建筑工程基桩检测技术（共11篇）
建筑工程基桩检测技术 篇1
摘要：桩基工程在建筑工程中已被广泛应用, 而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。本文结合某建筑工程的基桩检测标准, 探讨基桩检测技术质量控制标准, 以及基桩检测技术方法。
关键词：建筑工程,基桩检测,检测技术,静载检测
0 引言
本工程为住宅项目2期, 共分为6种户型:A1、A2、B1、B2、B3、C2;其中A类为地上二层, B、C类为地上三层。本项目所采取的桩基础为预制桩基础和超流态混凝土灌注桩基础, 单栋桩数量A、B类小于50根, C类大于50根。地基基础设计等级为丙级, 桩基础安全等级为二级。
对设计等级高、地质条件复杂、施工质量变异性大的桩基, 或低应变完整性判定可能有技术困难时, 提倡采用静载试验、钻芯或开挖等直接法进行验证。根据《建筑基桩检测技术规范》 (JGJ106-2003) 3.1.1条强制性规定, 本工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性抽样检测。
1 桩的静载试验
单桩竖向抗压静载试验:采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法, 确定单桩竖向抗压承载力, 是目前公认的检测基桩竖向抗压承载力最直观、最可靠的试验方法;也是宏观评价桩的变形和破坏性状的依据。静载试验所得荷载-沉降 (Q-s) 曲线的型态随桩侧和桩端土层的分布与性质、成桩工艺、桩的形状和尺寸、应力历史等诸多因素而变化。虽然试验中也能得到与承载力相对应的沉降, 但必须指出, 静载试验中的沉降量s与建筑 (构) 物的后期沉降量s'是不一样的。
Q-s曲线是桩土体系的荷载传递、侧阻和端阻的发挥性状的综合反应。由于桩侧阻力一般先于桩端阻力发挥, 因此Q-s曲线的前段主要受侧阻力制约, 而后段则主要受端阻力制约。但是对于下列情况则例外:1) 超长桩 (L/D>100) , Q-s全程受侧阻性状制约;2) 短桩 (L/D<10) 和支承于较硬持力层上的短至中长 (L/D≤25) 扩底桩, Q-s前段同时受侧阻和端阻性状的制约;3) 支承于岩层上的短桩, Q-s全程受端阻及嵌岩阻力制约。
采用荷重传感器和压力传感器时, 一般要求传感器的测量误差不应大于1%。沉降测量宜采用位移传感器或大量程百分表, 对于机械式大量程 (50mm) 百分表, 全程示值误差和回程误差分别不超过40μm和8μm, 相当于满量程测量误差不大于0.1%。因此《规范》要求沉降测量误差不大于0.1%FS, 分辨力优于或等于0.01mm。常用的百分表量程有50mm、30mm、10mm, 量程越大、周期检定合格率越低, 但沉降测量使用的百分表量程过小, 可能造成频繁调表, 影响测量精度。
在基桩静载试验过程中, 为了有效地确保不会因桩头破坏而终止试验, 但桩头部位往往承受较高的垂直荷载和偏心荷载, 因此, 一般应对桩头进行处理。
2 低应变动力检测
2.1 检测原理
在桩身顶部进行垂向激振, 弹性波沿着桩体向下传播。桩身内存在明显波阻抗差异的界面或桩身截面积变化部位, 将产生反射波。经接收放大、滤波和资料处理, 即可识别来自桩身不同部位的反射信息, 据此计算桩身波速, 判断桩身完整性。本次检测设备为中科院武汉岩土力学研究所生产的RSM-PRT基桩仪及配套速度、加速度传感器, 检测设备经过国家相关计量单位认证, 并标定合格。在测试前应先将桩头浮浆清除整平, 然后用耦合剂将传感器与桩头紧密接触。正确全面检测基桩质量, 在桩顶中心 (2/3) R处位置上安置换能器, 并在桩中心位置进行垂向激振, 多方位、多频段激发。低应变动力检测见图1所示。根据桩反射波的到时、幅值和波形特征等来判据并对桩身的完整性进行综合分类。
2.2 现场检测准备
1) 动测宜在基槽开挖至设计底标高凿去桩头浮浆或松散、破损部分, 露出新鲜密实混凝土面, 并使桩头保持平整, 现浇桩离桩边10cm~20cm成等腰三角形磨三个直径为10cm的特平点;
2) 一般情况下, 检测桩检测时混凝土龄期需14天以上, 工期进度紧迫时, 可适当缩短龄期, 但混凝土应达到设计强度等级的70%, 且不小于15MPa;
3) 桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同;
4) 桩顶面应平整干净密实并与桩轴线基本垂直且无积水, 妨碍正常测试的桩顶外露主筋应割掉;
5) 清除桩头碎石、杂物、泥浆和积水, 使桩头保持清洁、干燥;在检测之前, 桩顶承台不得绑扎钢筋;
6) 本工程的抽检数量为工程桩总数100%的基桩进行检测。
2.3 检测技术
采取小应变进行基桩的检测, 其测试参数设置的合理是很关键, 笔者总结了一些关于基桩检测参数设定的要点如下:
1) 时域信号记录的时间段长度应在2L/c时刻后延续不少于5ms;幅频信号分析的频率范围上限不应小于2 000Hz;
2) 设定桩长应为桩顶至桩底的施工桩长, 设定桩身截面积应为施工截面积;
3) 桩身波速按本地同类型的测试值初步设定;
4) 采样时间间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辨率合理选择;时域信号采样点数不宜少于1024点。
对于测量传感安装和激振操作应采取以下要点:
1) 传感器安装应与桩顶面垂直;用耦合剂粘结时, 应具有足够的粘结强度;
2) 实心桩的激振点位置应选择在桩中心, 测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处。空心桩的激振点与测量传感器安装在同一水平面上且在壁厚1/2处, 并与桩中心连线成90°夹角;
3) 激振点与测量传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响;
4) 激振方向应沿桩轴线方向;
5) 瞬态激振应通过现场敲击试验, 选择合适重量的激振力锤和锤垫, 宜用宽脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号, 宜用窄脉冲获取桩身上不缺陷反射信号。
信号采集和筛选应采取以下要点:
1) 每个检测点的纪录有效信号数不宜少于3个;
2) 检查判断实测信号是否反映桩身完整性特征;
3) 不同检测点及多次实测时域信号一致性较差, 应分析原因, 增加检测点数量;
4) 信号不应失真和产生零漂, 信号幅值不应超过测量系统的量程。
3 结论
本文结合桩基检测实例, 探讨了本工程所采用的桩基检测技术的原理及其在建筑工程桩基检测中施工技术, 结合该基础检测, 提出桩基检测技术的方法以及桩基检测要点, 旨在能为类似工程的桩基检测提供参考借鉴。
参考文献
[1]刘鼎辉.桩基检测技术在建筑工程中的应用研究[J].黑龙江科技信息, 2011 (6) .
[2]徐泽勇.浅谈桩基检测技术在建筑工程中的使用[J].科技创新导报, 2010 (11) .
建筑工程基桩检测技术 篇2
基桩倾斜弹性波检测机理
阐述了基桩倾斜无损检测基本原理--惠更斯-菲涅尔原理.通过在桩侧面实施地震排列装置检测试验,证实了桩倾斜度越大,桩侧效应越强.在倾斜基桩中埋设三分量检波器检测结果说明,基桩倾斜时,桩侧界面响应主要以转换后沿界面方向的`纵波与垂直于桩侧面的横波为主.
