基桩处理范文（精选12篇）
基桩处理 第1篇
关键词：基桩遇孤石,沉降差,基础承载力,孤石加固法,复合地基与基础加固法,结构加固法,等强补桩法
0 引言
基桩遇孤石通常出现孤石下卧土层的地基承载力、压缩模量与桩端持力层差异大, 使基桩的承载力、沉降量不能全部满足要求, 需及时探明孤石大小及下卧土层情况, 根据地质条件、施工条件和工程情况采取有效的加固方案。通常采用等强置换法或等强补桩法等进行加固处理。等强置换是根据地基压力扩散原理、地基变形及复合地基理论, 将柱下基础的地基压力扩散范围等效为复合地基处理范围, 柱下承台结构加固转化为独立基础, 实现深层地基加固转化为浅层地基与基础的加固方法, 使处理后的地基与基础承载力、沉降量满足要求, 并将承台下桩-土、孤石的加固体视为等代墩基础进行校核。某建筑主体结构已施工完毕, 基桩遇孤石未及时处理, 由建设单位组织专家论证, 结合具体问题分析地基加固处理方案。
1 地基基础变形与地基加固途径关系
(1) 地基沉降计算[1]:
其中, 地基变形深度计算:
(2) 复合地基沉降计算[1,2]:
其中Esp=ξEs, ξ=fskp/fak, 当复合地基上的基础为绝对刚性, 桩端落在坚硬的土层时[3]:
式中:Ep为桩体压缩模量, 对于注浆法可参照水泥搅拌桩法取 (100~120) fcu, MPa;其它参数含义见文献[1]~[3]。
由式 (1) ~ (4) 可知, 土层压缩模量的大小是影响基础沉降量的重要参数、提高有效土层压缩模量是地基加固的重要途径。地基加固深度应根据地基变形计算确定。其中孤石加固法、复合地基与基础加固法的基本途径为提高孤石下卧土层的压缩模量, 或提高承台及孤石下卧土层的压缩模量, 使地基承载力和压缩模量提高, 并合理、有效地确定地基处理范围, 将承台下桩-土、孤石加固体视为等代墩基础进行校核。地基加固可采用注浆法、旋喷桩法和微型桩等形成复合地基, 以提高地基承载力、减少沉降量[2]。
2 复合地基等强置换与等强加固法验算分析
2.1 孤石加固法
孤石加固法需先验算孤石承载力, 以满足桩端底竖向力扩散所需有效面积, 使孤石加固法有效。再加固孤石下卧土层:如注浆法、旋喷桩法形成复合地基, 使地基承载力提高, 沉降量减少。上部荷载通过基桩传递到孤石, 再传递到孤石下持力层, 属土岩组合地基。孤石起平衡基桩竖向压力与地基反力, 承担压力、弯矩、剪力作用, 其最大作用效应在桩端底面中部, 参照文献[1]、[4]、[5]验算孤石承载力:
(1) 土岩组合地基承载力验算[1,5]:
式中:Gk为孤石自重和孤石上的土重, k N;A为孤石底面面积, m2;W为抵抗矩, m3;Vs为荷载效应基本组合下, 地基土净反力平均值产生的距基桩中部孤石单位宽度的剪力设计值, k N;ft为岩石轴心抗拉强度设计值, k Pa;A'为孤石计算截面积, m2;Mk为相应于作用的标准组合时, 作用于孤石基础底面力矩值, k N.m;la为孤石挑出长度至桩端底中心长度, m;βl为孤石局部受压时的强度提高系数;fcc为孤石轴心抗压时的强度设计值的0.85倍, k N;其他参数含义见文献[1]、[4]、[5]。
2.2 复合地基与基础加固法
复合地基与基础加固法是实现深层地基加固转化为浅层地基与基础的加固方法, 处理后的承台下桩-土、孤石形成水泥土加固体可视为等代墩基础, 参照文献[2]、[6]、[7]进行验算。
(1) 等代墩基竖向承载力验算:
当剪切破坏面发生在群桩和桩间土组成的等代墩基外围侧面时, 等代墩基竖向承载力特征值P1:
当荷载从基础底的群桩边以角度向下扩散至桩端平面时, 扩散后桩端平面上的等代墩基竖向承载力特征值P2:
则, 等代墩基竖向承载力特征值Ra0:
(1) 柱下基础总承载力标准值P0:
(2) 等代墩基负摩阻力[2]Qgn:
(3) 验算目标:Nkmax+Qgn≤P0
式中:A, B为等代墩基长和宽, m;Fs为安全系数, 桩基取2.5~3.0, 复合地基取3.0;m'为面积置换率;A0为基础外包络截面积, m2;Nkmax为在荷载效应标准组合下桩顶或基础底面的竖向力, k N;其他参数含义见文献[2]、[6]、[7]。
(2) 复合地基承载力验算
(1) 增强体单桩竖向承载力:
有粘结强度增强体桩身强度:fcu≥4λRa/Ap
(2) 有粘结强度复合地基承载力:
式中参数含义见文献[2]。
(3) 复合地基处理范围的确定
孤石加固法、复合地基与基础加固法的地基容许变形有效压缩土层深度即为地基加固的最小深度。处理后复合土层压缩模量的大小应根据允许沉降量和地承载力进行试算到满足要求, 再由地基压力扩散原理确定地基处理范围, 并视为等代墩基础进行校核, 根据文献[1]、[8]知:
其中:△Pk=Nkmax+Qng-2 (A1+B1) qsizn/Fs, 当ΔPuk≤0时, Nkmax+Qng≤2 (A1+B1) qsizn/Fs, 则仅等代墩基的侧阻力足以抵抗外力效应, 当且Qgn=0时, 沉降量由地基土自重引起。式中A1、B1为地基加固处理范围的长、宽度, m;θ为地基压力扩散线与垂直线的夹角, °;a, b为矩形基础底边的长、度, m;zn为地基变形深度, m;△Puk为等效实体的附加竖向力。
2.3 补桩法与结构加固法
等强补桩法是采用与原设计基桩相同或相近的桩型进行补桩, 使承载力和沉降量与原设计条件等效, 传力明确, 适用性强。当条件允许可采用结构加固法以利于施工, 通过加强基础构件或上部结构, 使地基与基础重新调整或分配上部荷载, 使调整后的地基与基础承载力和沉降量满足要求。
(1) 单桩竖向承载力计算[5,8]:
(2) 负摩阻力计算[8]:
当负摩阻力大于侧阻力时, 取侧阻力。
(3) 验算目标:Nkmax+Qgn≤Ra E
式中参数含义见文献[5]、[8]。
3 工程情况与问题提出
3.1 工程概况
厦门某油库综合办公楼地上5层的框架结构, 总建筑面积1767m2, 建筑高度20.6m, Ⅱ类场地, 冲孔灌注桩平面布置见图1。附属用房为地上1层的框架结构, 建筑高度5m, 建筑面积629m2, Ⅲ类场地, 预制方桩平面布置见图2。桩基设计等级为乙级, 桩端持力层为全风化花岗岩。场地从上往下土层分布:杂填土厚6.1~9.2m, 欠固结;淤泥质土厚2.7~18.4m;中砂厚0~3.5m;残积砂质黏性土厚6.2~18.2m;全风化花岗岩厚2.4~16.2m;强风化花岗岩层顶埋深15.3~47.3m。设计参数见表1。
注:po=202k Pa, zn=6.6m, 0.025Σin=1△si=2.115mm>△sn=1.501mm, s=0.7×84.61=59.23mm, Ai=zi珔ai-zi-1珔ai-1
3.2 基桩检验与地质补勘
(1) 基桩检验:经建设、设计、勘探、监理、施工等参建单位共同选桩, 质量监督部门监督。载荷检验和低应变检测结果见表2、表3, 结果表明, 静载检验的竖向承载力和总沉降量均满足要求, 沉降量控制为主, 未出现异常情况。低应变检测桩身砼质量满足要求, 桩长不全满足要求:综合办公楼轴 (1) /?基桩的13#桩桩长6m<27m, 附属用房轴 (5) /?的20#桩有效桩长9.1m<18m, 疑遇孤石;根据地质资料揭露桩端持力层未能达到全风化花岗岩, 基桩竖向承载力和沉降量不能全部满足要求, 属不合格桩。
(2) 地质补勘与问题提出:13#桩补勘4个点 (图3) , 钻孔在深度5.3m进入残积砂质黏性土, Z13-1和Z13-4在深7.2~7.6m和7.3~8.35m间揭露到微分风化花岗岩孤石, 孤石底部为残积砂质黏性土, Z13-2和Z13-3未揭露到孤石。20#桩补勘1个点 (图2) , 钻孔在深度9.1m进入残积砂质黏性土, 15.2m进入全风化花岗岩。结果表明, 13#桩孤石直径不小于3m, 下卧残积土层厚约17m, 桩作用偏于孤石一侧;20#桩进入回填土8.5m, 桩端进入残积砂质黏性土0.6m<4~5d (d为桩径) , 需进一步核算。
4 不合格桩承载力与沉降量验算
4.1 综合办公楼13#桩沉降量估算
13#桩按墩基和独立基础2种情况计算, 埋深8m, 持力层为残积砂质黏性土。由pkpm软件计算得独立基础截面为3.7m×3.7m×0.8m, 取3.3m×3.3m×0.8m进行沉降量计算, 结果见图1:不考虑邻桩影响沉降量为5.5~62.8mm。按独立基础计算得沉降量△hmax=62.8mm, 墩基计算时△hmax=38.4mm, 其邻桩最大沉降量为6.8mm、11.5mm, 则允许最大沉降量△hymax=19.4mm<△hmax, △hxmax=23.3mm<△hmax, 故13#桩沉降差不满足要求。由式 (1) 、 (2) 计算结果见表4:s=59.23mm, 与pkpm计算结果中不考虑邻桩影响接近, 沉降差不能满足要求。
4.2 附属用房20#桩承载力与沉降量验算
由式 (18) ~ (20) 计算得:Ra E=710k N, Qgn=170k N, 则Nkmax=626k N<Ra E, Nkmax+Qgn=796k N>Ra E, 偏差12%, 故不考虑基桩负摩阻力时, 单桩竖向承载力可满足。反之, 不满足要求。由pkpm软件计算基桩沉降量见图2:沉降量为1.54~16.9mm。其中20#桩允许最大沉降量△hymax=12.48mm<△h=16.9mm, 偏差3.5%。参照12#桩载荷检验沉降量9.87mm, 则20#桩允许最大沉降量△hymax=19.87mm>△h, 可满足要求。
5 不合格桩加固方案分析
5.1 综合办公楼13#桩加固方案分析
(1) 孤石加固法
由地质补勘资料估算孤石截面约为3.3m×3.3m×0.8m, 在外力作用下孤石不利位置在13#桩基底面中部。因孤石抗压强度计算参数未知, 暂按C25砼强度估算。由式 (5) ~ (8) 计算的结果见表5, 孤石承载力基本满足要求。采用注浆法或旋喷桩法加固孤石下卧压缩土层 (图3a) , 使孤石下卧压缩土层的复合地基承载力不低于残积砂质黏性土承载力, 提高压缩模量。由式 (3) 、 (4) 、 (14) ~ (17) 的计算结果见表6, 孤石下卧压缩土层的地基处理范围为6.6m×6.6m×6.6m, smax=18.17mm<△hymax=19.4mm, △Pk<0, 满足要求。因孤石阻碍, 成孔间距较小, 一层梁板已施工, 故施工及质量检验困难。
(2) 复合地基与基础加固法
