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声测管桩基检测的方法及验收标准

所属:新闻资讯   发布时间:2018-06-05   
声测管桩基检测方法:目前国内外常用的声测管桩基检测方法:
①钻芯检测法:由于大直钻孔灌注桩的设计荷载一般较大,用静力试桩法有许多困难,所以常用地质钻机在桩身上沿长度方向钻取芯样,通过对芯样的观察和测试确定桩的质量。但这种方法只能反映钻孔范围内的小部分混凝土质量,而且设备庞大、费工费时、价格昂贵,不宜作为大面积检测方法,而只能用于抽样检查,一般抽检总桩量的3~5%,或作为无损检测结果的校核手段。
②振动检测法:又称动测法。它是在桩顶用各种方法施加一个激振力,使桩体及至桩土体系产生振动。或在桩内产生应力波,通过对波动及波动参数的种种分析,以推定桩体混凝土质量及总体承载力的一种方法。这类方法主要有四种,分别为敲击法和锤击法、稳态激振机械阻抗法、瞬态激振机械阻抗法、水电效应法。
③超声脉冲检验法:该法是在检测混凝土缺陷的基础上发展起来的。其方法是在桩的混凝土灌注前沿桩的长度方向平行预埋若干根检测用管道,作为超声检测和接收换能器的通道。检测时探头分别在两个管子中同步移动,沿不同深度逐点测出横断面上超声脉冲穿过混凝土时的各项参数,并按超声测缺原理分析每个断面上混凝土质量。
④射线法:该法是以放射性同位素辐射线在混凝土中的衰减、吸收、散射等现象为基础的一种方法。当射线穿过混凝土时,因混凝土质量不同或因存在缺陷,接收仪所记录的射线强弱发生变化,据此来判断桩的质量。
三种声测管桩基检测方法的比较:评价建筑物的质量优劣,基础是个很重要的方面。为了监督声测管桩基质量,首先要求施工者填写一份“声测管桩基施工记录”,成桩后还需要一系列检测。
“施工记录”包括:桩长、每米锤击数、最后30锤的贯入度,灌注桩还有砂、石、水泥的配比等原始情况记录,以表示声测管桩基施工时的技术参数。但这些记录往往难以保证其真实,这是人所共知的。
声测管桩基的质量最终表现在承载力上,静载试验无疑是最客观的声测管桩基检测方法,但因它是有损性检测,且检测周期长、设备庞大、费用高,实际上只能是小比例抽检,而难以对声测管桩基进行大比例的质量及承载力普查。所以静载试验不能成为声测管桩基础质量全面检测的手段。
近年发展起来的高应变动力测桩(PDA)比之静载试验是轻便了一些,并缩短了检测的周期,其承载力的测算也得到认可,但根据规范也只抽检2%,可见仍是一种因其设备庞大、费用昂贵而不能成为声测管桩基础质量监督的“威摄性”仪器。低应变动力测桩因其检测方法简便、费用低廉、速度快而不影响施工,因而可提高检测比例。但低应变检测还不能判别拉的最终质量指标——承载力,而只能从以下两个方面间接地佐证桩的质量:一是桩身的完整性鉴别,包括缩径、扩径、断裂、离析及夫泥等施工技术;二是用以表示桩的致密程度的波速,它既和施工技术有关,又和砂、石、水泥的配比乃至搅拌是否充分有关,是划分桩的类别,即合格与否的主要依据。对于前者,低应变检测的技术就设备本身已无可置疑,而对于后者,即波速就有问题,因为波速表达式为式中:t为应力波从桩面传到桩底再反射到桩面的时间,由仪器测得的时间误差是可以满足精度要求的;L为桩长,它只能取自施工记录表。由于显见的原因,记录桩长普遍大于实际桩长(管桩问题较小),于是L偏大。则Vp偏高,可能把本属不合格的桩变成了合格桩。这是一个比较普遍的问题,可见提供正确桩长的重要性。同时也说明一旦有正确的声测管桩基施工记录,低应变检测桩身质量可达到更好的效果。