作 者：邓业灿 林维芳 李毅臻 雷卓翰 黄汉平DENG Ye-can LIN wei-fang LI Yi-zhen LEI Zhuo-han HUANG Han-pin 作者单位：邓业灿,林维芳,李毅臻,黄汉平,DENG Ye-can,LIN wei-fang,LI Yi-zhen,HUANG Han-pin(广东省工程勘察院,广东,广州,510510)雷卓翰,LEI Zhuo-han(广东省地质科学研究所,广东,广州,510510)
刊 名：物探与化探 ISTIC PKU英文刊名：GEOPHYSICAL AND GEOCHEMICAL EXPLORATION 年，卷(期)： 31(2) 分类号：P631.4 关键词：基桩倾斜 检测机理 纵波 横波基桩高应变动力检测技术研究 篇3
【关键词】高应变动力测桩法；力和速度时程曲线；单桩极限承载力
0.概述
高应变动力试桩法，是一种利用高能量的动力荷载确定单桩承载力的方法。这种方法在国际上已经有了近30年的发展历程。随着我国基本建设事业的发展，桩基工程的日益增多，各种类型混凝土灌注桩的大量应用，又出现了许多新的质量问题，因此桩的检测工作量很大。
传统的检测方法是桩的静载荷试验，由于其费用高、时间长，通常检测数量只能达到总桩数的1%左右。因而，高应变动力检测以其技术相对先进、操作较为简便，近年来得到了广泛的推广和应用。
1.测试原理
高应变测试是用重锤冲击桩顶，使桩周土产生弹塑变形，通过采集桩顶附近截面的力和速度时程曲线，经应力波理论分析，计算出桩的承载力和桩身的完整性。
高应变动力试桩法的具体做法是：
（1）用高能量的冲击荷载实际考核桩土体系。一般说来，冲击下的桩身瞬时动应变峰值要不小于静载荷试验至极限承载力的静应变值。
（2）实测时，采集桩顶附近有代表性的桩身截面的轴向应变和桩身运动加速度的时程曲线，通过必要的布点和计算，获得该截面的轴向平均内力Fm（t）和轴向平均运动速度Vm（t）。
（3）在实测数据中包含了桩身阻抗和土阻力的分段分层信息。
（4）根据桩土体系的实际工作机理建立数学模型，运用一维波动方程分析实测数据，就能获得有关桩身完整性和桩土体系承载力的结果。
（5）在长期的和大量的静动对比基础上，可以根据上述的实测数据和分析结果有根据地推断单桩极限承载力。
2.工程实例
2.1工程概况
某高层住宅楼楼高29层，框架—剪力墙结构，地基处理采用钢筋混凝土灌注桩，桩径800mm，有效桩长30.05m，墙下布桩，共布工程桩75根。在工程桩施工前，先打了三组试桩，进行了单桩竖向抗压静载荷试验。工程桩施工结束后，又对5根工程桩进行了高应变承载力检测。
2.2场地工程地质条件
根据该场地《岩土工程勘察报告》，在有效桩长范围内，地基土大致分为8层，现分述如下：第①层：人工填土，主要由杂填土和素填土两个亚层组成。
①-1层杂填土层，其底面埋深为0.5m～2.3m，平均厚度1.3m，黄褐～褐灰色，稍湿，含砖屑、灰渣、石块、石灰等杂物，fk=70kPa。
①-2层，素填土层，由人工堆积和新近堆积混合形成，其底面埋深为2.3m～6.5m，厚度0.8m～5.3m，平均厚度3.2m，一般呈可塑状态，下部软塑， fk=110kPa。
第②层，粉质粘土层，其底面埋深为8.8m～12.5m，厚度为3.2m～7.9m，平均厚度5.8m。呈可塑状态，局部软塑，褐黄～黄褐～黑灰色， fk=130kPa。
第③层，中细砂层，其底面埋深为12.8m～16.1m，厚度1.5m～7.0m，平均厚度4.0m，饱和，褐黄～灰褐色，松散～稍密，局部中密， fk=150kPa。
第④层，粉质粘土、粉土层，其底面埋深为18.4m～20.8m，厚度3.6m～7.5m，平均厚度5.3m。褐黄～褐灰～灰褐色，粉质粘土，呈硬可塑状态；粉土，呈中密～密实。粉质粘土fk =230kPa，粉土fk=200kPa。
第⑤层，中细砂层，其底面埋深为23.8m～27.5m，厚度3.7 m～7.6m，平均厚度5.5m，褐黄～灰褐～黑灰色，中密，局部稍密fk=240kPa。
第⑥层，粗砾砂层，层底面埋深为31.4m～34.8m，厚度5.9m～9.0m，平均厚度7.5m，饱和，褐黄～褐灰～黑灰色，中密～密实， fk=300kPa。
第⑦层，粉质粘土层，其底面埋深为33.2m～36.5m，厚度为0.6m～2.8m，平均厚度为1.3m。黄褐～褐灰色，硬可塑状态， fk=250kPa。
第⑧层，卵砾石，其底面埋深为37.6m～41.8m，厚度为4.1m～7.0m，平均厚度为5.5m。饱和，褐灰色，中密～密实， fk=400kPa。
3.试验情况
在试桩施工完成28d后，先进行试桩的单桩竖向静载荷试验，从试验仪器进场到试验结束共历时15d，检测费用7.5万元；工程桩施工结束后，进行高应变承载力检测，从试验仪器进场到试验结束共历时2d，检测费用2万元。
4.试验结果
根据试桩曲线综合分析， SZ1、SZ2、SZ3单桩极限承载力为8000kN。三根试桩实测极限承载力平均值Qum=8000kN，根据JGJ 94-94建筑桩基技术规范附录C第C.0.11条确定，单桩竖向极限承载力标准值Quk=8000kN。
5.结语
高应变动力检测是桩基工程检测中一项实用的新技术，它能够有效地补充和部分取代传统的静载荷试验，使检测数量大大地提高，检测费用大幅度下降。与此同时，使桩基工程的质量得到了更好的保障。该项测试技术尚在发展、完善之中，其分析计算中的假定、数学模型等都还不能十分精确地反映桩土体系相互作用的复杂性，还不可避免地存在一定的经验成分。因此，要重视动静对比试验，积累桩基工程中的实践经验，求得较为适合当地工程的计算参数，进一步提高高应变动力检测的可靠性。 [科]
【参考文献】
[1]JGJ 94-94，建筑桩基技术规范[S].
[2]JGJ 106-97，基桩高应变动力检测规程[S].
[3]马裕国，解志浩.基桩高应变动力检测在工程桩检测中的应用[J].山西建筑，2003，（01）：53-54.
[4]梁化强，周玲玲.高应变动力测桩法在工程桩性状分析中的应用[J].山西建筑，2005，（09）：60-61.