地质补勘揭露桩基承台底回填土厚4.6m, 孤石顶残积砂质黏性土厚2m。轴 (1) /?承台下地基按复合地基处理, 使承台底沉降压缩土层厚≥6.6m的复合地基承载力不低于残积砂质黏性土承载力, 提高压缩模量。将原承台截面1.8m×1.8m×0.9m扩大到3.3m×3.3m×0.9m的锥形独立基础及其柱下复合地基采用旋喷桩或树根桩加固 (图4) , 有效桩长取6~6.6m, 地基处理范围7.2m×7.2m×6.6m。由式 (3) 、 (14) ~ (17) 的计算结果见表7, 基底面最大压力pkmax=228k Pa<fspk=252k Pa, 或pkmax=228k Pa<fspk=270k Pa, s≤△hymax, 满足要求。按等代墩基础7.2m×7.2m×6.6m进行复核, 由式 (15) ~ (17) 计算得:Qgn=938k N, Nkmax+Qgn=2679k N, △Pk=1267k N<A1B1qp/Fs=7949k N, s<△hymax, 满足要求。因地基持力层差异及地基压力扩散需要, 地基处理平面布置较大, 已施工的一层梁楼板需局部凿除, 故实施困难。
(3) 补桩加固法
锚杆静压桩法:双锚杆桩与13#桩原灌注桩刚度差异大, 锚杆桩抗弯矩、抗水平力较差或不足, 孤石阻碍, 布置群桩困难。改用2根大桩径预制桩, 沿东南-西北角布置 (图3b) , 具体需根据孤石位置调整, 且桩间距较大, 5m深回填土对预制桩抵抗弯矩不利。故采用桩径0.8m冲孔灌注桩, 桩长27m, 持力层为全风化花岗岩。由式 (18) ~ (20) 计算得:Ra E=2329k N, Qgn=538k N, 则Nkmax+Qgn=1981k N<Ra E;由pkpm计算得s=4mm, 满足要求。
5.2 附属用房20#桩加固方案分析
(1) 地梁加固法:场地较深厚回填土未处理, 欠固结, 地梁按条形基础处理效果不佳。采用截面0.8m×0.8m地梁将20#桩与Y向2根邻桩共同作用 (图5a) 。因桩身压屈长度受场地土约束较差, 及柱底弯矩作用, 按增设地梁层建模[9], 桩顶与承台连接假定固接。当梁与承台固接时, 按是否考虑20#桩作用分别由pkpm整体计算得梁桩配筋见图5b、5c。当梁与承台铰接时, 其计算结果见图5d、5e, 配筋量均大于预制桩实际配筋, 故不能满足要求。
(2) 锚杆补桩法与旋喷桩法
在轴 (5) /?X向补2根0.3m×0.3m锚杆桩 (图6a) , 持力层为全风化花岗岩。由式 (18) ~ (20) 计算得:Ra E=721k N, Qgn=128k N, 则Nkmax+Qgn=412k N<Ra E;由pkpm计算得s=3mm, 满足要求。若仅在轴 (5) /?承台下布置4根直径为0.6m旋喷桩 (图6b) , 桩长9.1m, fcu≥3MPa, 处理土层为素填土和淤泥土, 承台0.8m×0.8m×0.8m扩大到3.0m×3.0m×0.8m, 与20#桩一同视为等代墩基。由式 (6) 、 (10) ~ (13) 的计算结果见表8, 则Nkmax+Qgn=1562k N<P0=2174k N, △hymax=19.87mm﹥s, 满足要求。考虑到附属用房内布置设备及管线, 采用旋喷桩全场地处理, 消除负摩阻力影响, 此时20#桩承载力可满足要求。
6 结语
基桩遇孤石需及时查明孤石大小及其下卧土层情况, 及时处理, 处理方法应根据地质条件、施工条件和工程情况选用。等强补桩法, 易与原设计等效, 传力明确、适应性强;提高地基土层压缩模量是孤石加固法、复合地基与基础加固法的重要途径, 合理、有效地确定地基处理范围是复合地基加固的重要环节;当条件允许可采用结构加固法, 使加固后的地基与基础承载力、沉降量满足要求。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.GB 50007-2011建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2012.
[2]中国建筑科学研究院.JGJ79-2012建筑地基处理技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2012.
[3]郑俊杰.地基处理技术[M].武汉:华中科技大学出版社, 2009:87-273.
[4]中国建筑科学研究院.GB50010-2010混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2011.
[5]中国建筑科学研究院.GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2010.
[6]张季容, 朱向荣.简明建筑基础计算与设计手册[M].中国建筑工业出版社, 2002:181-200.
[7]杨文武.水泥搅拌桩与旋喷桩复合地基设计拓展[J].建筑结构, 2014.44 (8) :25-30+52.
[8]中国建筑科学研究院.GJ94-2008建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
基桩低应变检测报告 第2篇
1、报告无“检测报告专用章”或单位公章无效。
2、复制报告未重新加盖“检测报告专用章”或检测单位公章无效。
3、报告涂改无效。
4、对检测报告若有异议，应于收到报告之日起十五日内向检测单位提出，逾期不予受理。
NO：
二、检测依据
1、《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003）
2、《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）
3、《关于规范江西省建筑基桩检测方法和检测数量的意见》---赣力基础【2011】第006号 4、设计图纸及相关说明文件
三、检测原理与方法
1、检测原理
本次低应变法检测依据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106－2003）进行。其原理是利用波的一维杆传播，在桩顶施加一冲击应力波，利用仪器检测出应力波在桩身中传播的变化来判定桩身完整性。
该方法依据一维杆波动理论，其波动方程为
式中c是弹性波纵波传播速度，它是由材料常数ρ和E所决定的常值： c 2=E/ρ
当桩顶受到冲击力后，由此产生的应力波沿桩身向下传播，当波在传播过程中遇到桩身中存在的断裂、裂缝、扩颈、缩颈、夹泥等缺陷时，会产生反射与透射。从实测数据获得的波形图，根据波形、频率、波速的变化，综合判定基桩的桩身完整性。
完整性分类及判别标准：
Ⅰ类桩：桩身完整。时域信号特征：2L/C时刻前无缺陷反射波，有桩底反射波。幅频信号特征：桩底谐振排列基本等间距，其相邻频差△f≈c/2L。
Ⅱ 类桩：不会影响桩身结构承载力的正常发挥。时域信号特征：2L/c时刻前出现轻微缺陷反射波，有桩底反射波。幅频信号特征：桩底谐振排列基本等间距，其相邻频差△f≈c/2L，轻微缺陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频差△f’＞c/2L。
Ⅲ 类桩：桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响。有明显缺陷反射波，其它特征介于Ⅱ类和Ⅳ之间。
Ⅳ 类桩：桩身存在严重缺陷。时域信号特征：2L/c时刻前出现严重缺陷反波或周期性反射波，无桩底反射波；或因桩身浅部严重缺陷使波形呈现低频的振幅且衰减振动，无桩底反射波。幅频信号特征： 缺陷谐振峰排基本等于间距，相邻频差△f’＞c/2L，无桩底谐振峰：或因桩身浅部严重缺陷只出现单一谐振峰，无桩底谐振峰。
2、检测设备
检测设备采用武汉岩海公司生产的RS-1616K（S）型基桩完整性动测仪。
3、检测步骤
在桩身混凝土强度达到设计强度70%，且不小于15MPa时，清除桩顶积水、余土，凿至新鲜混凝土即可开始检测。检测时在桩顶按规范要求安装传感器，选择合适的位置进行锤击，采集波形数据，结合设计及施工资料对所测波形数据进行分析，从而判断被测桩的桩身完整性。
四、检测结果
我单位于2011年12月21日按规范要求对19根工程桩进行了低应变法检测。根据实测波形、地质资料及施工记录分析表明，所检测的19根工程桩中，Ⅰ类桩19根。
具体检测结果详见低应变数据汇总表及实测波形曲线。
修水县江城建筑科技发展有限公司二○一一年十二月三十一日
本次工程桩基检测试验得到业主、设计、监理单位的大力支持，以及施工单位的密切配合，在此一并表示衷心的感谢！
附：(1)检测每根砼基桩时，传感器布置图；
(2)打印出各传感器采集到的信号、波形图、用光标标出桩底反射波位置，缺陷位置等。(3)桩长由施工单位提供（监理单位、建设单位认可）。
附：(1)检测每根砼基桩时，传感器布置图；
多种基桩检测方法的实例分析 第3篇
关键词：低应变;高应变;单桩竖向抗压静载;对比
1 工程概况
某拟建工程位于海积平原区域，设计主塔范围为15层，其余为5层，工程桩总数216根。采用PHC 600 AB 130先张法预应力混凝土管桩（简称PHC桩）。因该区第四系覆盖层很厚，基岩埋藏很深，在勘察深度范围内未揭露基岩，且周边无相同或相近地质条件PHC桩载荷试验相关数据和资料，结构上所需荷载较大（预估单桩竖向抗压极限承载力为7800kN），桩端持力层只能选在可塑～硬塑⑩2-1粘土层上，为纯摩擦桩。设计方拟选三根桩分别进行低应变法、高应变法和单桩竖向抗压静载试验，以取得可靠的数据进行下一步设计。所选桩均分布在地下室大底板下，编号为S-1#、S-2#和S-3#，强度为C80，桩长均为46.00m。桩施工采用锤击贯入法沉桩，锤重8T，落距1.5m。
2 实施方案
本次试桩共3根，采用高、低应变法及单桩竖向抗压静载试验，经建设方、监理及设计方等多方建议，并考虑到场地的情况、检测方法间的影响，以及周边工程施工对道路的影响。确定检测顺序为低应变法→高应变法→单桩竖向抗压静载试验。考虑到高应变法检测重锤瞬时激发桩土阻力与桩端支承力，对桩土间的影响相对静载试验来说基本可以忽略，且静载试验在高应变法检测不少于28d后进行，以确保检测数据科学可靠。
3 低应变法检测
低应变法是普查基桩桩身质量的最佳方法之一，它无损、快捷、高效、经济、轻便等优良特性，优势的背后也有局限性。低应变法以一维波动理论为基础，应用应力波特征来检验桩身质量。通过在桩顶施加激振信号产生应力波，该应力波沿桩身传播过程中，遇到不连续界面和桩底面时，将产生反射波，检测分析反射波的传播时间、幅值和波形特征，就能判断桩的完整性。其低应变法结果及实测曲线图如下：
4 高應变法检测
