提高桩基工程质量检测的可靠性研究

'提高桩基工程质量检测的可靠性研究第25卷第6期2005年12月惠州学院(自然科学版)JOURNALOFHULZHOUUNIVERSITY(NAT.SCI.)V01.25.No.6Dec.2o05提高桩基工程质量检测的可靠性研究袭卓(广东有色金属地质勘测局九三五队,广东惠州516012)摘要:本文结合工程实例,从确定检测方案,提高检测精确度,质量问题分析等多方面论述提高桩基工程质量检测的可靠性.关键词:桩基;质量检测;可靠性中图分类号:TU473文献标识码:A文章编号:1671—5934(2005)06—0072—051前言桩基是重要的基础形式,其应用越来越广泛.桩基础质量好坏直接关系到建筑物的安全,通过质量检测可及时发现和消除桩基工程质量隐患,质量检测是控制桩基质量的重要手段.但在工程实践中,有的由于对检测方法了解不多或使用不当,或者因不重视而使用存在着随意性,造成有时桩基工程质量检测的可靠性不高,给工程留下了隐患,甚至造成质量事故,所以,提高桩基工程质量检测的可靠性有着重要意义.下文对如何提高桩基工程质量检测的可靠性谈谈一己之见.2合理确定检测方案确定检测方案是桩基质量检测工作的重要环节, 对具体工程而言,检测方案包括选用何种检测方法,2.1一般原则合理的检测方案是提高桩基质量检测可靠性的保障.检测先后次序,检测数量,检测桩定位等.[1]检测方案的确定应根据桩型,施工工艺,地质及场地条件,建筑桩基安全等级等因素,选择合适的检测方法,并应考虑多种方法相结合使用,取长补短,检测桩数首先应满足规范要求,这样检测的可靠性才有保证.一般地,桩基工程应先进行成桩质量检测,后进行承载力检测.成桩质量检测一般采用反射波法(小应变法)进行桩身完整性普查,根据普查结果,再选择一定数量的桩身质量较差的桩(Ⅱ类以上)做静载试验,高应变动测法(大应变法)或钻孑L抽芯法检测.承载力检测以静载试验为准.确定检测桩位还应考虑选择施工质量有怀疑及设计认为重要或岩土特性较复杂部位的桩.2.2选择合适的见桩检测方法【2J(1)钻,冲孑L灌注桩.根据该类桩的特点,可先采用反射波法普查桩身质量,成桩质量检测还可考虑采用钻孔抽芯法和声波透射法.收稿Et期:2005—09—22作者简介:黄卓广(1952一),男,广东汕头人,广东有色金属地质勘测局九三五队工程师.第6期黄卓广:提高桩基工程质量检测的可靠性研究?73?(2)挖孔灌注桩.先用反射波法普查,再用钻孔抽芯法检测,重要的建筑桩基还应采用静载试验检验桩承载力. (3)预应力管桩.可先采用高应变动测法检测,再做静载试验.也有的用反射波法检查管桩的桩身质量,但实践证明仍有不足之处,需继续总结经验.3提高检测精确度提高检测精确度是提高桩基工程质量检测可靠性的基础,只有检测精确度提高了,才能提高检测可靠性.采用不同的方法进行检测提高精确度有不同的要求.下面对几种常用检测方法就如何提高检测精确度做些论述.3.1反射波法3.1.1测试系统要有好的配套性测试系统各部分应匹配良好,信号采集仪整机要有足够的动态响应(050kHz),传感器的幅频曲线有效范围应覆盖整个测试信号的主体频宽.3.1.2做好现场测试工作(1)桩头应进行处理.凿去桩顶浮浆,松散或破损部分,桩顶表面应平整干净无积水,桩顶材质,强度,截面尺寸应与原桩身等同.(2)安装好传感器.传感器应垂直牢固地安装在桩顶面上,安装点附近不得有缺损或裂缝,否则将严重影响测试信号质量.(3)合理设置采样时间间隔,采样点数,增益,滤波等.(4)应针对不同的测试对象采用不同的激振方式.小桩采用较小的锤敲击,大桩采用较重的锤或力棒敲击;当检测长桩的桩底反射信息或深部缺陷时,冲击入射波脉冲应较宽,当检测短桩或桩的浅部缺陷时,冲击入射波脉冲应较窄,同时采样时问间隔应较小.