建筑工程基桩检测技术 篇4
关键词：钻孔灌注桩,施工,检测
1 工程概况
2008年安徽中烟工业公司滁州卷烟厂投资建设两层生产辅助用房，一层用于薄片生产车间，二层用于生产材料的废品处理间。该建设项目属丙类厂房，长48.0米，宽36.5米，平面布局┓形，占地1416m2，建筑面积2903m2，钢筋混凝土框架结构，钻孔灌注桩基础，建筑高度11.16米，建筑物抗震设防烈度6度，建筑物设计使用年限50年。其中桩基114根，设计承载力1600KN。
2 工程设计
依据国家相关建筑规范、规程、技术和本工程地质勘查报告进行工程设计。
2.1 本工程结构设计的性质和等级
2.2 本工程抗震设防及风荷载、雪荷载参数
2.3 主要设计活荷载标准值（KN/m2)
2.4 场地地质情况
1)本工程概况及不良地质一览表：(单位KPa)
2)常年稳定水位为自然地面以下深度0.40～0.90m，主要由大气降水及地表水渗透补给。潜水水位随季节变化较大。根据邻近水文地质资料分析，本场地地下水对砼无侵蚀性，对钢筋有弱侵蚀性。
3)建场地中覆盖层厚度17.4～18.5米。
4)基础类型：基础持力层为第 (10) 层中风化泥岩。
2.5 桩基设计主要说明
1)根据本场地岩土工程勘察报告，本工程采用桩身直径500m m钻孔灌注桩，持力层为第10层中风化泥岩，桩端进入该层深度不小于500m m，桩端极限承载力标准值为1600KPN。桩长不小于17.6米，桩身混凝土强度等级为C30。钢筋采用Ⅰ、Ⅱ级钢筋。
2)桩基础施工时须严格遵照国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB5202-2002)、《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)和《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)的要求，进行桩基工程质量检测。
3)施工前施工单位必须提出具体的安全施工技术措施，包括挖成桩专项施工方案及紧急情况应急处理措施交有关方审核。
4)深基坑支护及地下水处理应由专业单位设计和施工，对周围建筑物、道路、管线等应定期进行变形观测，并做好记录。发现异常情况，必须立即停止作业，并采取相应的补救措施。
5)钢筋笼纵筋、箍筋接头为焊接或搭接，桩体主筋混凝土保护层不小于50mm。
6)在浇注混凝土前，必须对孔径，垂直度及桩底进行严格检验，不合格者及时处理，并严格清孔，排除孔中的剩渣，成孔检查合格后立即采用高标号混凝土封底、安放钢筋笼浇灌混凝土，混凝土分层振捣密实，连续浇灌。
7)施工中应结合具体地质情况采用足够的安全保护措施，防止出现涌砂、塌孔等现象，发现异常情况，随时会同各有关方面协商处理，并做好排水、通风等工作，以确保施工安全。
8)施工前应在持力层深浅处分别试桩。
3 工程基桩检测
3.1 基桩施工质量控制要点
1)依据设计图纸和施工现场做出桩基专项施工方案，并严格执行方案内容;
2)健全项目管理班组，严格控制预制搅拌混凝土、钢筋等原材料的质量，审核机械设备及仪器的的完好性;
3)按照设计图纸和桩基技术规范加强对桩基施工单位的施工管理，确保各个工序工作的连续性、半成品加工的合格质量以及施工的安全文明。
4)强调监理单位对基桩施工的各个工序质量验收以及整改工作的验收。
5)加强基桩施工中工作程序管理。
3.2 基桩检测方案的确定
1)本工程施工114根钻孔灌注桩，依据设计图纸，在施工前至少需要做3根试桩进行检测，以复核施工的基桩是否能满足设计承载力;在满足的情况下，按照JGJ 106—2003《建筑基桩检测技术规范》3.3.3、3.3.4条规定，对工程桩的桩身完整性检测抽检数量为不少于20根，单桩竖向抗压承载力静载验收监测抽检数量不少于3根。但是该工程需尽快投产使用，产生经济效益。在施工图纸会审时提出要求桩基施工单位基桩施工时，所有基桩桩端进入持力层深度不小于1米，确保基桩施工达到图纸设计承载力要求，故没有做试桩。
2)由于该工程基础设计等级为乙级，地质条件较简单，同时该桩基施工单位曾在2002年、2004年滁州卷烟厂十五技改工程中施工约1000根钻孔灌注桩，施工质量均合格，故施工质量的可靠性高，由此施工在本地区也不属于新工艺。考虑到工程质量安全的重要性，结合施工过程控制中的情况，加大了对该工程桩基检测的力度，确定了基桩检测方案。
3)依据施工设备及桩基施工分部区域，桩基施工过程出现的情况(如桩径变化、钢筋上浮大、混凝土浇筑时间较长、混凝土超量等)以及基桩施工记录资料，采用高应变法进行单桩竖向抗压承载力验收检测，抽检数量为19根(详见下表);采用低高应法检测的抽检数量为114根基桩。
4)本工程抽检采用高应变法检测数量占总桩数16.7%;采用低高应法检测数量占总桩数100%;两者抽检数量均大于规范要求。
3.3 基桩检测结论
经对抽检基桩检测，本工程基桩检测结论如下：按照凯斯法测定单桩承载力和实测曲线拟合法确定桩的承载力的方法，对十九根基桩进行高应变检测，以判定该场地单桩竖向承载力能满足设计要求(详细下表);采用反射波法，对场地114根工程桩进行低应变检测，判定桩身桩身完整性属Ⅰ类桩或Ⅱ类桩。 (表附后)
4 结论
1)加强桩基施工单位质量控制，强调监理单位对桩基施工单位的施工质量的作用，避免人为造成施工质量问题。
2)采用预制搅拌混凝土有利于混凝土标号的控制，由此较好的控制桩基施工质量。
3)在施工时间允许的情况下，桩基工程尽量做试桩，以确保设计的可行性，降低工程投资风险。
4)桩基类型和基桩检测方法的合理选择是项目设计可行性研究阶段一项重要工作，是影响工程投资经济效益的一个重要因数。
参考文献
[1]滁州市建筑勘察设计院.滁州卷烟厂生产辅助用房岩土工程勘察报告.工程编号200815.
[2]深圳市国际印象建筑设计有限公司.滁州卷烟厂生产辅助用房设计文件.
[3]安徽省建筑工程质量监督检测站编制.滁州卷烟厂生产辅助用房基桩检测报告2008J812.
建筑工程基桩检测技术 篇5
基础工程是建筑工程的重要组成部分，地基基础工程的质量直接关系到整个建筑物的结构安全。桩基础是主要的基础形式之一，由于桩的施工具有高度的隐蔽性，因此桩基工程的设计、施工、质量检测等方面往往比上部建筑结构更为复杂，更容易存在质量隐患。桩基工程的质量问题将直接危及主体结构的正常使用与安全。
桩基质量检测技术，特别是桩基动力试验，涉及到岩土力学、振动学、桩基施工技术和计算机技术等诸多学科知识，它既不同于常规的建筑材料试验，又不同于普通的建筑结构测试。因此，作为一名检测人员，应坚持不懈地学习专业理论知识，不断地积累实际工作经验，努力地提高桩基检测的技术水平，进一步完善基桩质量检测技术。
桩基在施工过程中如果控制不当，就会造成质量事故。特别是钻（冲）孔灌注桩，往往在浇注混凝土时出现质量问题。下面，本人就近几年在基桩低应变检测中测得的几例比较典型的钻（冲）孔灌注桩工程实例进行分析，供同行参考。
图1：中国南洋汽摩集团有限公司综合宿舍楼工程，该桩桩径500mm，有效桩长40m，混凝土强度C20，简易钻孔桩。该桩在2.2m附近有同向反射,并伴有多次反射,断桩，判为Ⅳ类桩。处理方法：开挖处理，开挖至2.2m左右，发现钢筋笼内空心，下去1m左右出现平整的水泥土，继续开挖至5m左右（采用人工挖孔桩的方法），出现密实的混凝土，修整后再测，桩身完整。原因分析：在浇灌至距桩顶标高5m左右，导管拔空，混凝土无法从导管中下去，拔出导管后直接把混凝土从孔口倒下，于是孔中的泥浆和砂浆的混合物就被倒下的混凝土压缩在2.2m至5m左右的钢筋笼中,水份被吸收后就形成前面的状态。经与浇灌工人核对后，情况完全符合。