高应变法检测使用重锤冲击桩顶，使桩—土产生足够的相对位移，以充分激发桩周土阻力和桩端支承力，通过安装在桩顶以下桩身两侧的力和加速度传感器接收桩的应力波信号，应用应力波理论分析处理力和速度时程曲线，并结合实测曲线拟合法，选择实测力、速度或上行波作为边界条件进行拟合，拟合完成时计算曲线应与实测曲线基本吻合，桩侧土摩阻力应与地质资料基本相符，贯入度的计算值应与实测值基本吻合，从而获得桩的竖向承载力和桩身结构完整性。现场检测采用15T整体重锤，大于预估极限荷载的1.5倍，自由落锤，各桩均进行多次锤击，落距控制在0.5～0.8m，其高应变法实测曲线如下：
Case法和擬合法分析结果如下：
试验参数
实测参数
曲线拟合法分析
桩身结构完整性描述
完整类别
桩号
桩径
测点
桩长
承载力
预估极限值
弹性波速
测点处
最大冲击力
测点处
最大速度
测点处
最大动位移
贯入度
主要土参数
动测
承载力
摩阻力
端承力
桩顶
最大位移
Qs
Qt
Js
Jt
#
mm
m
kN
（m/s）
kN
m/s
mm
mm
mm
mm
--
--
kN
kN
kN
mm
S-1
600
42.80
7800
4200
13457
6.54
27.43
2.6
1.93
4.18
0.82
0.56
8779
7612
1167
32.80
完整
I
S-2
600
44.80
7800
4200
14245
6.93
27.75
2.9
1.07
4.57
0.98
0.87
8969
7857
1112
39.20
完整
I
S-3
600
44.80
7800
4200
10711
5.68
26.91
3.1
桩身12.7m左右严重缺陷，不作拟合分析
Ⅳ
S-1#和S-2#桩拟合分析曲线及模拟静载Q-s曲线图如下：
S-3#桩在高应变法检测之前桩身12.1m左右轻微缺陷，而在高应变法检测首次锤击后，曲线反映12.7m左右严重缺陷，后再进行低应法检测，缺陷位置反映在12.2m左右。桩周上部土阻力较小，又因接桩位置的焊缝质量相对较差，重锤锤击后致使原缺陷程度加重。
5 单桩竖向抗压静载试验
单桩竖向抗压静载试验是目前公认的检测基桩竖向抗压承载力最直接、最实用、最可靠的试验方法，也是一项安全隐患最大、成本最高、耗时最长的方法。模拟桩基实际工作状态的最直接的方法，即平台上堆放试块作反力的装置。本次试验的桩加载至最大试验荷载7800kN时，维持荷载且达到相对稳定，Q-s曲线呈缓变形，s-lgt曲线大致呈平行规则排列，综合分析各桩的极限承载力均不小于7800kN。其动静结果汇总见下表：
桩号
（#）
桩径
（mm）
桩长
（m）
极限承载力（kN）
总沉降量（mm）
残余沉降量（kN）
承载力特征值对应的沉降量（mm）
动测极限承载力（kN）
动测桩顶位移（mm）
动静对比误差（%）
S-1
600
44.00
7800
30.31
16.04
10.32
8779
32.80
12.6
S-2
600
46.00
7800
35.39
17.76
7.95
8969
39.20
15.0
S-3
600
46.00
7800
30.62
12.11
11.73
--
--
--
S-3#桩高、低应变法检测到桩身存在严重缺陷。依上述单桩竖向抗压静载试验结果来看，承载力仍可达到预估的设计要求，缺陷对桩的承载力发挥未产生影响。
6 对比分析
低应变法相对高应变法的激振频率要高，对反映桩身缺陷的精度要高些。S-1#桩和S-2#桩，高低应变法检测完整性均为Ⅰ类。S-3#桩，低应变法检测12.1m左右轻微缺陷，高应变法首次锤击后反映在12.7m左右严重缺陷，其低应变法检测在12.2m左右严重缺陷，该桩最后一节接桩位置为12.0m，相对来说低应变法对缺陷位置反映精度要高些。
S-1#和S-2#桩动静对比误差均在20%内。静载试验极限荷载为预估最大的试验荷载，根据其沉降量分析，其Q-s曲线均为缓变形，结合规范取40mm为桩的极限承载力（暂不考虑桩的压缩量），桩的实际承载能力肯定高于静载试验的最大试验荷载，动静对比的误差相对会减小些。相对来说本次高应变动测法的测试结果还是比较可靠、比较准确的。
7 总结
基桩检测方法较多，各种方法都有各自的优点，也存在不同的局限性。低应变法快捷、经济，是普查基桩质量的优良手段。高应变法检测经验和理论都已趋于成熟，但因素诸多，致使仍不能独立作为单桩竖向抗压承载力的判断依据，若采用高应变法仅进行完整性检测应时降低锤重（大于0.3%抗压承载力特征值且大于20kN），以免重锤锤击后加重原有缺陷程度。静荷载试验有着耗时长、成本高和危险性高等缺点，但提供的承载力数据十分可靠。动静荷载测试的对比分析试验应推广，根据产生误差的原因，并采取有效的措施，使高应变动测法所得到的参数更加合理，使测量结果可以更加准确，最终使高应变法检测单桩竖向抗压承载力更加可靠。
参考文献：
[1]陈凡，徐天平等.桩基质量检测技术.中国建筑工业出版社.2003
[2]羅骐先.桩基工程检测手册.人民交通出版社.2004
建筑基桩检测技术要点及事故处理 第4篇
1.1 静载荷试验法
静载荷试验法是比较传统的检测方法之一。所谓静载试验法具体指的就是利用一组完全测试的单桩竖向抗压静载荷试验Q-s曲线的发展趋势, 对相应的极限荷载及沉降进行预测。近些年以来, 静载荷试验的吨位也有了提升, 我国很多企业单位已经可以满足三万及以上吨位的加载工作的要求, 同时一些研究分析人员也开始研究有关的负摩阻现象, 我国已经有了在大吨位桩柱底埋设传感器及千斤顶对其荷载进行实验的相关研究与实验。Q-s曲线的模拟和地层分析等在我国也同时有很多单位进行研究并逐渐在实际中加以应用。除此之外, 最近几年, 我国出现了自动化的记录和加载技术, 推动了静载试验法的进步与发展, 提高了实验结果的可靠性与真实性。
1.2 低应变动力检测方法
在桩顶利用稳态方法或者是低能量瞬态的方式激振, 对桩顶速度时程曲线进行实时测量, 亦或是对桩顶部的力时程曲线进行实时测量。低应变动力检测方法主要是利用波动理论的频域分析亦或是时域分析, 判定基桩的完整性。这种方法一般都在对混凝土桩完整性检测中进行应用, 以对桩身的位置和缺陷进行判断。低应变动力检测方法使用效率较高、操作方法十分简便, 对于工期的影响可忽略不计, 检测成本不高, 在基桩质量检测中应用范围十分广泛。但相对的这种方法也存在一定的问题, 即如果桩长度过长的话, 因为弹性波传播过程的能量消耗及激发能量的约束, 会影响判定的效果, 使其效果不具有真实性与客观性。
1.3 声波透射法
所谓声波透射法主要是利用发射探头间断的发出不连续的以一定重复频率的超声波, 在超声波穿透在混凝土的时候, 会携带有关于混凝土材料特征、结构特征的相关数据信息, 利用接收转换器识别声波中携带的声学参数及变化规律, 对桩基混凝土的质量进行分析探讨。一般来说, 在混凝土中, 声波的传播能量会有所降低, 且其随着混凝土质量的降低而降低。
超声波透射法的具体特征为:检测结构真实度较高;检测细致程度高;可以有效计算估测中混凝土的强度大小;受限较小;检测方法简便;抗干扰能力较强。超声波透射法可以将基桩的相关信息加以收集获取。如果想要检测某一区域的基桩质量, 只需要将声测管埋设在该区域, 例如柱底沉渣厚度、柱顶低强区也可进行检测。简单来说, 其没有检测盲区。但其存在的问题为:检测费用相对较高, 声测管的成本较高, 同时如果混凝土与声测管未合理埋设或者是声测管附近有泥团存在的话, 就极易导致误判、重判, 影响检测结果。
1.4 高应变法
使用重锤对桩顶进行冲击, 对桩顶或桩顶周围的力时程曲线、速度时程曲线进行实时测量, 同时利用波动分析理论, 判定桩身的完整性及单桩竖向抗压承载力。高应变检测技术可以判定、得知桩身完整性的相关信息, 同时还可以获取有关于桩身侧阻力、承载力以及桩身端阻力等信息。在应用该方法的时候, 可以同时进行打桩工作。但相对的, 因为要利用重锤对桩顶进行冲击, 所以对于重锤贯入度的相关要求相对高。
2 建筑基桩检测技术事故处理方法探析
2.1 处理缩颈
(1) 为缩减砼灌注的时间, 要在施工之前做好砼灌注的相关准备工作。同时要尽可能的减少砼灌注与成孔的时间, 当然, 其前提是确保其质量。若施工场地范围较大, 在成孔之前, 要提前准备好导管、钢筋笼、吊车。等到撤出钻机以后, 要在短时间之内吊放、焊接钢筋笼, 同时要合理安置导管。在钻孔尚未产生缩径问题之前或是缩径不严重之前迅速完成砼灌注工序。 (2) 结合实际情况, 合理的增加泥浆的使用量。增加你将使用量一方面可以提高泥浆对于钻孔孔壁的支持, 另一方面也可以降低孔壁收缩的力度与速度, 最终有效的改善或避免孔径缩径。在增加泥浆使用量时要注意, 要将其比重掌控在1.3~1.4范围内, 含沙率要保持在百分之六以内。通过增加泥浆的使用量可以有效的缓解缩径问题。在实际调研中发现, 通过增加泥浆使用量, 有效的缓解了缩径问题。 (3) 当钻孔到二十五米到三十米之间的时候, 要适当的减缓下钻的速度, 尽可能的降低该区域泥浆对于孔壁的影响, 避免该区域发生溃流、坍塌, 由此可以缓解缩径问题。 (4) 为了缓解缩径问题, 可以利用隔孔施工的方法, 并合理选择桩距。
2.2 处理孔斜问题
(1) 在钻机安装的过程中, 应该在坚固且平整的区域上安置机座, 将固定钻杆的卡控及护筒中心、重滑轮缘以及转盘及底座水平保持在一条直线上, 同时在进行钻进的过程中要时时检查其钻进情况, 如果存在偏差, 要及时校正。 (2) 在入孔之前, 要严格检查钻具。如果钻具是弯曲的话是禁止入孔的。如果插接式连接钻杆接头存在严重的磨损情况的话要立即进行修补。 (3) 如果钻机在工作中发现前方存在障碍物的时候要立即提出解决方案, 不可随意加压。 (4) 施工单位及相关管理人员要时常检查孔道情况。
2.3 处理塌孔
塌孔问题通常包括孔内发生坍塌以及孔口坍塌两种事故。要结合不同的事故类型应用不同的解决措施。如果是孔口发生坍塌的话, 要及时将护筒拆除。同时立即将护筒附近进行夯实。用冲击钻机成孔时, 将卵石、片石填入其中, 加以夯实, 以提高护臂抗压力。如果是孔内发生坍塌的话, 要将坍塌的具体位置加以明确, 之后在对坍塌原因进行分析, 如果孔内坍塌情况不甚严重的话, 可以利用粘土混合物、砂进行回填, 直至坍孔处。如果孔内坍塌情况较为严重的话, 要全部回填粘土混合物、砂, 等到夯实之后在进行钻进工作。
2.4 处理卡管事故
若在灌注时出现了卡管问题, 且灌注时间过长的话, 孔内首批混凝土已经过了初凝时间, 最佳的处理方式就是要及时拔出导管, 将孔内混凝土表层的渣土、泥浆等物质利用吸泥机吸出来, 之后在继续灌注, 最终利用加桩方式、补强方式处理该桩。
3 结束语
本篇文章主要分析建筑基桩检测技术的相关要点及事故处理的措施, 希冀为建筑基桩检测工作提供一定的参考意义。
参考文献
[1]贾永涛.声波透射法在混凝土灌注桩完整性检测中的改进研究[D].天津:河北工业大学, 2015.