单桩设计无非根据以下两个条件:设计的截面积及相应的混凝土标号能否达到设计的承载力;桩周土和桩底的持力层能否共同承受由桩身传递过来的荷截。就一般情况而言,单桩荷截及安全系数一旦确定,则桩的截面积和混凝土的标号也相应确定;不同深度的土层力学参数一旦掌握,则桩的长度也相应确定。这些都是很成熟的设计方法。
如果把设计是否正确归入图纸审查的职责,那么声测管桩基检测只剩下两个目的:桩身质量;桩周土的摩擦力加桩端土的承载力即原位土的承载力。如都符合设计要求,则其承载力也合格。用这样的观点来看静载,可理解为是一个用设计目标(单桩荷截)去证明桩和土的综合条件是否符合设计要求的过程,是一个反演的过程。能不能用正演方法去测桩呢?亦即逐项验证桩的长度、最小截面积、混凝土标号以及原位土的承载力?前面的叙述已说明,低应变检测可以验证第一个条件是否符合设计要求,如果能再证明第二个条件也能符合设计要求,则此桩的承载力也必然符合要求。
工程地质勘察中的标准贯人是在可比条件下综合反映该土层承载力的方法。对于锤击桩(不论是管桩或灌注桩),一旦打桩机机型确定,锤重和极管的几何尺寸也相应确定,而通常落锤的高差也基本一致,因此,锤击过程,可理解为另一种“标准贯人”的过程(暂且称它为“桩贯”),每米的锤击数正好反映了各层上的综合力学参数。它和终桩前的贯入度经适当的加权计算,便是单桩设计中的第二个条件,亦即原位土层的承载力。当然“桩贯”比之“标贯”,显然误差要大些。但它必竟是一个“原位贯入”,它所反映的是原位土层的力学参数。尤其在丘陵地带,或土层较薄的地方,上层的水平方向变化较大,有限的工程地质钻孔不能详尽地反映土层变化的真实情况,因此,每个桩位的各土层力学参数都有差异。而原位“桩贯”又能弥补这一缺陷。从这个角度讲,“桩贯”又比“标贯”更接近真实。
声测管桩基检测
声测管桩基的质量最终表现在承载力上,静载试验无疑是最客观的声测管桩基检测方法,但因它是有损性检测,且检测周期长、设备庞大、费用高,实际上只能是小比例抽检,而难以对声测管桩基进行大比例的质量及承载力普查。所以静载试验不能成为声测管桩基础质量全面检测的手段。近年发展起来的高应变动力测桩(PDA)比之静载试验是轻便了一些,并缩短了检测的周期,其承载力的测算也得到认可,但根据规范也只抽检2%,可见仍是一种因其设备庞大、费用昂贵而不能成为声测管桩基础质量监督的“威摄性 ”仪器。低应变动力测桩因其检测方法简便、费用低廉、速度快而不影响施工,因而可提高检测比例。但低应变检测还不能判别拉的最终质量指标——承载力,而只能从以下两个方面间接地佐证桩的质量:一是桩身的完整性鉴别,包括缩径、扩径、断裂、离析及夫泥等施工技术;二是用以表示桩的致密程度的波速,它既和施工技术有关,又和砂、石、水泥的配比乃至搅拌是否充分有关,是划分桩的类别,即合格与否的主要依据。对于前者,低应变检测的技术就设备本身已无可置疑,而对于后者,即波速就有问题,因为波速表达式为式中:t为应力波从桩面传到桩底再反射到桩面的时间,由仪器测得的时间误差是可以满足精度要求的;L为桩长,它只能取自施工记录表。由于显见的原因,记录桩长普遍大于实际桩长(管桩问题较小),于是L偏大。则Vp偏高,可能把本属不合格的桩变成了合格桩。这是一个比较普遍的问题,可见提供正确桩长的重要性。同时也说明一旦有正确的声测管桩基施工记录,低应变检测桩身质量可达到更好的效果。
测桩新途径——分别求取桩身和桩周土的承载力。
单桩设计无非根据以下两个条件:设计的截面积及相应的混凝土标号能否达到设计的承载力;桩周土和桩底的持力层能否共同承受由桩身传递过来的荷截。就一般情况而言,单桩荷截及安全系数一旦确定,则桩的截面积和混凝土的标号也相应确定;不同深度的土层力学参数一旦掌握,则桩的长度也相应确定。这些都是很成熟的设计方法。