图2：瑞安红旭车辆贸易公司综合楼工程，该桩桩径500mm，有效桩长45m，混凝土强度C20，简易钻孔桩。该桩在5.1m附近有同向反射,并伴有多次反射,断桩，判为Ⅳ类桩。原因分析：在该桩所在的轴线上有5根桩出现类似的情况，该轴线靠近河边，在河床底下有一层流动性淤泥，而简易钻孔桩护壁较差，所以在5m多的地方出现严重的夹泥，形成断桩。处理方法：由于问题桩较多，又靠近河边，开挖有一定的难度，所以采用机械钻孔桩补桩，成孔时增大泥浆比重，加强桩孔护壁，混凝土强度改为C30。
图3：瑞安市仙桥包装实业公司综合楼工程，该桩径600mm，有效桩长50m，混凝土强度C25，简易钻孔桩。该桩在8m附近有同向反射,并伴有多次反射,断桩，判为Ⅳ类桩。原因分析：简易钻孔桩护壁较差，在混凝土浇注至距桩顶标高8m左右时出现坍孔，使该桩在8m左右形成严重夹泥，相当于断桩。处理方法：由于桩在6m至8m附近存在流动性较大的淤泥层，开挖有一定的难度，而该桩处在四桩承台中，旁边是三桩承台，设计人员经过计算，把两个承台合并成一个大承台，并增加配筋量。
图4：瑞安市隆山小学综合楼工程，该桩径600mm，有效桩长56m，混凝土强度C30，钻孔灌注桩。该桩在14m附近有明显的同向反射,桩底信号不明显,说明该桩在14m附近严重离析或夹泥，判为Ⅲ类桩。原因分析：该工程靠近温瑞塘河，地下水较丰富，该桩在成桩与浇注混凝土时都没出现异常情况，在浇注完成后可能受地下水的影响而在14m附近造成严重离析。处理方法：该桩在动测前就被确定为静压桩，动测后我方建议另选一根桩做静载荷试验。桩基施工方对此结论有异议，坚持用问题桩做静载荷试验，结果在加载到第4级时桩身突然沉陷，试验终止。桩头清理后再用低应变测试，14m附近已经断裂。由于此桩缺陷位置较深，地质条件又 不允许用人工挖孔桩，最后采用冲击成孔灌注桩进行补桩。
图5：瑞安市岭下村返回地A地块1#楼工程，该桩径700mm，有效桩长16.3m，混凝土强度C30，冲击成孔灌注桩。该桩在8.1m附近有明显的同向反射,桩底反射信号也是同向反射。此桩为嵌岩桩，正常桩桩底应有反向反射信号。实测图形说明该桩在8.1m附近已经断裂，桩底信号为二次反射信号，缺陷处已成为实际的桩底，判为Ⅳ类桩。原因分析：该桩在浇注混凝土时埋管太浅，在浇注至缺陷位置附近时拔了空管，导管底部拔离混凝土端面，插在浮浆中（砂浆与泥浆混合物），接着倒入的混凝土就倒在浮浆中，于是在此处夹了一层浮浆，混凝土凝固后就出现一个断面。
处理方法：该处地质条件较好，桩顶至距桩顶9m处都为粘土层，采用Φ800的孔径进行人工挖孔，当开挖至距桩顶8.1m附近时，出现一个较为平整的砂浆断面，再挖0.6m左右，出现较好的混凝土，磨平桩面，重新动测，下部桩身基本完整，7.6m附近有桩底信号（反向）。清理好桩头，接上钢筋笼，用C35商品混凝土浇注。
图6：瑞安市元隆山庄7#楼工程，该桩径800mm，有效桩长29.5m，混凝土强度C25，冲击成孔灌注桩。该桩在7.3m附近有明显的同向反射, 并伴有多次反射，桩底无反射信号。此桩为嵌岩桩，正常桩桩底应有反向反射信号。实测图形说明该桩在7.3m附近严重离析或者已经断裂，判为Ⅳ类桩。原因分析：该桩在混凝土浇灌至距地面13m多的位置时出现堵管（地面距桩顶标 高5m多），后来拔出导管重下，再次浇灌。由于处理堵管的时间过长，孔内混凝土表面沉淀的浮浆过厚，第二次浇灌混凝土前没有进行清孔，首灌混凝土不足以排开混凝土表面的浮浆，于是在此处就形成了夹层，类似断桩。处理方法：该桩处在地下室的中间部位，离边坡较远，地下土层含水量少，适合采用人工开挖。为了便于操作，采用Φ900的孔径来进行人工挖孔。当开挖至距桩顶7.3m附近时，桩身出现一层砂浆层，挖掉0.7m左右的松散层，磨平桩面，重新动测，下部桩身完整，21.5m附近有桩底反向反射信号。清理好桩头，接上钢筋笼，用C30的商品混凝土浇注。
图7：温州昊泰汽车零部件有限公司生产车间工程，该桩桩径600mm，有效桩长29.85m，混凝土强度C25，冲击成孔灌注桩。该桩在1.4m附近有明显的同向反射, 并伴有多次反射，桩底信号不明显。实测图形说明该桩在1.4m附近严重离析或严重裂缝，判为Ⅲ类桩。原因分析：该桩可能在距桩顶1.4m附近存在离析，挖土时被挖土机的抓斗碰了一下，于是在离析处出现严重裂缝。处理方法：开挖处理，由于缺陷桩周围土质较好，就先在桩周开挖一个Φ1500左右的孔，孔径随着深度增加而减小，挖到1.6m左右时停止挖土，清理桩周泥土，把1.3m～1.5m处的地方清洗干净，可见距桩顶1.4m处桩周约1/3的地方出现裂缝，破掉桩身混凝土，在1.4m处出现较为平整的断裂面，局部有夹砂。清理干净桩面，重新动测，下部桩身基本完整，桩底附近有反向反射信号。接桩用C30的混凝土浇注。
图8：瑞安市盛丰汽车配件厂2#生产车间工程，该桩径600mm，有效桩长24.7m，混凝土强度C30，冲击成孔灌注桩。该桩在9.3m附近有明显的同向反射,而且波幅较宽,桩底无反射信号。此桩为嵌岩桩，正常桩桩底应有反向反射信号。实测图形说明该桩在9.3m以下出现严重的离析或者松散层，判为Ⅳ类桩。原因分析：该桩在浇灌混凝土时，下面掉了几节导管，到混凝土浇注结束时才发现，施工单位抱着侥幸的心理隐瞒了情况，直到动测以后才说明实情。掉导管必定是在料斗和导管内加满混凝土往上拔管或者在抖浆（先提升料斗和导管，突然松掉卷扬机刹车，让料斗和导管自由落下，再拉紧刹车，让料斗和导管靠惯性抖动，使料斗和导管里面的料插入桩孔里的混凝土中）时，接头松开而掉落。在导管底部和混凝土端面就出现了一段泥浆层，接着落下的混凝土就和泥浆混合在一起，形成了一段松散或夹泥层。这是个单桩单柱的承台，只能采取补桩或者人工开挖的方式来处理。该工程的土层条件还算不错，施工单位认为人工开挖可以减少费用，于是经设计方同意，采用Φ800的孔径来进行人工挖孔。当开挖至距桩顶8.5m附近时，混凝土中出现了导管，挖到9.3m左右时出现松散层（砂浆夹泥），割掉导管壁，发现导管里面是完整的混凝土，说明导管是带着混凝土一起掉落的。接着往下挖，一直挖到14.4m左右才出现密实的混凝土，把桩头修整后重新动测，下部桩身完整，有桩底反向反射波。清理好桩头，接上钢筋笼，用C35的商品混凝土浇注。（此桩开挖用了三十四天时间）。
建筑工程基桩检测技术 篇6
【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
建筑工程基桩检测技术 篇7
1 基本原理和检测方法
1.1 基本原理
高应变法测试桩基, 用重锤冲击桩顶, 桩周土受力产生弹塑变形, 通过采集桩顶附近截面的力和速度时程曲线, 应用应力波理论进行分析, 计算出桩的承载力和桩身的完整性。
1.2 波动方程法
波动方程法是由史密斯于1960年创设的方法, 他对“锤、桩、土体系”提出了借助质量块、弹簧和阻尼器组成的离散化计算模型, 计算过程以锤心初速度作为临界条件, 然后借助差分程序编程计算, 得到精确的数值解。波动方程法最大的有点是便于计算机编程处理, 因此, 该方法是大多数现有的基桩高应变动测技术的基础。
1.3 Case法
这是一种简化分析方法, 先列出一定的假设条件求出一维波动方程的一个封闭解, 建立一个土阻力和桩顶波之间简单的函数关系, 再进一步求出基桩极限承载力和在桩顶所测得的压力及质点速度值的关系, 具有简单易用的特点, 不过其具有一定的理论缺陷, 因此影响了Case法检测的准确度。
1.4 波形拟合法
波形拟合法采用了数值试算的方法, 能有效地克服Case法的缺陷。
其基本思路是:在锤击过程中, 采集两组实测曲线:力随时间变化曲线和速度随时间变化曲线。借助分析其中一组曲线, 对土阻力、桩身阻抗及其他所有桩土提出假设, 进而推求另一组曲线值, 再把推求值与另一组实测曲线值比对。比对不满足, 需要调整假设值继续试算, 一直到计算值与实测值相吻合, 此时对应的桩土参数就是实际的桩土参数值。