[2]段文旭.低应变法和声波透射法在桩基检测中的综合应用研究[D].成都:成都理工大学, 2014.
基桩超声波透射法检测方法论文 第5篇
混凝土灌注桩是桩基础中的主要形式，由于其成桩质量受地质条件、成桩工艺、机械设备、施工人员、管理水平等诸多因素的影响，较易产生夹泥、断裂、缩颈、混凝土离析、桩底沉渣较厚及桩顶混凝土密实度较差等质量缺陷，危及主体结构的正常使用与安全，甚至引发工程质量事故，加上是隐蔽工程，因此加强对桩基础质量的现场检测十分必要。
基桩完整性的检测方法主要有：钻芯法、高应变动测法、低应变动测法、声波透射法，与其他方法相比，声波透射法有其特点：
一、检测原理
超声波透射法是由超声脉冲发射源在砼内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在砼内传播过程中表现的波动特征;当砼内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射能量明显降低;当砼内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时，将产生波的散射和绕射;根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性，可以获得测区范围内砼的密实度参数。测试记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内砼的参考强度和内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。
在基桩施工前，根据桩直径的大小预埋一定数量的声测管，作为换能器的通道。测试时每两根声测管为一组，通过水的耦合，超声脉冲信号从一根声测管中的换能器发射出去，在另一根声测管中的声测管接收信号，超声仪测定有关参数并采集记录储存。换能器由桩底同时往上依次检测，遍及各个截面。
二、声波透射法的检测及缺陷判定
1、应正确理解并处理相关规范中关于桩身完整性的判定
基桩检测的相关规范中，根据桩身是否存在缺陷及存在缺陷的严重程度，将桩的完整性分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共四个类别;并依据各检测剖面的声学参数异常点的分布情况及异常点的偏离程度，决定被测桩的完整性类别;对实际的检测数据，采用概率法确定声速临界值来评判声速是否异常，采用平均幅度减去6dB作为幅度临界值来评判幅度是否异常。
但由于混凝土是集结型的复合材料，多相复合体系，分布复杂界面(骨料、气泡、各种缺陷)，因此其检测的声参量数据波动较大;加上灌注桩的混凝土需要自密实、地质条件以及成桩工艺复杂等情况，其声参量的波动性就更大了，因此在实际测试的过程中完全不出现异常测点的可能性较小，因此不能机械地理解并执行规范中桩身完整性的判定标准，否则工程上很难有Ⅰ类桩，也不符合桩的完整性分类的定义。因此上述理论异常点只是可能的缺陷点，应根据以下五个方面进行综合判定：
① 异常点的实测声速与正常混凝土声速的`偏离程度;
② 异常点的实测幅度与同一剖面内正常混凝土幅度的偏离程度;
③ 异常点的波形与正常混凝土的波形相比的畸变程度;
④ 异常点的分布范围及其他剖面异常点的分布情况;
⑤ 桩的类型(摩擦型或端承型)、地质情况及成桩工艺，桩的类型及地质情况决定了桩身混凝土的压应力及弯矩大小随深度的变化规律，因此相同大小及程度的缺陷在桩身不同深度对该桩是否达到设计要求的影响程度差别较大，应适当加以区分。
2、声学参量与缺陷性质的关系
混凝土内部存在缺陷必然会引起声参量的变化或波形畸变，但目前并未建立声参量的变化或波形畸变与缺陷性质之间的良好对应关系， 对于缺陷的性质除根据声参量的变化情况外，还必须结合地勘报告、施工工艺、甚至施工记录(参考)综合分析，进行判断。
三、检测现场常见问题或故障的判断及处理
1、检测过程中接收信号突然消失
有两种原因可产生该类现象，一是声测管内无水;二是设备系统故障。首先应检查是声测管内否有水，可在采样状态下，迅速往声测管注水(以防声测管破裂造成的水大量外流)，至现象消除，否则，将换能器提出声测管，平行靠近(5cm左右)放在空气中，采样、观察是否有接收波形，无接收波形，则设备系统故障。
2、判断设备系统的故障部位
将故障的设备换上平面换能器，将平面换能器的辐射面平行相对，相距5cm左右，进行采样，如波形正常，证明超声仪正常，仅仅是径向换能器故障。若判断换能器故障时，接上径向换能器，进行采样，如发射换能器发出响声、无接收波形，则接收换能器故障;如发射换能器无响声，仅将发射换能器更换成平面换能器，将平面换能器的辐射面对准径向换能器的辐射体(中间部位)，进行采样，如有波形，则接收换能器完好、发射换能器故障，否则，收、发径向换能器均有故障。
3、发射正常、接收时好时坏
换能器刚下水测试时波形正常，一会儿波形逐渐异常，甚至无接收波形，提出声测管后波形正常，或提出声测管、待换能器干燥后波形正常。该现象是由于换能器信号线破损(漏水)、水密性丧失、遇水压大时渗透到换能器主体造成，换能器故障，修复较为困难。
4、桩头最后一测点声速、幅度急剧下降
一些桩在桩头部位的最后一个或几个测点的声参量急剧下降，而桩头部位混凝土表现良好。该现象可能是剔除桩头(使用机械设备)时，引起声测管与混凝土脱离(产生间隙)或者混凝土局部破损(产生裂隙)而造成，可在声测管外壁或桩头混凝土浇清水，该现象好转。
5、波形反向及处理
在测试的过程出现波形首波反向的情况，从中可以看出，若以上跳波作为首波，则声速正常、但幅度偏小;若以下跳波作为首波，则幅度正常、声速偏小，因此应尽量避免上述情况的发生。上述情况多出现在换能器运动过程中进行采样并存储的测试中(自动测桩)，造成上述现象的理论机理不十分清楚，可能是换能器运动过程中，辐射体的部分与声测管接触，造成与正常状态的声波传播过程中的介质界面的状况发生变化所致，因此通过使用扶正器可以大大减小该现象产生的几率，因此，建议在换能器运动的过程中进行采样、存储的测试状态下，必须保证换能器的扶正器可以正常工作。
四、结束语
声波透射法在基桩检测中的应用 第6篇
【关键词】声波透射法；桩基检测；技术；应用；影响
一、声波透射法在基桩检测中的应用原理
由超声脉冲发射源在混凝土内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在混凝土内传播过程中表现的波动特征。根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性，在测区范围内得出混凝土的密实度参数。当混凝土无缺陷时，混凝土是连续体，超声波在其中正常传播，接收系统接收到的声时、波幅和波形均匀、正常。当混凝土内存在缺陷时，其连续性就会中断，在缺陷面形成波阻抗界面，波到達该界面时，产生波的透射、反射以及缺陷对波的吸收衰减，接收到的透射能量就会明显降低；当混凝土内存在严重缺陷时，如蜂窝、孔洞、不粘稠等，将产生波的散射和绕射，接收到的声时、波幅将明显降低，波形严重畸变甚至丢波。声波透射法检测桩身质量，即通过测试记录不同测面、不同高度上的超声声学参量，经过处理分析就能判断桩身的完整性。
二、声波透射法在基桩检测方法
声波透射测试方法主要有三种：平测法、斜测法和扇面。
1、将发射和接收两换能器始终保持在同一标高上进行测试称之为评测法，这种方法可以了解缺陷在桩长方向上的范围大小和损坏程度，但缺陷在桩身水平方向上的大致位置是不能被确定出来的。
2、斜测法是指在发射和接收两个换能器之间采用固定的高差进行测试。一般而言，高差越大，缺陷在水平方向的范围越精确，但是，各种干扰信号就非常强，测试信号比较弱，非常容易出现误判的情况。因此，在测试时，为保证较好的信号，发射、接收换能器中心连线与水平面的夹角一般取30～40°，不能太大。斜测法常作为平测法的补充测试方法，一个测线通常需要测两次，即第一次发射换能器比接收换能器标高，第二次使发射换能器比接收换能器标高低，但高差绝对值保持一致。通过这种方法，可以大致确定缺陷在水平方向上的范围。
3、扇形测法即固定某一固定换能器，将另一换能器等间距移动，两换能器高程差不停变换，形成一扇面。相比斜测法来说，该方法操作复杂且数据处理比较麻烦，一般只在桩存在严重缺陷的时候采用该方法。
三、声波透射法在基桩检测应用中的影响因素
在基桩的声波透射法检测的过程中，为准确获取超声波在混凝土中传播的三个声学参量，并以之判定基桩的桩身质量，检测人员除了要掌握扎实的理论基础知识和熟练的检测操作技术外，还应该了解影响三个声学参量测量的有关因素，这样就可以在检测和数据分析处理中，把这些影响因素顺便排除掉。
1、声测管的影响，某高速公路声波透射法检测时发现，大量桩在桩顶以下6m范围内声时、波幅、波形严重异常，按正常的施工水平判断出现大范围缺陷的可能性不大。经多方查找原因，后来发现声测管内有较厚油污，经了解该批声测管进货时厂家在管内涂防锈油过多，灌水后油在声测管上部积聚，严重干扰声波检测。后要求施工单位采用钢筋前端绑扎布对声测管进行清管处理，并重新置换干净清水后复测，结果声时、波幅、波形均正常。另外有时基桩成桩后由于各种原因没能及时进行检测，导致声测管锈蚀严重，铁锈对声波透射法的声时、波幅、波形均有严重干扰，甚至无法接收到波形。此时亦应先对声测管进行清管处理后方可进行正常检测。
2、声测管管接头的影响，中长桩通常要几节管子才能连接起来，通长到桩底，两管之间接头有采用短管节套焊接而成的，也有采用螺纹连接的。不论采用何种连接方法，进行超声检测时，若换能器正好处在两管接头之处时，有可能会造成声时增大，即声速降低，首波波幅明显下降的现象。因此在分析检测数据时，若深度一波速、深度一波幅曲线上出现有规律等间距的突变时，应考虑是否是管接头的影响，可根据声测管安装的施工记录辅助判断。
3、声测管弯曲的影响，声测管弯曲导致测距增大或减小，使正常混凝土的声时有可能超判据，此时应结合波幅与波形进行综合分析，一般情况下声波穿过的仍是均匀的混凝土，声测管弯曲对对波幅影响不大，波形仍保持正常，此时不应判为缺陷。但当声测管严重弯曲时，测距越来越小，缺陷处的声时有可能比测距较大处的声时小得多，在此处测线有可能不会超标，但仍需判为缺陷。因此在检测过程中不能根据某单一指标来作出判断，而应综合各个指标来分析是否有缺陷以及缺陷的范围和程度。
4、泥桨比重过大的影响，当泥浆比重过大时，在声测管周围局部会附着一薄层泥皮，两声测管之间发射换能器发射的声波将穿过泥皮，声波通过低声速介质，当泥皮较薄时，对声速影响不显著；当泥皮较厚时，将使声速严重降低、首波波幅大幅下降、波形畸变严重，声波现象就不能完全的展现出来。一般情况下，当某根声测管外包有泥皮时，与该声测管有关的剖面相应部位处声学参数均有异常，通过斜测法就可以判断泥皮的影响范围。
5、藕合剂的影响，在桩基超声波透射法检测过程中，经常会在声测管中注入清水作藕合剂，而这种方法在运用到实际施工时，一些施工单位或贪图方便、或对检测方法不甚了解，在声测管中随意注入泥水或污水，放置一段时间后，泥水发生沉淀，可能出现探头通不到管底，或者影响桩底声波信号，出现假缺陷，导致误判。实践表明，泥水中含砂率越高，对桩底声测信号的影响越大；纯泥浆对声测信号基本无影响；污水则会影响超声波的传播及接收。在某桥桩直接注入受污染的水作声测管藕合剂，检测结果发现成批桩桩顶以下约2 m范围内无声波信号，疑似桩顶严重缺陷，但现场已凿除的桩头混凝土完整密实，故怀疑声测管中的水有问题，当用清水置换管中污水之后复测，结果显示该批桩桩顶质量均无异常，属于合格桩。
6、桩身混凝土局部细小气泡的影响，当桩身混凝土局部气泡含量较大时，虽然气泡尺寸较小，对声波的传播路径影响不大，但由于空气的存在，对声波造成强烈的吸收衰减，导致声时基本正常，声幅超判据的情况。
7、桩底沉渣的影响，当超声检测到桩底时，如果桩低沉渣太厚，就会出现桩底声速和首波幅度急剧下降的情况，此时声速在2.0 km/s以下。
8、检测探头的影响，用不同的换能器进行测量，得到的首波波幅值差距也比较大。因此，不能生硬的比较不同探头检测的首波波幅，应作合理的分析。
9、混凝土龄期的影响，混凝土声速随龄期的增加而上升。但在硬化初期，声速很低，与泥砂夹层难以区别，而且在硬化初期，混凝土对声能的吸收衰减较大，信号强度较低，所以应待混凝土龄期达到规范要求后，再进行声波透射法检测。
四、结语
声波透射法是一种检测基桩混凝土质量行之有效的方法，其检测方法简便、成果反映直观、检测精度高。在检测时，对有缺陷的桩应持慎重的态度，要综合考虑各方面的影响因素，不要漏判缺陷，也不要夸大缺陷的严重程度，要分析各声学参量发生变化的原因，科学准确地评价基桩混凝土质量。
参考文献：
[1]王闯，苑志强，张建元. 声波透射法在大直径基桩检测中的应用[J]. 探矿工程（岩土钻掘工程），2005，08：27-28+31.
