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摘要:樁基礎(chǔ)在現(xiàn)在的工程中應(yīng)用越來越廣泛,基樁檢測(cè)也越來越受重視。由于各種基樁檢測(cè)方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),因此現(xiàn)在多種檢測(cè)方法綜合應(yīng)用成了一種趨勢(shì)。本文結(jié)合廈門軌道交通工程中的實(shí)例,來討論低應(yīng)變法、聲波透射法和單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)等方法的綜合應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:基樁檢測(cè);低應(yīng)變法;聲波透射法;靜載
樁作為一種重要的結(jié)構(gòu),在高層建筑、市政橋梁等工程中都大量被使用。在廈門軌道交通工程中,樁幾乎無處不在,例如跨海大橋的基樁,停車場(chǎng)檢修庫的基樁,車站主體的抗拔樁,明挖區(qū)間的圍護(hù)樁,等等。伴隨著樁的大量使用,基樁檢測(cè)也越來越體現(xiàn)出其重要性。
1基樁檢測(cè)方法簡述
基樁檢測(cè)方法根據(jù)檢測(cè)目的來分,主要有樁身完整性檢測(cè)和承載力檢測(cè)兩大類,每一類都有多種檢測(cè)方法。這些檢測(cè)方法,各有各的優(yōu)缺點(diǎn),其中靜載法最為準(zhǔn)確直觀,能夠直接反映出基樁承載力情況,但有檢測(cè)周期長、受場(chǎng)地限制等缺點(diǎn),無法做到普查。因此實(shí)際工程中,主要以樁身完整性檢測(cè)來檢驗(yàn)基樁的質(zhì)量,以此來間接地控制基樁承載力的質(zhì)量。但幾種檢測(cè)方法都有各自的局限性,因此實(shí)際工程中,往往會(huì)需要采取兩種甚至更多的檢測(cè)方法互相驗(yàn)證。本文討論的工程實(shí)例為廈門軌道交通工程,故檢測(cè)步驟和判定標(biāo)準(zhǔn)采用中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部的《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2014(以下簡稱《規(guī)范》)。下面簡要介紹一下本文所涉及到的低應(yīng)變法、聲波透射法和單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的原理及作用。
1.1低應(yīng)變法
低應(yīng)變法是反射波法、機(jī)械阻抗法等多種檢測(cè)方法的合稱。其中以反射波法最為常見,本文討論的就是反射波法。低應(yīng)變法主要作用是檢測(cè)樁身完整性,同時(shí)對(duì)樁長、樁底沉渣的判斷等也有一定的參考作用。低應(yīng)變反射波法主要是在樁頂施加激振信號(hào)并產(chǎn)生應(yīng)力波,在沿著樁身傳播的過程中,遇到不連續(xù)界面(例如夾泥、斷裂、縮頸等)或樁底時(shí),會(huì)產(chǎn)生反射波,通過分析波的傳播時(shí)間、幅值和波形特征,可以分析判斷樁身完整性。
1.2聲波透射法
聲波透射法的主要作用是檢測(cè)樁身完整性,有時(shí)也能從側(cè)面反映出樁長、樁底沉渣等情況。聲波透射法是在樁身中預(yù)埋一定數(shù)量的聲測(cè)管,通過水的耦合,超聲波從一根聲測(cè)管中發(fā)射,在另一根聲測(cè)管中被接收,由此可測(cè)出被測(cè)混凝土介質(zhì)的聲學(xué)參數(shù)。由于超聲波在混凝土中傳播遇到缺陷時(shí)會(huì)產(chǎn)生繞射、反射和折射,因而到達(dá)接收換能器的聲時(shí)、波幅及主頻發(fā)生改變,利用這幾個(gè)聲波特征參數(shù)即可判別樁身完整性。
1.3單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)
單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)主要用于檢測(cè)單樁豎向抗壓承載力。單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的原理是利用反力平臺(tái)裝置和千斤頂,在樁頂分級(jí)施加豎直向下的荷載,并測(cè)定樁身沉降量。根據(jù)豎向荷載-沉降(Q-s)曲線、沉降-時(shí)間對(duì)數(shù)(s-lgt)曲線等,可判定單樁豎向抗壓承載力。
2工程實(shí)例