如果把设计是否正确归入图纸审查的职责,那么声测管桩基检测只剩下两个目的:桩身质量;桩周土的摩擦力加桩端土的承载力即原位土的承载力。如都符合设计要求,则其承载力也合格。用这样的观点来看静载,可理解为是一个用设计目标(单桩荷截)去证明桩和土的综合条件是否符合设计要求的过程,是一个反演的过程。能不能用正演方法去测桩呢?亦即逐项验证桩的长度、最小截面积、混凝土标号以及原位土的承载力?前面的叙述已说明,低应变检测可以验证第一个条件是否符合设计要求,如果能再证明第二个条件也能符合设计要求,则此桩的承载力也必然符合要求。
工程地质勘察中的标准贯人是在可比条件下综合反映该土层承载力的方法。对于锤击桩(不论是管桩或灌注桩),一旦打桩机机型确定,锤重和极管的几何尺寸也相应确定,而通常落锤的高差也基本一致,因此,锤击过程,可理解为另一种“标准贯人”的过程(暂且称它为“桩贯”),每米的锤击数正好反映了各层上的综合力学参数。它和终桩前的贯入度经适当的加权计算,便是单桩设计中的第二个条件,亦即原位土层的承载力。当然“桩贯”比之“标贯”,显然误差要大些。但它必竟是一个“原位贯入”,它所反映的是原位土层的力学参数。尤其在丘陵地带,或土层较薄的地方,上层的水平方向变化较大,有限的工程地质钻孔不能详尽地反映土层变化的真实情况,因此,每个桩位的各土层力学参数都有差异。而原位“桩贯”又能弥补这一缺陷。从这个角度讲,“桩贯”又比“标贯”更接近真实。
如果过去的施工记录表中的每米锤击数、总锤击数、最后贯入度是真实的,那么现在便有大量的数据可供专家们进行研究,寻找和证明各种打桩机机型的土层承载力的“桩贯系数”,但事实并非如此,而是大多数情况下都无法区分这些数据中哪些可信哪些不可信。为获得正确的数据,尤其是贯入度,过去的做法是,对于一些重要的桩,在施工时建设方、施工方、质监方共同在场一起监督。但这种数据不多,而且也无法查找。只有正确的数据积累到一定程度,才可以建立起类似“标贯”的 “桩贯”与承载力关系式。一些试图用“低应变”计算单桩承载力的科技人员,便是把附近的地质柱状图和施工记录中的数据,结合桩身完整性、致密度等各种因素综合考虑来计算。然而终因上述诸因素不够“量化”而使这种计算受到“经验”和“判断”的制约而大大降低其可信度。而若其中某些参数本身不可信,那么这种计算显然失去意义。
目前,低应变检测已可独立判别扩径、缩径(最小截面积)、离析、夹泥、断桩等桩身完整性的检测。如果有正确的桩长,可正确地测定波速,从而推知混凝土的标号,而且为桩身完整性判断进一步量化研究提供了数据.换言之,有了正确的检长,低应变测检的分析水平可望进一步提高,从而最终能使俄应变声测管桩基检测方法对桩身承载能力作出独立的量化判定;一旦使“桩贯”与承载力的数学关系拟合到可供实际使用的程度,便可从真实的打桩记录所给出的数据推知原位土的承载力。桩身和原位土二个独立的承载力参数中经加权判定,取其小的,即是该桩的承载力。这是声测管桩基质量监督的新的途径。低应变可以大比例检测单桩,有了大比例的单桩质量的客观评价,无疑会促使声测管桩基质量的提高。尤其对于造价低廉的沉管、灌注桩,目前却因质量无法控制而处于被淘汰的危险,如有可靠的质量保证方法,预见它会再次被青睐。而这一切都依赖于每一条桩都有一份真实的声测管桩基施工记录。这是打桩记录仪的潜在作用.目前,正确的桩长和贯人度至少可以从保证桩长达到设计要求,从而保证土层承载力基本符合设计要求的角度来提高建筑地基的质量。这也是改善当前建筑质量的一个重要的方面。
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