[2]何新华，王艳森. 声波透射法与反射波法在基桩质量检测中的对比分析[J]. 甘肃科技纵横，2004，06：129-130.
基桩处理 第7篇
1 基本原理
超声波透射法检测基桩完整性的基本原理是:采用声波透射法, 通过仪器发出一系列的电脉冲, 经发射换能器转换为超声脉冲, 该脉冲经过待测的桩体混凝土后被接收换能器接收并转换成电信号, 由超声检测仪对信号进行综合分析及处理, 当混凝土无缺陷时, 混凝土是连续体, 超声波在其中以直线传播。由于缺陷 (扩径、缩径、离析) 的存在, 超声波在缺陷区与混凝土间的分界面上, 会产生反射、折射与绕射, 接收到的能量显著衰减, 接收频率明显降低或接受波频谱产生差异及超声波在缺陷处的波形转换和叠加造成接收波形的畸变, 接收到的声波参数声时 (波速) 、振幅、主频率和波形发生显著变化。通过以上变化就可判定混凝土构件缺陷的尺寸及空间分布。即可对桩身混凝土的完整性、内部缺陷性质、缺陷位置及混凝土总体均匀性等做出判断。
2 超声波透射法检测过程中易遇到的问题及处理方法
超声波透射法检测基桩的完整性和灌注质量, 主要特点是检测混凝土灌注桩桩身缺陷、评价其完整性的一种有效方法, 当超声波经混凝土传播后, 它将携带有关混凝土材料性质、内部结构与组成的信息, 准确测定超声波经混凝土传播后各种声学参量的量值及变化, 就可以推到混凝土的性能、内部结构与组成情况从而推断桩身混凝土的连续性、完整性和均匀性状况, 评定桩身完整性等级。作为从事检测的技术人员必须熟悉经混凝土传播后超声波的各种声学参量 (主要指声速、波幅、频率及波形) 的量值及各种变化, 在检测过程中准确判断并合理处理这些问题。
2.1 检测过程中超声波信号突然消失
有两种原因可产生该类现象, 一是声测管内无水;二是设备系统故障。首先应检查声测管内是否有水, 可在采样状态下, 迅速往声测管注水 (以防声测管破裂造成的水大量外流) , 至现象消除, 否则, 将换能器提出声测管, 两声测管交叉放在空气中, 采样、观察是否有接收波形, 如果没有接收波形, 则设备系统故障。
2.2 判断设备系统的故障部位
将故障的设备换上平面换能器, 将平面换能器的辐射面平行相对, 相距5cm左右, 进行采样, 如波形正常, 证明超声仪正常, 仅仅是径向换能器故障。若判断换能器故障时, 接上径向换能器, 进行采样, 如发射换能器发出响声、无接收波形, 则接收换能器故障;如发射换能器无响声, 仅将发射换能器更换成平面换能器, 将平面换能器的辐射面对准径向换能器的辐射体 (中间部位) , 进行采样, 如有波形, 则接收换能器完好、发射换能器故障, 否则, 收、发径向换能器均有故障。
2.3 检测过程中波幅抖动严重, 波形时好时坏
换能器刚下水测试时波形正常, 一会儿波形逐渐异常 (主要表现为波幅抖动比较严重, 杂乱, 如图1所示) , 甚至无接收波形, 提出声测管后波形正常, 或提出声测管、待换能器干燥后波形正常。造成该现象主要有三个原因, 一是由于换能器信号线破损 (漏水) 造成波形无法正常接收;二是换能器水密性丧失、遇水压大时渗透到换能器主体, 造成换能器故障;三是换能器未处于同一平面, 造成波幅变化较大。
2.4 桩头最后一测点声速、幅度急剧下降
一些桩在桩头部位的最后一个或几个测点的声参量急剧下降, 而桩头部位混凝土表面良好。该现象可能是剔除桩头 (使用机械设备或者用炸药爆破) 时, 引起声测管与混凝土脱离 (产生间隙) 或者混凝土局部破损 (产生裂隙) 而造成, 可在声测管外壁或桩头混凝土浇清水, 重新测试。
2.5 检测过程中波形突然停滞
在测试的过程中波形突然停滞, 造成此类现象的主要原因是检测过程中换能器的提升速度过快。出现换能器提升速度过快后, 稍等几分钟主机就可以恢复正常。桩基检测过程中换能器的提升速度一般要匀速, 不能过快, 以防造成主机突然停滞。
2.6 检测过程中设计桩长与实测桩长不符
在测试的过程中出现设计桩长与实测桩长不符的现象, 造成此类现象的主要原因:一是换能器未放到桩底 (主要是声测管堵管) ;二是检测过程中超声波仪提升装置中的测距仪出现误差。针对以上两个原因主要做到:一是在桩基检测准备的时候将换能器放到桩底;二是对出现误差的提升装置进行重新校准。
2.7 深度-幅度曲线上出现有规律的波幅突变
在中长桩基施工过程中, 声测管通常用焊接方式或者是套筒连接起来, 通长到桩底。有时两声测管用10cm左右的套筒进行连接, 其内径一般大于声测管外径3～5mm, 有的直接焊接而成。超声检测时, 若换能器正好处在两管节头之处时, 有时接头会使声学参数测值明显降低, 特别是振幅测值。如图2所示。其原因是接头处存在空气夹层, 强烈反射声波能量。遇到这种情况, 判断的方法是:将换能器移开一定距离后, 测值立刻正常, 反差极大, 往往属于这种情况。如果深度-幅度曲线上出现有规律的波幅突变就要认真查看施工单位的施工图纸和现场施工记录, 根据图纸和现场施工记录准确判读出此类现象的原因。
2.8 声测管致使声速发生错误判读
在实际工程中, 声测管之间很难保持绝对的平行, 如果安装时操作不当或声测管连接、固定不好, 可能会造成声测管严重倾斜、弯折、翘曲, 使同一剖面内各测点的测距发生很大的差异, 导致推算的声速与测点的实际声速有很大差别, 甚至使检测试验失败 (检测数据无法分析) 。声测管的连接、固定、埋设质量是决定声波检测试验成败的一个关键环节。对声测管出现倾斜现象的桩基要进行管距的修正, 只有这样才能正确判读出基桩的各种声学参量, 以免造成基桩的漏判或者误判。
2.9 在处理数据过程中发现声速平均值较低
在确定基桩无任何缺陷的情况下, 基桩混凝土声速平均值较低, 造成这种现象的主要原因很可能就是混凝土的龄期不够致使混凝土的强度偏低。混凝土声速随龄期的增长而上升。但在硬化初期, 声速很低, 与泥砂夹层难以区别。而且在硬化初期, 混凝土对声能的吸收系数较大, 信号较低。《规范》中规定:“当采用低应变法或声波透射法检测桩基完整性时, 受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%且不小于15MPa”, 混凝土达到28d强度的70%一般需要10～15d的时间。
3 结论
基桩的工程质量直接关系到桥梁工程的安全运行。通过本篇文章, 可以快速、准确判断出基桩检测过程中易遇到的各种问题及解决方法, 为更好、更快做出准确的判断, 及桥梁工程的安全运行提供了重要的参考依据。
摘要：从超声波透射法检测的基本原理出发, 结合大量现场检测过程中容易出现的各种状况, 经过整理分析, 讨论了基桩工程质量超声波透射法检测过程中易遇到的问题及处理方法。
关键词：基桩检测,超声波透射法,遇到的问题,处理方法
参考文献
[1]JGJ106-2003, 建筑基桩检测技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2003.
[2]卞兆津, 唐海军.声波透射法在混凝土灌注桩完整性检测中的应用[J].物探与化探, 2006, 19 (2) :17-19.
[3]王闯, 苑志强, 张建元.声波透射法在大直径基桩检测中的应用[J].探矿工程-岩土钻掘工程, 2005, 17 (8) :25-27.
[4]陈凡.基桩质量检测技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.
[5]JTG/TF81-01-2004, 公路工程基桩动测技术规范[S].北京:人民出版社, 2004.
[6]CECS21:2000, 超声法检测混凝土缺陷技术规程[S].北京:人民出版社, 2000.
[7]韩建刚桩身缺陷的超声检测研究及处理[D].硕士毕业论文, 2001.