该检测方法充分利用了动测过程中所测得的实测值, 再辅以计算机试算可以准确的测出基桩承载力。通过大量的测试实践表明, 波形拟合法是一种较为成熟的承载力确定方法, 准确性和可信度均很高, 必将成为高应变动测法的主流。
2 高应变检测的准确性
我们使用高应变和静载相结合的方法对某工程全盘桩基进行检测。在高应变检测其中一座建筑物的8号桩时出现了数据异常, 进一步用波形拟合法进行数据拟合, 通过拟合分析, 确定8号桩的极限承载力为2338k N。
然后再用静载荷法对该桩进行测试, 在沉降值为4cm时对应的力值约为2250k N, 最终极限承载力的大小为2160k N。波形拟合法和静载荷法两种检测方法得出十分接近结果, 进一步证明了高应变检测方法具有相当的准确性和可信度。
3 影响测试结果的因素分析
正确采集信号是测试准确的前提, 高应变动力测试现场数据采集的质量直接关系到计算结果的准确性。影响采集信号的因素很多, 总结和分析影响测试结果的因素, 并引起工作人员的注意, 有助于提高测试的准确度。
3.1 桩头处理对测试的影响
波的传播效果直接受到桩头质量好坏的影响, 高应变测试桩头的处理有严格的要求:彻底清除桩头浮浆, 再用高标号混凝土接好桩头, 桩头主筋应直通入桩顶保护层之下, 筋顶位于同一水平面, 主筋外设置间距小于等于0.15m的箍筋, 在桩顶设置钢筋网片, 间距在60mm~100mm之间, 桩头整平后严格按规范进行养护。
如果不按规定处理, 桩头浮浆清除不彻底, 波在桩头会被迅速地衰减, 桩的极限承载力因此得不到充分发挥。这时, 如果采用提高落锤高度的方法增大能量, 可能会因为桩头强度不够而碎裂或断裂, 导致测试失败, 甚至会损坏传感器, 造成不必要的损失。
例如:在某工地高应变测试过程中, 有近一半的桩由于桩头浮浆没有彻底地清除, 力波在桩头迅速衰减, 桩的侧摩阻力和端阻力未能充分发挥, 致使桩的极限承载力远不能满足设计要求。我们细致分析地质情况及打桩记录, 觉得结果的误差偏离很大, 于是, 我们提高落锤高度测试, 结果大部分桩头碎裂, 最终, 我们重新处理桩头, 测试结果均有大幅度的提高, 重新处理前后结果对比如表1。
3.2 锤击能量对测试的影响
锤击能量要足以将桩周及桩尖土的阻力充分激发出来这是高应变测试的要求。大量的工程实践表明, 数次锤击使得桩顶产生3.0mm左右的永久性位移时, 桩的极限承载力便已经得到了充分发挥。但是, 实际操作时这个位移一般又无法测试, 唯有根据经验进行推断。一般情况下, 如果测试曲线有明显的桩底反射, Case法计算的位移在3mm~10mm之间, 又或者同一根桩在不同锤击能量下承载力基本相同时, 便认为桩的极限承载力已经充分发挥了。
值得注意的是并非提高重锤落距总能提高极限承载力。实践证明, “重锤低落”能够获得比较准确的单桩极限承载力。因为重锤落距太大, 不仅在客观因素增大了误差产生, 也容易对桩造成不必要的破坏。
4 结语
高应变检测技术已广泛应用于基桩承载力检测中, 随着计算机技术的发展, 波形拟合法逐渐成为基桩高应变动测方法的主流。在现场测试中, 桩头处理、锤击能量选择等众多因素都影响着检测精度, 应引起检测人员的高度重视。
参考文献
[1]谭海英.高应变动力测试技术在基桩检测中的应用[J].山西建筑, 2008, 5.
建筑工程基桩检测技术 篇8
某新建桥梁工程桥梁宽12 m，其中机、非混合车道8 m，道路两侧各设置人行道2 m，桥梁跨径为(17.75+22+17.75)m。基桩设计参数:钻孔灌注桩，桩径1 200 mm,3根桩长14 m(0-1,0-2,0-3),3根桩长15 m(3-1,3-2,3-3)，共6根桩，桩身混凝土强度C30。
根据委托单位提供的设计及施工资料，各检测桩的情况见表1。
2 超声波透射法
2.1 基本原理
超声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是:由超声脉冲发射源向混凝土内发射高频弹性脉冲波，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性;当混凝土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，使接收到的透射波能量明显降低;当混凝土内存在松散、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性、频率变化及波形畸变程度等特征，可以获得测区范围内混凝土的密实度参数。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混凝土存在缺陷的性质、大小及空间位置。
2.2 检测仪器
采用武汉岩海工程技术开发公司生产的RS-ST01C一体化数字超声仪，包括35双孔径向换能器等。
2.3 检测步骤
本工程单个基桩共设3根测管，共3个剖面。
1)将发射与接收换能器通过深度标志分别置于两根声测管中的测点处;2)发射与接收声波换能器以相同标高同步上升，测点间距为250 mm;3)实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值，并同时显示频谱及主频值;4)在桩身质量可疑的测点周围，应采用加密测点;5)对另外的两个剖面进行上述步骤检测。
2.4 桩身完整性判定
根据桩身混凝土的均匀性，是否存在缺陷及缺陷的严重程度，将桩身的完整性按四类划分:Ⅰ类桩:各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限值异常;Ⅱ类桩:某一检测剖面个别测点的声学参数出现异常，无声速低于低限值异常;Ⅲ类桩:某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现异常;两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现异常;局部混凝土声速出现低于低限值异常;Ⅳ类桩:某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现明显异常;两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现明显异常;桩身混凝土声速出现普遍低于低限值异常或无法检测首波或声波，接收信号严重畸变。
3 检测结果
超声波透射法检测各桩结果汇总于表2。本次检测共检测6根桩，其中Ⅰ类桩6根，占所测桩数的100%;没有Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类桩。
4 结语
本次检测共检测6根桩，其中Ⅰ类桩6根，占所测桩数的100%;无Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类桩，满足工程设计要求，检测结果可供类似工程参考。
摘要：通过分析超声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理,借用RS-ST01C一体化数字超声仪测试记录某桥梁工程基桩不同侧面、不同高度上的超声波动特征,经过处理分析判别测区内混凝土存在缺陷的性质、大小及空间位置,进而对基桩的工程质量做出判断。
关键词：超声波透射法,基桩,混凝土强度
参考文献
[1]JGJ 106-2003,建筑基桩检测技术规范[S].
[2]JGJ 94-2008,建筑基桩技术规范[S].
[3]GB 50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].