廈門軌道交通工程某停車場(chǎng)為全地下停車場(chǎng),一期工程基樁總樁數(shù)為12根(試驗(yàn)樁),本文以其中2#樁的檢測(cè)情況為例。該樁樁徑為800mm,樁身混凝土強(qiáng)度為C35,設(shè)計(jì)樁長為22m,樁側(cè)土層從上到下依次為粉質(zhì)粘土、殘積砂質(zhì)黏性土、全風(fēng)化花崗巖。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,對(duì)該試樁先后進(jìn)行了低應(yīng)變法、聲波透射法和單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)檢測(cè)。
2.1低應(yīng)變法檢測(cè)情況
樁的低應(yīng)變時(shí)域信號(hào)曲線如圖1所示。從時(shí)域信號(hào)曲線中可以看到,在樁頂下11.2m附近有同向反射,因此該處可能有輕微缺陷。樁底處有同向反射,初步判斷為樁底反射。但是由于11.2m處的同向反射恰好在樁長中間,所以不排除樁底處同向反射為11.2m處缺陷的二次反射的可能。因此需要其它檢測(cè)方法來驗(yàn)證。
2.2聲波透射法檢測(cè)情況
樁徑為800mm,根據(jù)《規(guī)范》第10.3.2條規(guī)定,埋設(shè)了2根聲測(cè)管。因此2#樁只檢測(cè)一個(gè)剖面。該樁的PSD-聲速-波幅曲線如圖2所示。從圖2中可以看到,在樁頂下10.2m~11.8m范圍,PSD、聲速和波幅參數(shù)均出現(xiàn)了輕微異常,波形出現(xiàn)輕微畸變,尤其以11.35m處最為明顯,由此可判定該樁在11.35m附近有輕微缺陷,與低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果相近。
2.3單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)檢測(cè)情況
樁設(shè)計(jì)單樁承載力特征值為1550kN,根據(jù)設(shè)計(jì)要求現(xiàn)場(chǎng)最大加載量為3100kN。根據(jù)《規(guī)范》要求,加載共分10級(jí),分級(jí)為最大加載量的1/10即310kN,第一級(jí)取分級(jí)荷載的2倍620kN。卸載也分級(jí)進(jìn)行,每級(jí)為加載時(shí)分級(jí)荷載的2倍。靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總見圖3。試驗(yàn)過程中,2#樁順利加載至最大加載量,并未出現(xiàn)異常現(xiàn)象,最大荷載時(shí)總沉降量未超過40mm,且從豎向荷載-沉降(Q-s)曲線、沉降-時(shí)間對(duì)數(shù)(s-lgt)曲線中可以看到,該樁在最大荷載作用下并未達(dá)到極限狀態(tài)。根據(jù)《規(guī)范》第4.4.2條和第4.4.4條的規(guī)定,可判斷該樁單樁豎向抗壓承載力特征值為1550kN,豎向抗壓極限承載力為3100kN,符合設(shè)計(jì)要求。
2.4結(jié)論
根據(jù)低應(yīng)變法和聲波透射法檢測(cè)并互相驗(yàn)證,可判斷2#樁在樁頂下11.35m附近有輕微缺陷,樁身完整性為Ⅱ類。經(jīng)過單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn),可知該樁承載力符合設(shè)計(jì)要求,也從側(cè)面驗(yàn)證了樁頂下11.35m附近的缺陷并不影響樁的使用,Ⅱ類樁的判定是合適的。
3小結(jié)
樁身完整性的檢測(cè)方法,各有缺點(diǎn),例如本例中低應(yīng)變法無法確定缺陷以下部分樁身完整性,需使用聲波透射法對(duì)比驗(yàn)證。在實(shí)際檢測(cè)當(dāng)中,這兩種檢測(cè)方法的檢測(cè)結(jié)果也不一定能對(duì)應(yīng)。此時(shí)應(yīng)該采取鉆芯法進(jìn)一步驗(yàn)證樁身完整性,或者直接采用靜載試驗(yàn)判斷單樁承載力是否符合要求。廈門軌道交通工程是重點(diǎn)工程,基樁更是重中之重。由于靜載試驗(yàn)不能覆蓋大部分基樁,因此大部分樁的承載力只能依靠樁身完整性檢測(cè)來間接控制?;鶚稒z測(cè)工作者們應(yīng)該因地制宜,選用合適的檢測(cè)方法,并針對(duì)不同方法的優(yōu)缺點(diǎn),將多種基樁檢測(cè)方法有機(jī)地結(jié)合在一起,綜合應(yīng)用,確?;鶚稒z測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
參考文獻(xiàn)
[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ106-2014建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2014.
[2]陳凡.基樁質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2003.
作者:黃偉 單位:廈門市交通建設(shè)工程檢測(cè)有限公司
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