图1,图2为同根桩两种信号效果,图1为冲击 入射波脉冲较窄信号,浅部4.5m缺陷明显,图2为人射波脉冲较宽信号,无浅部缺陷反射,可见不同的激振方式会直接影响测试结果.图1冲击入射波脉冲较窄信号/""1ll——I01O15I20l:?{图2冲击入射波脉冲较宽信号?74?惠州学院(自然科学版)2005年第25卷(5)每根桩应有多个检测点,并随桩径增大,检测点应适当增加.(6)采集的信号应满足:①信号无不合理振荡等干扰.②除断桩外,信号尾部应归零.③同根桩不同检测点信号一致性要好.图3信号叠加了高频干扰,会影响对信号的判读,为无效信号.JIL一-,^""1v…——-——一O51O15己Ol253035J4045l20.臣0m【400Om/S)图3高频干扰信号3.1.3对信号进行合理的分析处理消除不必要干扰,提高测试波形质量,以便于准确分析判断.3.2高应变动测法3.2.1认真做好现场检测工作(1)正确安装传感器.传感器安装位置要正确,安装处桩面应平整光滑无缺损,且其材质和截面尺寸应与原桩等同;应变和加速度传感器的中心应在同一水平线上,两者之间的水平距离不宜大于10cm;传 感器中心线应垂直于桩中轴线,且其轴线应与桩轴线平行,安装完毕后,传感器应牢固且紧贴于桩表面,应变传感器初始变形值不得超过规定值,加速度传感器不应有悬臂现象,确保稳定.(2)采集可靠信号,保证信号质量.现场采集的信号是后续分析和承载力计算的依据,信号是否真实可靠将直接影响到计算承载力的可靠性,质量差的,无效的信号将引起误判或承载力值误差.现场信号的可靠性应符合:1.信号没有各种干扰,即没有不规则毛刺和振荡,不削顶等.2.F(t)曲线和zV(t)曲线在起始段应基本重合.3.F(t)曲线和ZV(t)曲线尾部应归零.4.为充分激发土阻力,打击力应足够大,每次锤击作用下,贯入度不宜小于2.5mm,最大动位移应大于5mm.图4信号F(t)曲线和zv(t)曲线起始段不重合,尾部也不归零,信号的可靠性极差,用于承载力计算会导致误差.一一:::,"一～...一一………=…..?""—～",....."""～-…_,_…●●一.""图4n-q"靠性差的信号每根桩应采集到几锤可靠的信号,且信号的一致性及重复性良好时,才可结束试验.3.2.2合理分析测试数据 严重偏心锤击,传感器出现故障或传感器安装处混凝土开裂,出现塑性变形等情况,其信号不得作为分析计算依据,否则会导致结果不合理或误差较大;合理输入各种计算参数,特别要正确选取J.值,J.值对承载力计算结果具有决定性作用,又是个受人为因素影响较大的经验系数,可参考表1取值,但也应结合地区经验,且要有动与静对比或曲线拟合分析结果作依据,同一场地相同桩型和尺寸时,J.极值与平均值之差应控制在0.1以内.第6期黄卓广:提高桩基工程质量检测的可靠性研究?75?最后,应选取最合理的分析曲线作为case法的分析结果.3.2.3曲线拟合法拟合分析完成后,计算曲线应与实测曲线吻合,且桩侧摩阻力和桩端阻力取值应在岩土工程合理范围内.3.3静栽3.3.1仪器设备要求试验用的百分表,压力表和干斤顶须定期计量检定,合格方可使用;压力表一般应采用O.4级精密压力表,测量沉降采用精度为0.01mm,量程为30～50mm的百分表;干斤顶和压力表量程应与试验荷载相匹配,最大试验荷载值落在压力表量程的1/5～4/5为合适.3.3.2现场试验(1)采用堆载的场地应压实平整,地耐力应满足要求,堆载重物应在试验前一次性加上,并确保重量为桩预估极限承载力的1.2倍.