基桩处理 第8篇
基桩质量的检测主要分为承载力和完整性检测。采用静载试验方法对桩基进行承载力检测比较接近实际, 直观也易于被人们接受, 但试验时间长, 设备笨重, 试验费用高, 已不能满足对大量桩基进行检测的需要。而采用快速、简便、价廉的低应变检测方法可以满足施工现场大量检测桩身完整性的需求, 是现在应用最为广泛的一种基桩检测方法。本文根据作者在上海地区低应变检测的经验, 对低应变的技术与常见的一些问题进行分析。
2 低应变检测技术
低应变检测的基本原理是将桩视为一维弹性杆件, 当桩顶受到一瞬态激劢 (脉冲力) 时, 由桩头激发产生的弹性波沿桩身往下传播。当遇到桩身阻抗Z变化界面时, 要产生反射和透射。根据桩顶传感器接收到的反射波的相位、大小、形态等信息, 判断桩身的完整性情况。通常反射波与入射波同相位, 表示桩身界面阻抗由大变小, 如缩径、离析、断桩及桩底反射等;反之, 反射波与入射波反相位, 表示桩身界面阻抗由小变大, 如扩径、端承桩桩底反射情况。
3 低应变检测中遇到的各种基桩质量问题的处理方法
3.1 钻孔灌注桩
钻孔灌注桩可以穿越各种土质复杂或软硬变化较大的土层对地基进行加固处理, 其对承载力的适应范围广, 施工机具简单, 且施工过程具有噪声低、对相邻楼宇影响小、施工安全性好等诸多优点, 因而在上海地区广泛应用。但由于钻孔灌注桩的施工环节较多, 技术要求高, 工艺较复杂, 需要在一个较短的时间内快速完成水下灌注混凝土隐蔽工程的灌注, 无法直观的对质量进行控制, 人为因素的影响较大, 若稍有疏忽, 很容易出现一些质量病害, 甚至造成病桩、断桩等重大质量事故, 危及桩基工程的安全。因此, 钻孔灌注桩的抽检比例通常比预制桩高。
由于钻孔灌注桩是原位成孔、现场成桩, 其桩身截面尺寸、材料强度都不像预制桩那样均匀, 受现场施工工艺水准的影响较大, 并且检测时桩头也不像预制桩那样平整与密实, 会对检测波形产生一定的影响, 因此需要甄别干扰曲线与缺陷反射。
钻孔灌注桩的低应变曲线, 在浅部、中部、深部都有可能看到同相的反射, 距桩顶1~2m以内的缺陷, 还会使曲线产生低频震荡, 甚至出现大波浪的曲线。对于是否缺陷以及缺陷严重程度的判断, 切不可盲目, 因为影响低应变曲线的因素很多, 光凭曲线上面的同相反射还无法准确判定。低应变曲线有缺陷怀疑的桩, 应当运用其他手段进行验证。
浅部以及2、3m以内怀疑有缺陷的桩, 有条件的话可以开挖验证。这是最直观的验证方法。若发现缺陷位置, 可将桩截至缺陷位置以下, 将钢筋引到所需要的标高, 再用比原来桩身高一个标号的混凝土重新浇注成桩, 桩顶标高不低于设计标高。重新进行检测, 没有缺陷反射则该桩处理完成。若开挖并没有发现缺陷位置, 应检查检测时是否有其他干扰, 导致误判。排除误判的可能的话, 可以认为是桩身内部的缺陷, 无法从外表看出。处理方法同上。如果是深基坑或者其他因素导致无法开挖, 也可采用取芯法进行验证。
相对浅部缺陷, 中部和深部缺陷的验证就比较困难, 应当通过各种其他检测手段来判断是否存在不利缺陷以及缺陷的程度, 切勿草率下结论, 以免造成质量安全隐患和不必要的经济损失。一般缺陷位置在距桩顶4、5m以下就无法开挖进行验证, 应当参考该工程地质报告、打桩记录、静载及成孔资料并结合基坑开挖情况等等综合分析。低应变曲线反映的仅仅是波阻抗的变化, 能产生阻抗变化的因素有很多。低应变曲线反相反射反映的是波阻抗变大的情况, 通常是由于扩颈等引起的, 这些对于承载力一般没有不利影响, 我们应重点留意的是那些同相反射的低应变曲线, 一般是不利缺陷产生的, 如桩身空洞、蜂窝、夹泥、桩底沉渣、缩颈、断桩等等, 但也有可能不会对承载力产生不利影响, 如渐扩陡缩的桩等等。
如果某工地低应变曲线仅有个别桩在桩身某处存在同相反射, 则应重点考虑打桩时候是否出现质量事故, 查看该桩打桩记录。桩身空洞、蜂窝、夹泥等都有可能。如有条件可以对问题桩进行静载荷试验, 直观地检测该桩承载力是否达到要求。若承载力符合要求, 则该桩可认为是合格桩, 通常情况下判Ⅱ类桩;若承载力不符合要求, 则应及时通知工地现场, 通过设计单位给出处理意见, 通常处理方法就是在问题桩边上再补1~2根桩, 或者改变该桩所在承台原来的设计方案, 使原本应由该桩所承受的荷载转移由其他多根桩来共同承受。
如果某工地大批量的桩的低应变曲线在基本相同位置存在同相反射, 则应重点考虑土层情况、钢筋笼埋深以及开挖的情况。一般这样的情况有如下可能: (1) 缺陷位置土层软弱, 导致大批量的桩在该位置出现缩颈。可以通过观察成孔曲线和该工程的地质报告来判定。 (2) 开挖不当、开挖过快、围护桩过短或者设计未充分考虑土体回弹给桩身带来的上拔力导致钢筋过细过短, 会使桩身无法承受拉力而出现裂缝甚至被拉断。通常深基坑工程, 钢筋笼的笼底位置会出现这样的缺陷。 (3) 打桩单位偷工减料, 导致桩长不够或者钢筋笼少放一、两节等等。
遇到上述的问题, 作者建议挑选典型曲线的桩进行静载荷试验, 一般挑选3~5根, 以确定这批桩的承载力是否满足要求或者比设计承载力低多少。如果3~5根不能够确定则应增加静载桩数量。对于抗压桩也可进行高应变试验, 同时测量贯入度以确定是否有桩身拉断的情况。最后将检测结果提交至委托单位及设计单位, 共同确定处理方案。
综上所述, 钻孔灌注桩有许多优点, 但由于施工环节多, 工艺复杂, 成桩质量有可能受到多种因素的干扰和制约, 严重时还会导致桩身承载力的明显降低, 甚至造成病桩、断桩等重大质量事故。为了确保成桩质量和桩基工程的安全, 必须对钻孔灌注桩进行严格的质量控制和检测, 发现问题及时采取措施予以补救。对于缺陷的判定应多参考其他相关资料, 建议无法定性的缺陷应通过静载直接检测该桩承载力, 以确保工程的质量安全。
3.2 预制方桩与预应力管桩
上海地区使用的预制桩主要是预制方桩与高强度预应力管桩 (PHC) 。它有几大优点: (1) 单位面积承载力较高, 桩打人后其周围的土层被挤密, 从而提高地基承载力; (2) 桩身质量易于保证和检查;适用于水下施工;桩身砼的密度大, 抗腐蚀性能强;施工工效高;其打人桩的施工工序较灌注桩简单, 工效也高; (3) 大面积打桩工程, 由于此桩工序简单, 工效高, 在桩数较多的前提下, 可抵消预制价格较高的缺点, 节省基建投资; (4) 工期比较紧的工程, 因已在工厂预制, 可缩短工期等等。基于上述优点, 预制桩被广泛应用于各类建筑物和构筑物的基础工程上。
预制桩桩身截面尺寸相同, 材质均匀, 桩顶平整, 对于低应变的检测比较有利。预制方桩的激振点位置宜选择在桩顶中心, 传感器安装点宜为距中心1/3边长处;PHC管桩的激振点位置与传感器安装位置的水平夹角为90°, 传感器安装位置宜在壁厚度的1/2处。
预制桩的缺陷形式一般有如下3种:
1) 浅部缺陷。一般指桩顶以下3-4m以内的缺陷。导致此类缺陷的最主要原因是开挖不当, 挖土机碰坏桩头所致;吊桩与沉桩方法不当也会产生这样的缺陷。其低应变曲线与灌注桩浅部缺陷的曲线类似。PHC管桩浅部缺陷若是桩头没有明显倾斜, 可以采用加深灌芯的方法来处理, 通常灌芯灌至缺陷位置以下2m左右, 之后再次进行低应变测试, 若没有明显缺陷反射, 则处理完毕。预制方桩与桩头破损严重或者桩头明显倾斜的PHC管桩, 其处理方法类似于钻孔灌注桩浅部缺陷的处理, 即开挖后截至缺陷位置以下, 引出钢筋, 用高于原来标号的混凝土浇注至设计标高, 再次检测, 若无缺陷反射, 则处理完毕。
2) 接桩部位缺陷。多节预制方桩与PHC管桩的接桩位置是比较容易出现缺陷的位置。接桩部位的焊接施工受人为因素影响较大, 质量控制难度高。接桩位置焊接不牢或垫块未塞紧, 会使上下节桩之间留有缝隙或者上节桩在开挖后被回弹的土体拔起, 造成该桩仅有上节桩的摩阻力, 严重影响该桩的承载力。低应变曲线上接桩部位同相反射明显的桩, 应选取有代表性的桩至少3根进行静载荷试验, 确定其承载力以及上下节桩脱开的情况。静载荷试验复位后该桩承载力达到设计要求, 则可以继续使用。若大批量的抗压桩存在接桩脱开的情况, 可重新使用打桩机复打, 也可采用高应变复位。对于抗压桩, 只要上下节桩重新接拢并且承载力达到设计要求, 就可以继续使用。
3) 桩身裂缝或断桩。可能由于打桩不当引起, 但一般打桩现场能够及时发现并调换完整桩, 所以先断桩后打入的情况很少。另一种是由于打入后土体的挤压导致桩身断裂。作者遇到过几次这样的情况, 有的是由于开挖不当导致土体向基坑内流动造成已打完的桩身断裂, 有的是压桩机走位不当, 使之前打完的桩桩身倾斜, 上部断裂, 等等。遇到这样的情况, 如果位置浅, 施工现场能够开挖到缺陷位置, 则仿照浅部缺陷的处理方式;若位置较深, 无法开挖, 则应及时通知工地现场, 通过设计单位解决, 一般采取补桩。
4 结语
桩基施工情况复杂, 且属于隐蔽工程, 在检测中会碰到各种各样的问题, 影响检测人员的判断。这就需要检测人员在平时的检测工作中多总结。勤积累, 掌握各类曲线的形成机制及其特征, 学会运用对比测试等方法, 注意收集准确的相关数据, 才能在检测过程中以不变应万变, 正确判断缺陷桩的情况。提高检测水平, 避免误判, 准确评价桩身质量, 保证施工顺利进行。
摘要：根据作者多年工作经验, 参考各类文献, 简述低应变检测技术, 并对上海地区基桩低应变检测中遇到的问题加以分析, 提出部分解决方法。
关键词：基桩,低应变,检测技术
参考文献
[1]齐耀文.低应变反射波法测桩技术[J].河北煤炭, 2002 (4) .57-59.
[2]周佳光.桩基缺陷检测中应该注意的几个问题[J].公路交通技术, 2005 (2) :78-81.
