身完整性檢測(鉆孔取芯法 )和承載力檢測 (靜載荷試驗 )。 間接法 在現(xiàn)場原型試驗基礎上 ,同時基于一些理論假設和工程實踐經(jīng)驗并加以綜合分析才能最終獲得檢測項目結果的檢測方法。主要包括以下三種方法 : 在樁頂面施加低 能量的瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)激振 ,使樁在彈性范圍內做彈性振動 ,并由此產生應力波縱向傳播 ,同時利用波動和振動理論對樁身的完整性做出評價。低應變法是普查基樁的完整性 ,判定樁身缺陷程度和位置的一種常用方法。適合鋼筋混凝土灌注樁 ,預應力混凝土樁 (實心放樁、實心圓樁、管樁 )等。該方法測試設備簡單輕便 ,檢測速度快、成本低 ,是基樁質量完整性普查的良好手段。 高應變法的主要功能是判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設計要求。這里所說的承載力是指在樁身強度滿足樁身結構承載力的前提下 ,得到的樁周巖土對樁的抗力 (靜阻力 )。 所以要得到極限承載力 ,應使樁側和樁端巖土阻力充分發(fā)揮 ,否則不能得到承載