桥梁基桩内部缺陷检测方法比较 篇9
基桩施工为地下隐蔽性项目, 通常工程实施的工序较为复杂, 且流程工艺间的连接较为密切, 在施工时不可出现长时期停顿, 其主要的施工活动多数都是在地下或水下开展, 因此在桥梁的基桩施工中, 很难对浇注程序展开实时控制和监督, 并且在基桩施工进程之中, 通常也会碰到许多如流沙层、淤泥层或地下水发生渗流等地质状况, 从而极易造成缩孔和塌孔等多种基桩质量问题;在开展水下桩混凝土灌注时, 桩体自身也会由于施工中拔管较快、导管拔空或停顿等因素而引发断桩、离析、疏松等问题。总而言之, 此类问题的出现均会严重影响到桥梁基桩承载性能, 所以, 加强桥梁基桩内部缺陷检测技术的研究力度以及对各类检测法的比较与分析, 从而选出最适宜的检测法, 有非常关键的实际意义。
1 声波透射法桥梁基桩内部缺陷检测技术
1.1 声波透射法基本原理
声波透射法是指在预埋声测管间进行声波的接收和发射, 并对在混凝土内声波传播的幅度衰减、频率与声时等参数改变进行实际检测, 从而实现对基桩的整体性检测, 其工作原理为:在基桩内部预埋下一些声测管以作检测通道使用, 分别把接收换能仪器与发射换能仪器放到两个声测管之间, 之后灌注清水于管中以作祸合剂。通过脉冲信号发射器以发射出一系列周期脉冲信号, 加到发射换能器压电体之上, 并转换为超声电脉冲, 此脉冲由待检测基桩混凝土穿出, 再由接收换能器收集, 之后重新再转换为电信号。通过仪器测量体系对脉冲穿出混凝土需要的时间、脉冲主频率、波幅衰减值、频谱和波形等参数进行测定, 接着通过数据处理体系依据判断软件以对信号接收各类参数实施分析研究, 从而可准确评估出各类基桩内部缺陷的特性、部位和大小。
1.2 声波透射法检测注意事项分析
通常而言, 在进行桥梁基桩检测时, 优先可选择平测方法实施检测工作, 平测中两个换能器要放到两个声测管间的相同标高位置, 并确保移动同步。在该检测方法应用过程中, 应满足以下要求:利用深度标识分别将接收和发射换能器放置到两个声测管间测点位置处;接收和发射换能器要以同一标高和同一高差进行同步降升, 测点距离不应超过250rnm;对信号收集时程曲线进行实时记录和显示, 并记录首波峰值、周期值和声时, 应实时显示主频值和频谱曲线等;对声测管进行整体组合, 以两个组成一组检测面, 接着对全部检测面分别实施检测;对相同基桩各个剖面实施检测时, 要维持相同的声波发射的设备参数设置与电压。
2 低应变法桥梁基桩内部缺陷检测技术
2.1 低应变法基本原理
采用低应变检测法进行桥梁基桩检测时, 通过对桩顶进行击锤或振动等激励, 使振动沿着桩体以应力波方式传播。低应变法是将基桩看作均质连续的弹性杆, 分析桩体顶部在动态载荷影响下, 系统纵向波动的动态响应, 是将一维波动原理作为基本理论的桩土系统。在实际运用中, 可做以下假设:桩体为连续弹性体;在桩体纵向振动中, 它的横截表面一直维持着平面状态, 且不考虑桩体纵向形变, 即相同截面上各个点只在桩体轴向上进行同步移动;不考虑桩体外部、内部阻尼及桩身周围表面摩擦影响。在检测中通过装设于顶部的速度或加速度传感器来收集反射波, 同时利用桩体动测仪对信号进行放大等, 之后可得速度或加速度的时程曲线图, 根据图2中形态性征能够推断出阻抗改变部位, 从而确定基桩的缺陷部位。
2.2 低应变法检测注意事项分析
在检测测量传感器装设与激振需注意以下事项:传感器装设应该和基桩的顶部面相垂直;通过藕合剂进行粘连时, 要具备充分的粘连强度;激振点要选取实体基桩的中心部位, 装设测量传感器部位应选择在距基桩中心的2/3半径位置;空心桩激振点和测量传感器装设部位应放到相同水平面, 同时和桩体中心的连线应最好呈90°角, 测量传感器装设部位和激振点应在桩壁厚1/2位置;进行瞬态激振可利用敲击测验, 应选用适宜重量的锤垫与激振力锤, 适宜采用宽脉冲得到桩体下端或桩底缺陷的反射信号, 应采取窄脉冲得到桩体上端缺陷的反射信号;稳态激振要在每个设定的频率之下进行稳态响应信号的收取, 并依据基桩长度、径长和桩周土的约束状况对激振力实施调控。
3 静载试验桥梁基桩内部缺陷检测技术
3.1 静载试验基本原理
静载试验是指在基桩的顶端分级进行竖向载荷的施加, 并检测基桩顶端随着时间增长沉降量的变化, 从而确定出桩体竖向抗压承载性能的检测方式。桩基静载检测是当前在桩体极限承载性能确定上最可靠、准确的一种检测技术, 对于判断某类检测方式的成熟性, 都会用静载试验结果误差的比较作依据来进行。所以, 在任意地基设计的处理标准中静载试验均会占到重要地位。
3.2 静载试验工程实例与步骤
图3中为对某桥梁工程的试验桩基进行试验, 工程中基桩桩长依设计深入到持力层深度双控, 在施工之前应采取静载试验实施试桩, 且试验桩数不应低于3根, 占总桩数1%左右, 试验桩伸入到持力层1.2m深处, 采取桩长与持力层的深度双控, 此工程承载力值预设计为1600k N, 桩长为23m, 基桩总数为225根。
在静载试验过程中, 其步骤主要为:各级载荷加载后应保持1h, 并按5min、10min、15min、30min、45min、60min读测基桩的沉降量, 然后加下级载荷;在最后一级载荷施加后, 沉降读测法和稳定准则依慢速载荷法实施;卸载中每个载荷保持15min, 读测时间是第5~15min, 然后可卸去下级载荷。完成卸载后读出残余稳定沉降量, 应保持2h时间, 读测时间是5min、15min、30min, 之后隔0.5h进行一次读测。
桥梁基桩体承载性自平衡检测法是于桩体端部周围装设载荷箱, 载荷箱应由顶盖、活塞、箱盖和底盖等构成, 在顶盖上、下安装位移测量设备, 之后沿着垂直向施加荷载, 这样可以同时检测桩侧摩阻、桩端阻力和下、上顶盖位移, 进而可得出试验数据成果和曲线图。
4 桥梁基桩内部缺陷检测方法比较
在选择低应变法进行桥梁基桩检测时, 应确切指出缺陷特性, 单单由形态特点方面探究较为困难。在具体检测中, 良好处理方式可充分熟悉各类基桩的工艺流程和施工时易于出现质量状况等, 并认真研究工程记录与地质报告, 同事与检测工作的实际经验相结合实施评判。在选择低应变检测法时, 基桩的桩端存有测验盲区。对于桩体径长多变的, 则其测验结果难以达到正确判定;基桩的深部缺陷反映灵敏性不足, 且对于桩径较大、桩长较长、桩体存有许多缺陷的, 该方法便难以获得精确的测定数据。
在选择声波透射法进行检测时, 可对桥梁基桩内部缺陷大小、范围等进行较精确判定。因声波透射法有一定局限性, 仅可检测出声测管所包扩区域内的桩体质量。针对检测区域外基桩质量, 该法几乎无法测定。所以, 声波透射法对于埋设声测管具有很高需求:预埋声测管不标准将对波形收集产生严重影响, 同时也将对声学参数改变造成扰乱, 从而对基桩内部缺陷评判结果带来影响。
静载试验不可以判断出基桩内部缺陷是否存在, 也无法判断出缺陷范围、大小, 仅可利用一定抽样率以对基桩质量实施控制, 利用对桩体顶端施加荷载以得到桩体的位移量, 进而直接得出桩侧摩阻和桩端阻力, 即可得到基桩的竖向载承特性。采取静载试验能够较为直观地获得承载性数据, 对缺陷基桩而言, 此法为验证桩是否可继续安全运用的关键评判方式之一。
通过对这几种检测方法的比较可得, 低应变法快捷便利, 工程前期无需进行准备, 可以迅速找出基桩内部的重大缺陷, 然而检测的精确度较差;采用声波透射法能够比较精确的测定出基桩缺陷, 然而在状体施工中需埋设声测管, 同时管的预埋质量将会直接影响检测成果;静载试验较为直接, 尽管静载对许多大型桥梁基桩项目检测不适用, 然而可当作得到基桩承载性的直接检测技术, 此方法所得结果可作为对其它检测方式结果评判准确与否的一种根据。
5钻芯法、高应变法基桩缺陷检测技术比较
在桥梁基桩内部缺陷检测方法中, 除了以上所述的声波透射法、低应变法、静载试验法外, 常用的检测方法还包括钻芯法、高应变法, 此处作简要分析。
4.1 钻芯法
钻芯法是通过钻机对基桩进行钻芯取样, 以此检验基桩缺陷、长度、桩底端沉渣的厚度和桩体混凝土密实度、连续性及强度等, 从而判断桩端岩土特性的技术方法。和其它几类方法相比, 钻芯法的区别就在于该法属于破损检测, 利用芯样钻取来直观获得检测结果。
4.2 高应变法
高应变法是通过重锤对桩顶的冲击作用, 使得桩体周围土形成一定相对移动, 并做出桩顶力与加速度的时程图, 利用应力波原理研究可得出桩土系统的相关特性, 从而判断桩体完整性和竖向抗压载承性能的检验技术。该检测方法的主要作用是判断单桩的竖向抗压承载性能是否达到设计需求, 尤其对于预制桩接头与桩体水平整合缝隙等缺陷判断过程, 可以在明确该缺陷能否对竖向抗压载承性能产生影响基础之上, 对其缺陷情况做出合理的判断。
6 结论
综上可得, 桥梁基桩内部缺陷检测具有较强的技术性, 且工作内容非常繁杂, 特别是针对大直径桩和长桩测定过程, 其有着更加复杂的性质, 而当前的研究和理论仍存有诸多问题亟需人们去探究与处理。所以, 除掌握现有桥梁基桩的检测技术外, 还应加强研究分析, 对当前检测方法实施逐步优化, 并且也应要不断借鉴与了解其他国家的先进检测方法, 以促进我国桥梁基桩内部缺陷检测质量的进一步提高, 从而不断推动我国桥梁技术的发展。
参考文献
[1]周伟宏, 魏文韬, 王远.浅谈桥梁桩基检测的几种方法[J].公路交通科技:应用技术版, 2012 (04) .