建筑地基基桩检测方法探讨 第9篇
桩基础工程由于受到施工人员、机械操作等条件影响,在实际的施工过程中都容易出现各种质量问题影响到整个桩基的完整性。这种情况特别是在地质条件复杂时,由于地下水变化大十分容易导致混凝土灌注桩产生缩径、扩径等现象。为了保证建筑地基的质量,使用桩基质量检测工作就十分必要。桩基检测方法经过多年的发展已经发展出各种手段,每一种检测方式都有其优势与局限性,本文进行具体探究。
1.建筑地基基础桩基常见缺陷
由于施工方式、工程地质条件等因素影响到桩基,导致桩基容易出现各种质量问题,这种因素的存在不同程度的影响到桩基的完整性和承载力。桩基常见的缺陷包含断桩、离析、夹泥和空洞、扩颈、缩径。上述问题的存在一方面是因为桩身材料存在问题导致,桩身混凝土离析、夹泥或空洞等均与桩身材料有关。另一方面是与桩截面有关,例如扩颈、缩径等。
2.建筑地基基础桩基检测方法
2.1钻孔取芯法
这种方法是对被测桩的抽芯样本进行评定,从而了解整个桩基的整体质量。将抽取出的芯样进行检测,从而能够直观的了解到桩基混凝土的内部情况。对存在缺陷进行分析,还能够了解混凝土的强度、桩长、桩底沉渣厚度等情况[1]。这种检测方法的弊端在于属于一种有损检测,只能了解所取样本周围的情况,无法实现大面积检测。
2.2声波透射法
通过利用声波实现对桩基的检测。这种检测方法的原理是如果混凝土整体质量良好,内部均匀,超声波的传播情况就类似于在均匀介质的传播。如果混凝土内部存在缺陷,超声波的波形就会收到严重影响,波形会出现较大改变,波速也会低于正常值。在实际的检测过程中,使用成对的发射探头和接收探头置于声测管中,超声波被发射探头发出经过混凝土剖面的传播到达接收探头,接收探头接收的信息就能够了解混凝土质量信息。这种方法能够实时掌握混凝土内部性质,但是需要借助声测管才能够完成测量。
2.3低应变反射波法
低应变反射波法是在基桩内部激发低能量的低幅振动,利用波动理论判断桩身缺陷。这种检测方法的理论基础是将受检桩假设为“一维弹性杆件”的理想条件。但是这种检测方法针对桩基与基岩衔接紧密或者桩基嵌岩段较长时效果不佳。这是因为桩身与桩周围岩的波阻抗差异太小导致无法分辨桩底反射波形[2]。这种方法能够了解桩长和缺陷异常的深度,还能够判断异常的种类。
2.4高应变动测法
这种检测方式是对桩基施加一个竖向冲击力,在这种冲击力的作用下桩基会贯入土中,通过对桩基质点的加速度和力时程曲线的测量,再结合波动理论就能够了解桩身的完整性与承载力。这种方法测量效果准确,但是由于成本高导致实际应用受限。
2.5静载试验
通过采用静载试验能够帮助了解被测桩基的承载力。这种试验的原理是通过将一定的荷载分段的加载于受测桩基顶部,直到桩基被破坏再逐渐释放荷载。荷载的大小能够直接反映出桩基的承载力。这种检测的方法由于会对桩基造成损害,属于有损检测,加上检测费用高想要实现大量推广有一定难度。另外就是在实际的检测过程中由于基准桩打入深度不足容易出现位移等[3]。
3.结合实例分析低应变法和声波透射法联合在桩基检测中的应用
本次研究之所以重点将低应变法和声波透射法结合应用,是因为两种方面都有其局限性,两种方式的结合能够在一定程度上克服原有单一方法带来的局限,又能够在结果上实现相互验证,提高了对桩基检测的质量。
3.1工程实例一
对某在建铁路桥梁的钻孔灌注桩进行检测分析。钻孔灌注桩由于孔底会存在泥土和地下水,这加大了混凝土质量控制的难度,加上钻孔灌注桩的施工工序复杂,不加以质量控制与检测十分容易出现质量问题。该施工现场的地层分为表层杂填土、粉质砂土、全风化泥质粉砂岩等。
在使用低应变反射波法的过程中使用某公司生产的PIT-W桩身完整性检测仪,声波透射法采用某公司生产的跨孔超声检测仪。对某号桥墩的钻孔灌注桩进行检测,该钻孔灌注桩的基本资料:桩长45m,桩径1500mm,混凝土强度等级C40。进行检测发现在激振后应力波在位于深度9m出出现了波形的反相,进而出现整体波速下降现象,可以考虑此处存在离析。但是考虑到可能是由于潜在含水层影响出现相对“离析”现象,为了进一步确定缺陷情况,再次利用声波透射法进行检测,通过检测波列图的结果,发现在5-11m的深度接收波的波形出现严重的缺失,多个采样点都无明显波形,说明这个深度的混凝土质量较差,可能存在离析或空洞。
为了确保检测结果的准确,再次采用了声速、声时判定方法对存在缺陷的桩基进行分析,同时结合施工现场的工程地质条件和低应变反射波法检测得到的波形数据,就能确定该基桩在深度为6-9m的深度存在混凝土离析情况。但是再次进行取芯验证之后,发现该处混凝土确实存在密实度不足的情况,经过封闭压浆处理之后桩身承载力达到要求,最后被判定为Ⅰ类桩。
3.2工程实例二
某建筑地基同样采用钻孔灌注桩的方式,设计桩长25m,桩径1250mm,混凝土强度C30,同样采用声波透射法联合低应变反射波发进行检测,检测到某根桩的AB剖面和AC剖面在4-7m处声波缺失比较严重,但是在BC面的波形显示质量良好。面对这种3个剖面只有2个剖面显示异常的情况,可以初步判定该桩的其中两个剖面存在缺陷。如果采用声测法,只有埋设数量越多的声测管才能够检测更多的剖面,才能够提高检测准确性。但是埋设过多的声测管会影响基桩的承载力,也会增加检测成本。因此采用低应变检测法进行分析,通过利用低应变检测法反馈回的结果显示在深度为4.5m处出现了类似桩底反射的反射波,另外在深度10m、24m同样出现了相同的情况,综合性分析该桩在4.5m处出现轻微断桩的现象。
为了保证测量的准确性,再次使用低应变法进行复测,使用高频和低频波形完整的反映出整个桩基[4],通过检测得到的波形发现桩基整体完整,波形光滑,不影响承载力,改为Ⅰ类桩。两次工程实例都是将低应变法和声波透射法相结合进行检测,在弥补了单一检测法不足的基础上验证了两种方式结合应用的实际效果,有效提高了检测的准确性。
4.结语
在实际的检测过程中,由于不同类型的桩基其影响因素不同,出现缺陷的特征也不同,需要结合地质情况、施工工艺等进行辅助分析,并在此基础上可以选择2种检测方式结合应用,例如本次研究中将低应变法和声波透射法结合应用,不仅有效克服了单一检测方法的局限性,还在一定程度上提高了检测的准确性。在实际检测过程中可根据实际工程情况选择最佳的检测方法。
摘要：桩基础作为建筑工程中的隐蔽工程,由于其质量直接关系到上部结构的稳定性,因此做好桩基的检测工作十分重要。在建筑地基基础桩基检测中,常见的方法包含钻孔取芯法、声波透射法、低应变反射波法、高应变动测法、静载试验,其中低应变反射法和声波透射法借助成本低廉等优势在实际中的应用最广。本文在对各种检测方法进行分析的基础上进行实例分析,将低应变反射法和声波透射法结合应用,旨在为实际检测工作中更好的指导桩基检测工作提供参考。
关键词：建筑地基,基础桩基检测,检测方法
参考文献
[1]张云汉.建筑地基基础桩基检测的探讨[J].建材与装饰(中旬刊),2008,23(07):293-294.
[2]刘峰,崔妍.桩基工程检测技术应用及研究综述[J].水运工程,2007,33(09):146-149+164.
[3]符剑锐,章弈峰.桩基工程质量检测方法探析[J].中国建设信息,2009,17(10):56-57.
基桩处理 第10篇
国家第十二个五年规划即将顺利完成, 经济高速发展, 全国在大力进行各种工程建设, 高铁遍布全国。这些工程大量采用桩基础, 基桩的工程检测要求也越来越高, 快速、准确的获得基桩完整性检测结果是广大工程技术人员所面临的挑战。
结构建模
《建筑基桩检测技术规范》 (JGJ106 - 2014) 与2003 版规范相比, 本次修订最大的亮点是确定了分孔和基桩完整性的一一对应关系。但是对于基桩检测的结构建模问题没有涉及, 本文独辟蹊径, 经过仔细比对基桩完整性的评价过程, 影响因子, 建立了基桩完整性评价的结构模型, 填补了研究空白。
(1) 建模步骤
经过查阅百度百科, 我们知道, 如果一件事物能随着另一件事物的改变而改变, 那么此事物就是另一件事物的模型。结构模型是模型的主要表现形式之一, 用于反映工程系统的结构要点和逻辑关系, 是研究复杂系统的重要手段。基桩完整性评估的结构建模是定量研究的逻辑起点, 建模步骤见图1。
(2) 因素长调查模型的确定
基于模型研究及层次分析, 我们创建了因素长调查模型, 如图2 所示。评估专家将因研究主题的不同, 划分所属研究类。
评估专家权重的确定
评估专家在科研课题研究、项目评审及职称评定中具有非常重要的作用。专家调查法是科研过程中使用频率很高的方法。调查结果的科学性、可靠性依赖于评估专家在调查过程中作用的有效发挥程度。调查结果既与内部条件 (专家特质) 密切相关, 同时也取决于外部条件 (评估指标、评估方法及评估专家权重的优选) 。研究表明, 一个专家在科研课题评估中的权重应是其所处学科的权重与其所处学科在评估所涉及学科的权重共同作用的结果, 前者称其为同一学科专家权重, 后者为学科特有权重。
数学模型:
式中:W (t) ——为第t个专家权重;Wh (t) ——为同一学科专家权重;Wh——为学科权重。
我们采用指标测评法来确定W (t) 。
以科研、项目、课题、专家权重、方法和模型等关键词。经仔细比较鉴别、筛选, 共选取与本研究紧密相关的165 篇文献作为分析对象, 提取出现频率最高的五个要素是学术水平、学科类、职称、关联度和可控度, 构成五指标体系。
(2) 创建评估标准及评分办法
(3) 问卷调查
我们分别从工程单位、本科、高职、设计院等单位选取10 名专家 (高级职称) , 他们既从事过工程现场工作, 同时也承担过科研工作。来自以上部门的专家比例为1:3:3:3。
运用指标分析法确定参与因素长调查专家的权重。参与此项调查的专家共有5 位, 均来自同一学科类, (3 位是同一三级学科类, 2 位是同一二级学科类) 。依据评估标准和标准分 (表1 ~表5) , 对5 位专家的5 项指标进行打分。具体见表8。
结语
基桩处理 第11篇
【关键词】基桩检测；抽芯法；工程措施
0 前言
随着对基桩进行系统的质量检测的需要，不仅要对其进行静载荷或动力检测，有时为了进一步查明桩身的完整性、混凝土强度、桩长和桩底持力层情况，还必须进行基桩的抽芯法检测。本文拟探讨该项检测技术施工中的若干问题。