(2)试桩,压重平台支墩边和基准桩两两之间的距离要求≥4d且《2m(d为试桩直径或边长);基准 桩的设置应保证不产生竖向变位,不受试桩下沉影响,基准梁应有足够的刚度.(3)沉降观测应至少对称安装2个百分表,大直径桩应安装4个百分表,以消除桩不均匀下沉的影响,测表应垂直安装.(4)当采用多个千斤顶加载时,应使干斤顶的合力通过试桩中心,以免使桩偏心受压,影响试验结果.4正确分析和处理质量问题桩基工程质量检测中有时会检查出一些质量问题,如桩身有缺陷或桩破坏承载力达不到设计要求等.当出现质量问题时不应不加分析地简单处理了事,而应认真对待,采取扩大抽检或采用其它方法进一步检验,对问题桩也可再结合别的方法进行检查,总之,要查明产生质量问题的原因,弄清究竟是个别桩问题,还是整批桩问题;是设计问题,施工问题,还是地质问题等,然后有针对性地采取处理措施,这样才能消除质量隐患,提高检测结果的可靠性.工程实例:某桩基工程采用锤击预应力管桩,桩长约40m,设计极限承载力为3300kN,桩端持力层为强风化花岗岩.该工程场地土层上部分布有34～38m的巨厚饱和流塑状淤泥,淤泥层下为粗砂,残积层或强风化岩层以及中风化花岗岩.基桩施工完毕后,抽取二根桩做静载,其中一根桩试验破坏了,其试验结果见表2.该桩实际极限承载力为1320kN,仅达到设计的40%,破坏后残余油压值为875kN.?76?惠州学院(自然科学版)2005年第25卷业主召集有关人员对质量问题进行分析,并采取了处理措施.根据试验 情况,确定该桩破坏是由桩身材料受压破裂所致,决定对该桩再用反射波法进一步检查,检查结果为该桩桩身完整,所以推断该桩是在桩端破碎,而破坏的真正原因是"上软下硬"的特殊地质条件造成的,图5为场地一勘探孑L地质情况柱状图其淤泥层与中风化岩层之间仅有20cm粗砂层,证明地质条件的特殊性,在这样特殊的场地施打管桩,桩穿越薄的过渡层直接打在坚硬的中风化岩层上,桩容易破损,尤其是在桩端更易破损,因此种情况施打管桩,桩端所受压应力最大,接近于桩顶的2倍.最后按打桩时最后三阵贯人度小(≤20mm)的条件,抽取一批桩做高应变动测,又检查出二根桩端有明显缺陷的桩,从而消除了质量隐患,提高了检测结果的可靠性.5结束语提高桩基工程质量检测的可靠性是关系建筑物安全的重要问题,又是一项复杂细致且涉及环节多的工作,须合理确定检测方案,提高检测精确度和一?一e?●?●?..I?一.O●乞evlt~t.0"—."",.?毒正确分析及处理出现的质量问题,只有各个环节都做好了,才能真正提高桩图5勘探孔地质情况柱状图基工程质量检测的可靠性,从而尽可能地消除桩基工程质量隐患,确保建筑物安全.参考文献:[1]徐攸在,刘兴满.桩的动测新技术[M].北京:中国建筑工业出版社,1989[2]粤建科字[2000]137号.广东省桩基检测技术规定(试行)[Z],2000.【责任编辑:吴跃新】ResearchontheReliabilityofColumnFoundationQualityTestingHUANGZhuo—Guang (935Team,GuangdongNon-ferrousMetalGeologicalProspectingBureau,Huizhou516012,GuangdongChina)Abstract:ItwasdiscussedthathowtoraisethereliabilityofengineeringqualityexaminationfromaspectsOpro-grammemaking,accuracyandqualityanalysisinthispaperKeywords:columnfoundation;qualitytesting;reliability'