[2]刘清元, 谈桥, 吴安新.桥梁基桩缺陷的综合检测技术[J].岩土工程界, 2004 (03) .
旋挖钻机基桩施工技术方案 篇10
首先由施工负责人通知测量班对基桩中心位置进行放样, 并在桩心周围定设护桩, 护桩要牢固。
2 护筒埋设
在进行钻孔前, 应先平整场地, 在桩位处挖出直径不小于2.0m的圆坑, 然后在坑底分层填筑不小于50cm黏土, 最后准确埋设护筒。护筒采用钢制, 高不小于2m, 内径根据孔径确定。埋置时, 护筒中心线应对正测量标定的桩位中心, 其偏差不得大于3cm, 倾斜度不得大于1%。当护筒就位后, 即在护筒周围对称、均匀地填筑最佳含水量的黏土, 并分层夯实, 达到最佳密实度。护筒埋设深度宜为2m～4m, 必须确保护筒脚紧密不透水, 护筒顶端高度应大于地下水位2m以上。
3 钻孔
钻机就位前, 应先将护筒周围填筑砂砾并压实, 以保证在钻进过程中钻机不发生下沉、倾斜。在开钻前, 先将护筒周围护桩十字线挂出, 然后通过钻机自动调控装置来调整钻头、钻杆, 使之精确对准十字线, 并且钻杆倾斜度小于1%。在钻进过程中, 应不断向孔内注入泥浆, 以保证孔内水位高度。钻机具有自动检测钻孔深度的功能, 但为了解沉渣厚度, 再用测绳复测孔深, 钻进过程中, 钻机手随时注意垂直控制仪表, 以控制钻杆垂直度, 保证孔垂直1%的要求;钻机在钻进过程中配以装载机及时将弃渣清除。在钻进过程中每2h测定一次泥浆性能指标, 及时调整, 当钻到细砂、粉砂层时, 为防止流砂可向孔内投入适量水泥, 以提高护壁能力。
钻机钻至设计深度后停钻, 进行深度、垂直度等各项指标的检测, 检测合格后进行清孔, 根据本工程地质情况, 泥浆相对密度控制在1.2以上, 含砂率小于6%, 成孔后对孔径、孔形和倾斜度采用外径D等于桩钢筋笼直径加100mm, 长度不小于4D～6D的钢筋检孔器吊入孔内检测。自检合格后报现场监理检验, 合格后方可吊入钢筋笼。钻进过程中要详细记录桩基地质情况, 为指导后续桩基的施工提供依据。
4 钻孔灌注桩事故的预防和处理
4.1 坍孔
当孔内水位突然下降, 孔口冒细密的水泡, 出渣量显著增加而不见进尺, 钻机负荷显著增加等情况出现时, 即可判断坍塌位置。回填砂和黏土至坍孔以上1m～2m;若坍孔严重或发生在孔口, 则应全部回填, 待回填物沉淀密实后再进行钻进。
4.2 导管进水
由于首批封底混凝土储量不足, 未能埋没导管底口引起的进水, 可将导管提出后, 用空气吸泥机或抓斗将封底混凝土清出, 然后重新下导管灌注。如果是导管接口不严引起的进水, 则应拔换原管重新下管。方法是将新管插入原混凝土中不小于50cm, 用吸泥或抽水的方法将导管内的杂物清出, 然后灌入比设计水泥用量高5%～10%的混凝土, 待埋管1m以上后, 即可恢复原配合比继续灌注。由于导管超拔导致进水, 处理方法与上述措施相同。
4.3 卡管
卡管主要是由于混凝土离析, 骨料中有大石块或混凝土在导管内停留时间太长所致, 因此实际操作中要以预防为主, 混凝土的配运要严格控制, 导管埋深不宜过大, 对已卡管的情况, 可用长杆冲捣导管内的混凝土, 或在导管内吊入振捣器, 或用吊强抖动导管的方法使混凝土下落。
4.4 埋管
导管无法拔出称为埋管, 其原因是:导管埋入混凝土过深, 导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大, 或提管过猛使导管拉断。因此在施工中要以预防为主, 严格控制埋管深度不得超过6m。
5 钢筋笼的安放
当清孔结束后, 经检孔器检查合格, 即可移走钻机。为避免搬运过程中的变形, 钢筋骨架宜在现场提前加工, 加工时, 在骨架内部每隔1.5m～2.0m设置一道加劲圈, 防止吊运时骨架变形;另外, 还应在骨架外部加焊耳式钢筋, 以确保钢筋各截面有足够的保护层。
骨架吊放采用“两点法”, 第一吊点设在骨架上部, 第二吊点设在骨架长度的中点与三分点之间。对于长骨架, 起吊时, 先提第一吊点, 使骨架离开地面后, 第一吊点停止起吊, 继续提升第二吊点, 随着第二吊点不断上升, 慢慢放松第一吊点, 直到骨架与地面垂直。解除第一吊点, 将骨架下端对准孔口, 徐徐下降, 此时应注意, 使骨架保持垂直, 严禁摆动碰撞孔壁。
对于多节骨架的入孔, 可先将第一节骨架下落到最后一个加劲箍时, 在孔口设立临时支撑, 再起吊第二节, 使之与第二节处于同一竖直线上进行焊接, 焊好后, 即可解除支撑继续吊放, 以此循环, 直到骨架标高与设计标高相差不大于5cm后, 即可将骨架固定在孔口的支撑上, 撤去吊绳, 准备进行下道工序。
超声波检测钢管在钢筋笼制作时均匀固定在钢筋笼内侧, 管口底必须用一小钢板点焊封死, 防止泥浆进入管内。钢管搭接时, 上节钢管直接插入下节预先焊好的套筒内, 并将上节钢管与套筒点焊密封。入孔后, 及时将管口封住, 以防混凝土浇筑过程中杂物掉入管内, 所有焊接必须点焊, 严禁烧伤、烧透钢管。
6 水下混凝土灌注
钢筋笼固定前, 要严格自检钢筋骨架中心是否与桩位中心重合, 平面误差控制在3cm内, 自检孔底沉渣是否符合要求, 若沉渣超过20cm应及时二次清孔, 直到合格, 然后报监理检验, 合格后方可灌注混凝土。混凝土的灌注依靠内径不小于25cm的导管来完成, 导管使用前要进行必要的检查和压力试验, 要求管道通顺, 接合严密牢固, 不透气, 不漏水, 管道内壁要清洁光滑 (可以刷一层废机油, 以减小对首批桩底混凝土的摩阻力) , 导管底口距孔底以0.3m～0.4m为宜, 导管顶部安放储料斗。
为了保证首批混凝土封底成孔, 可在导管内填入一直径比导管小2cm～2.5cm的砂包, 用铁丝吊悬固定, 待储料斗和导管内装足够的混凝土时, 便可剪断铁丝, 使混凝土快速推动砂包将导管内的水排出。混凝土封底时必须另有一辆装有混凝土的罐车在旁边等候, 然后接着首批混凝土连续灌入。水下混凝土要求有较好的和易性, 混凝土由拌合站统一拌制, 由混凝土罐车运到现场, 同时在漏斗口安装一个筛网, 以防个别大料卡管。