1 钻机、钻具及钻头的选用
1.1 钻机的选用
目前各检测单位采用的主要钻芯设备为100型、150型和300型等钻机，其技术参数基本能满足《基桩钻芯法检测规程》的要求。在施工现场条件许可的情况下，宜优先选用300型（XY-2型）钻机，该型钻机因自重较大，高速旋转时钻机能保持稳定、且钻芯平稳，取出的混凝土芯样受外界（立轴）的挠动较小，能比较客观地反映桩身混凝土的实际质量。特别在桩长较长（一般超过25m）时，更必须选用该型钻机完成抽芯工作。但有些抽芯工作要求在空间狭小、基坑边坡边缘、各基桩标高变化大或各种现场作业条件受限的场地情况下完成，此时只能选用较300型钻机体型小、重量轻的150型或100型钻机进行抽芯作业，但它们只能适用于桩长在25m或15m以内的抽芯作业，且应采取一定的工程措施，认真进行钻进作业才能满足钻芯的需要，应采取的工程措施有：
1）钻机稳固就位；
2）使用的泥浆泵动力要另配，以保证钻机的功率有较大的扭矩；
3）钻机机座上要采用砂袋和条石等压重，以增加钻机立轴径向压力，减小径向跳动；
4）开孔时立轴应以慢转速，低压力钻芯到2.0m深以后逐步加快转速钻芯到8.0m， 8.0m之后以正常的快速钻进进行抽芯。
1.2 钻具及钻头的选用
在抽芯法施工过程中，不论何种桩型、桩长，均应采用单动双管钻具，不宜使用单管钻具。因为单管钻具对芯样有很大损伤，将降低芯样质量指标和芯样采取率。钻头的选用，须根据钻芯对象的桩身情况、桩长、骨料性质、粒径等因素确定，对于混凝土桩，一般选用金刚石钻头，采用金刚石钻进工艺，对于有离析、夹泥、桩底沉渣厚或持力层为松散粒状土时宜换用合金刚钻头。钻头直径，宜选用外径Φ130mm，采用单动双管钻具钻取的砼芯样直径为100 ～103mm，满足《规程》要求。
关于抽芯法检测中使用的钻杆，《规程》中没有提出具体要求。在一般情况下宜选用Φ50mm的平直钻杆，但在空孔深度大于2·0m或桩长大于25m的情况下，为了增大钻杆的刚度，减小立轴、钻杆的平面摆动，保证芯样质量，宜采用Φ108mm钻管做钻杆。
2 钻机就位及抽芯操作
2.1 钻机就位
在钻机就位、固定前，首先清理机座范围内的场地，达到平整、密实后均匀铺设枕木，然后将钻机吊上枕木，调整枕木使钻机机座水平、稳固，采用螺栓或铆钉将机座与枕木牢固连接；对于150型或100型（改进）的钻机宜采用砂袋、条石等压重物固定机座。在开钻前应检查钻机立轴，天轮中心与孔口应在同一中心线上，然后才能开钻。
2.2 钻芯位置
钻芯位置宜选在距桩中心1/3半径处，这样可以避开基桩施工时桩中心下导管的位置，确保芯样较真实地反映桩身混凝土的实际情况，而桩中心下导管的位置往往有局部离析、粗骨料含量偏大的缺陷。钻芯位置还应考虑桩径、桩长等因素，因为桩径愈小，钻芯容易碰上桩身纵钢筋，桩长愈长钻芯也容易由于钻芯时钻杆立轴的微斜使钻孔穿出桩身，造成钻芯失败。因此钻芯过程中应经常对钻机立轴进行垂直度校正，及时纠正立轴偏差，保证钻芯孔垂直度偏差≤0.5%。
2.3 取芯操作
根据《基桩钻芯法检测技术规程》要求，钻机立轴压力不低于20kN，转速应选用350～700转/分，目前钻芯工程采用的100型（改进）、150型和300型钻机均能满足以上要求。在正常情况下钻进时，钻机立轴压力和转速应适当，采用清水循环钻进，开孔直到钻进2m深时宜采用慢钻，然后逐渐加大压力，加快转速，直到钻进8m深后再改用快速钻进，且始终注意钻进压力和速度，在某一钻进深度范围内尽量保持均匀。随着钻芯深度的不断增加，钻具与孔壁的摩阻力随之增大，因此钻芯愈深，钻头处的立轴压力就愈小，扭矩和转速也将随着阻力的增大而减小。对于100型（改进）钻机，由于其立轴最大给进力（压力）仅为23kN，立轴转速为150～1010转/分（分5档），相对于300型钻机，其立轴最大给进力（压力）达45kN，立轴转速为65～1172转/分（分8档），偏小较多，因此100型钻机只能应用在场地狭小，桩长小于15m的基桩抽芯法检测中，对于场地条件允许，均宜优先选用300型钻机。
对于桩身缺陷、抽芯钻进接近桩底、钻头偏离或遇到钢筋、钻进持力层等特殊情况时应细心操作，并采取以下一些措施：
1）若突然钻杆跳动，或在相同动力和立轴压力情况下钻进速度突然加快，应立即降低立轴压力和转速，减小或停止泥浆泵给水量，量测机上余尺，同时注意取出芯样特别是碎块的芯样，详细描述钻芯过程和芯样情况。
2）取芯钻进接近桩底时，为了准确检测桩长、桩底沉渣或虚土厚度，应减压、慢速钻进。
3） 抽芯突遇夹泥、桩底沉渣或虚土时，钻具突降，此时应立即停钻、停泵，开慢车干钻几转后取出芯样，准确量测机上余尺，注意取出芯样特别是夹泥、沉渣或虚土样，详细描述记录。
4）当钻芯检测即将钻达桩底，且恰好钻头遇到桩身纵向钢筋等特殊情况时，应立即停钻、检测钻孔垂直度，在确认垂直度偏差在5‰以内时，可采用变径的钻芯方法，即减小钻芯使用的钻头和钻具直径。这种方法同样适用于钻芯到达桩底，进行粘土或残积土等泥性类持力层取芯时采用，其主要目的是为了减轻钻具自重，减小对泥类持力层的垂直压力，正确判断持力层标高，并顺利取出持力层土样。当然采用上述方法要注意做到芯样直径不小于骨料最大粒径的2倍。
5）在钻进中，若钻头遇到钢筋，应立即停钻，用测斜仪检测钻孔的方位角和倾角，以判定钻孔是否倾斜。若钻孔倾斜，应马上采用扶正器纠斜或利用偏心式钻具等方法纠斜，当钻孔倾角纠回到90度±0.5%时可继續正常钻进；若钻孔垂直，而是基桩本身倾斜或砼中掉入钢筋头等，可按前述方法改用小直径钻头、钻具继续钻进以图穿过钢筋，但要降低转速和立轴压力，缓慢平稳地钻进。
3 芯样的采取及原始记录
钻芯法检测每回次进尺不宜太长，一般控制在1.5～2.0m，回次终了必须用卡簧提取混凝土芯样，提钻卸取芯样时，应拧卸钻具和扩孔器，严禁敲打卸芯，取出的芯样要按照自上而下顺序编号排列，不得颠倒、丢失、更换，芯样上应写明孔号、回次数、起至深度、回收数、总块数、块号，并在芯样抗压试验的芯样取样前及时拍摄芯样全长照片。每次芯样的提取和卸取，都要在原始记录表中及时、准确、真实、齐全地填写，技术人员应在现场检查、校对、编录卸出的芯样，对混凝土芯样的长度、胶结性状，骨料大小及均匀性，芯样上的气孔、蜂窝、夹泥、断桩、离析等缺陷，沉渣或虚土厚度以及桩端持力层性状等作详细的描述，并正确地计算每回次芯样质量指标和芯样采取率。由于混凝土离析、夹泥等原因，脱落或残留于孔内的芯样长度，应准确推算其实际层位和长度，认真准确地描述。
4 结束语
基桩处理 第12篇
理论基础
我们查阅百度百科和相关词典, 获知:松散, 指散开、不紧密;长度是一维空间的度量, 通常在量度二维空间中量度直线边长时, 称呼长度数值较大的为长, 在三维空间中量度“垂直长度”的高都是。
由此我们可以定义, 松散段长度即为三维空间空间中沿着桩身方向的尺寸。但是桩是三维物体, 长度在此是一维, 这就导致概念粗糙和模糊, 有不一致现象, 如果将其扩展为“松散段延长度”, 包含桩径方向, 则概念和实际工程一致, 建议规范再次修订时可以考虑。
规范限制
《建筑桩基检测技术规范》 (JGJ 106—2014) 中完整性条目规定, 松散段长度单位为cm, 限定值为10, 限定类别为Ⅲ类桩和Ⅳ类桩。对于Ⅰ类和Ⅱ类没有做任何限定, 这就导致工程技术人员在应用检测规范评定完整性时对于长度较小的芯样, 由于尺寸效应, 会放大误差, 因此可以在10cm限定值左右限定“松散段延长度”的范围, 以便于工程应用。
评估方法
四级法
将松散段长度限定值单位降一级, 以mm计, 以四级法分为五段。10% (优良) , 50% (合格) 、75% (存在较明显缺陷) 和100% (存在严重缺陷) 分为四级五段。在界限点附近可以浮动5%考虑, 由于是5mm的尺度, 量测仪器及肉眼都可清晰分辨, 准确度可以保证。具体分界点见表1所示。
黄金分割法 (0.618)
黄金分割是一种数学上重要的比例关系。黄金分割具有严格的比例性、和谐性, 蕴藏着丰富的科学价值。它在建筑、工农业生产和科学实验中有着广泛而重要的应用。本文采用黄金分割法确定松散段的评级标准, 这在国内是首次应用, 有着重要的价值。
黄金分割A制 (618制) 是一次黄金分割法, 以110mm为总长, 0mm、61.8mm、100mm为评定分界点。按照完整性分级标准, 将基桩类型分为四类, 如表2所示。
黄金分割B制 (268制) 是三次黄金分割法, 即使用三次, 以110mm为总长, 0mm、23.7mm、85.4mm为评定分界点。按照完整性分级标准, 将基桩类型分为四类, 如表3所示。黄金分割B制在使用时, 隐含正态分布。
方法验证
为了对本文提出的三种方法进行验证, 我们以基桩、钻芯检测、芯样完整性和松散段等关键词在中国知网数据库和维普期刊全文数据库和进行文献检索, 共605条记录, 包括:中国学术期刊网络出版总库515篇;特色期刊5篇;中国博士学位论文全文数据库4篇;中国优秀硕士学位论文全文数据库42篇;中国重要会议论文全文数据库38篇;国际会议论文全文数据库1篇。经仔细比较鉴别、筛选, 共选取与本研究紧密相关的19篇文献作为分析对象, 从中我们选出实用性、密合规范、理论基础支撑和难易程度四个方面作为选择最优方法的评价依据, 采用层次分析法确定最优方法, 确定图见图1, 分析结果见表4。
从表4中我们可以得知, 268制是松散段长度与基桩完整性评估数据选择的最优方法。但是268制便利性稍差, 经过对比分析, 再结合工程技术人员使用计算、量测便利, 我们提出松散段分级实用建议值, 如表5所示, 此表结合了黄金分割法和正态分布理论, 理论基础厚重, 实用性强。
结语
国家新颁布的《建筑基桩检测技术规范》 (JGJ106-2014) 简单提供了松散段长度和基桩完整性的对应关系。但对于Ⅰ类和Ⅱ类没有做任何限定, 这就导致工程技术人员在应用检测规范评定完整性时对于长度较小的芯样, 由于尺寸效应, 会放大误差, 给工程应用带来了不确定性。本文经过仔细缜密的研究, 建立了三种定量评估模型, 确立了二者之间的对应关系, 经过优中选优, 最终选择了268制作为最优方法, 为规范的再次修订提供了重要参考。