每车混凝土的浇筑须连续进行, 中间不得停顿, 导管埋置深度控制在2m～4m之间, 拔升导管必须经过测量与计算。为防止钢筋骨架被混凝土顶托上升, 当混凝土接近骨架时, 应保持较深的埋管, 并徐徐灌入混凝土, 混凝土埋至骨架1m～2m后, 应适当提升导管, 减小其埋置深度以增加骨架在导管底口以下的埋置深度, 从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。
为确保桩顶混凝土的质量, 应在设计标高之上超灌0.5m～1m的混凝土, 以便将孔内的泥浆等全部顶出桩顶设计标高以外。灌注完毕后, 现场负责人通知作业队根据测量组提供的数据将该混凝土挖除, 但必须留出高于设计标高10cm的密实混凝土, 承台施工前, 将此段凿除。挖除混凝土时, 必须准确量测, 严格控制挖除深度。
7 结语
旋挖钻机基桩施工是一项非常繁琐而细致的工作, 因此施工单位在施工中应加强管理、协调, 制定并监督岗位责任制的落实, 采取较好的、科学的施工方案, 并制订切实可行的备用方案。人员、机械应有适当的富余, 以防万一。只有这样才能避免质量事故的发生或把质量事故降低到最小限度。
摘要：简述了旋挖钻机基桩的施工技术, 并对钻孔灌注桩施工中出现的坍孔、导管进水、卡管、埋管现象产生的原因进行了分析, 并提出了相应的处理措施, 为避免质量事故的发生提供了依据。
关键词：旋挖钻机,施工技术,钻孔灌注桩,钢筋笼
参考文献
建筑工程基桩检测技术 篇11
1 国内外研究现状
目前基桩损伤检测有很多种方法, 例如低应变法、高应变发、声波透射法、钻孔取芯法、静载法等等, 在此主要以低应变法为论述对象。
1.1 国外研究现状
在近代动测技术的发展初期, 理论基础主要是应力波理论, 19世纪30年代国外一些国家开始将应力波理论应用到打桩分析中, Isaacs在1931年提出:桩顶受到冲击力之后, 冲击力会通过波动的形式传到桩底。之后E.N.Fox在1938年进一步简化了波动方程, 得出了更加简单的波动方程解, 到了19世纪60年代, A.Smith将土体、桩、锤转换为阻尼器、弹簧、质量块, 通过计算机进行计算, 自此以后, 波动方程开始应用于实践。
1977年时, PDI公司开发研制出了高应变动力试桩专用仪器, 将其命名为PDA打桩分析仪, 该仪器可以实时分析锤和垫的性能、桩身质量、锤击能量、极限承载力等等, 此后很多国家都相继开发研制出了桩基动测仪。Mallat于1987年首次在计算机图像分析及重构中应用小波变换, 创建了信号奇异性检测方法。Seidel在2000年时通过一系列分析研究, 提出在基桩动测信号处理中使用小波变换。
1.2 国内研究现状
基于应力波理论的桩基动力试桩技术起初是在外国兴起, 我国在此方面的研究起步较晚, 不过目前在软件、硬件、经验等方面, 我国已经处于国际领先水平。
1972年时, 周光龙等人对桩的动测技术进行了探究, 经过一系列的工程试验, 最终提出了动力参数测桩法, 1976年时, 我国某研究所和某研究院共同创立了锤击贯入高应变动力试桩法, 1980年我国某研究所对稳态击振机械阻抗法进行了研究, 1988年, 我国某研究院引进了PDA打桩分析仪, 进而研究出了FEIPWAPC (桩的特征线波动分析程序) , 之后该研究院又在1992年有研究出了FEI系列桩基动测分析系统, 与PDA具有良好的兼容性, 同时具备低应变以及高应变功能。
1998年我国颁布了桩基检测规范, 2001年, 韩晓林分析了桩顶在瞬态击励下的应力波速信号, 对反射波信号实施了重建以及降噪, 张良于2001年提出了“能量-故障”诊断模式, 用以识别基桩缺陷。
2 应力波在高桩码头基桩中的传播特性
在单桩完整性无损检测工作中, 反射波法已经被广泛采用, 在λ (击振脉冲宽度) 与r (桩径) 的比值、测点位置、振源位置等因素均满足一定条件时, 检测信号可以近似采用一维波动理论来分析, 一维波动方程如下:
其中A是桩身截面积, C是应力波在桩身的传播速度, ρ是桩身介质密度。按照行波法, 能够得出式 (1) 的通解, 具体如下:
其中f是对应于上行波的不变量, g是对应于下行波的不变量。
普通基桩与高桩码头基桩的主要区别就在于, 高桩码头具有上部结构, 并且上部结构比较复杂, 由面板、梁、桩帽等部分构成, 正是由于高桩码头具备这样的上部结构, 因此会导致波形多次的反射和叠加, 在这种情况下, 应力波在基桩中的传播模型不再是一维弹性杆模型。
由于高桩码头基桩具有复杂的上部结构, 因此在采用低应变应力波法进行基桩完整性检测时遇到了很大阻碍, 由于上部结构中具有梁板, 因此梁板四周边界会反射各方向的横波以及纵波, 同时梁板表面会反射表面波, 由于桩长通常大于梁板横向尺寸, 因此周边反射波很可能比桩身反射波先到达测点, 此外表面波具有很强的能量, 反射的表面波会严重干扰测点的有效信号, 综上所述, 应力波在高桩码头中的传播规律非常复杂, 例如在击振点距离测点的距离比较近时, 直达纵波会首先到达测点, 之后是直达横波、直达瑞利波、底部反射波。
再比如, 直达横波和直达纵波的能量较弱, 因此当击振点与测点的距离较远时, 底部反射波会与直达瑞利波相叠加, 底部反射波往往会比直达瑞利波先到达测点。
3 高桩码头基桩完整性检测问题及解决思路
就目前来看, 高桩码头基桩完整性检测还面临着一些问题, 例如高桩码头基桩具有上部结构, 因此无法在桩顶直接进行击振, 如果在桩帽边缘或者面板等位置进行击振, 前提是必须要了解不同击振位置对接收信号的影响, 目前这尚且是未知数, 因此最佳击振点问题是高桩码头基桩完整性检测面临的主要问题之一。
此外应力波信号的处理方法、信号接收位置等问题也是高桩码头基桩完整性检测面临的关键性问题, 在以后的发展中, 为了保证高桩码头基桩完整性检测的合理性, 必须要尽快解决这些问题。
笔者认为, 想要解决高桩码头基桩完整性检测存在的问题, 可以采用有限元模型来模拟应力波信号, 通过有限元模型, 可以在不同位置施加脉冲荷载, 进而模拟不同的击振位置, 同时还可以提取各个位置上应力波速度时程曲线, 从而模拟不同的接收位置, 最后对比接收到的信号, 就能够确定最佳击振点以及信号接收位置, 另外在判断桩身完整性时, 可以采取小波分析, 小波分析可以抑制信号中某些成分来, 从而起到剔除噪声、消除信号基线漂移等作用, 在实际应用过程中, 可以将小波分解中的某些系数强制设置为零, 避免影响应力波信号。
4 总结