【物探方法】桩基工程检测技术在房建工程中应用
栏目:美咖网络动态 作者:物探小二发布时间:2020-09-07浏览次数:
近年来,桩基在房屋建筑、桥梁等建设工程中得到广泛应用。桩基是各种建筑物的基础形式之一,属于隐蔽工程,起着将结构上部荷载传递到较深和较好地层中的作用。是构筑物的重要组成部分,对工程结构质量和安全起着相当重要的作用。它是建筑物的基础,一旦基础失稳,势必造成整体建筑物破坏。因此,必须加强对桩基工程的检测,避免造成整体建筑物破坏,最大限度保障人民生命财产安全。

近年来,桩基在房屋建筑、桥梁等建设工程中得到广泛应用。桩基是各种建筑物的基础形式之一,属于隐蔽工程,起着将结构上部荷载传递到较深和较好地层中的作用。是构筑物的重要组成部分,对工程结构质量和安全起着相当重要的作用。它是建筑物的基础,一旦基础失稳,势必造成整体建筑物破坏。因此,必须加强对桩基工程的检测,避免造成整体建筑物破坏,最大限度保障人民生命财产安全。

随着高层建筑的发展,桩基在基础工程中的作用愈显重要,混凝土灌注桩、混凝土预制桩和钢桩这三大系列都有所发展,尤以灌注桩的发展最为突出。桩基础的发展主要有如下特点:单桩设计承载力越来越大。为了满足设计承载力要求,出现了各种系列的新兴改良桩系。桩基础的设计理论吸取了其他学科的先进科研成果,取得了迅速和深入的发展。复合地基理论、疏桩理论、桩基与上层建筑协同作用理论、桩基环境效应理论等相继问世并不断完善。由于在城区兴建高层建筑的需要, 沉桩的环境效应消减问题受到充分的重视,并提出了一系列计算方法和控制措施。桩基工程机械也趋向于专门化和复杂化,新型的工程机械、施工工艺和用途范围也在不断发展。

一、桩基工程检测现状

桩基工程的作用机理是将上部房建结构荷载传递到深层的地层中去,其一旦失稳,将会造成建筑物整体的破坏。目前,我国的桩基工程施工队伍庞大,施工人员的专业素质和水平高低不等,施工过程中常因施工设备的良莠不,施工工艺不规范,偷工减料的现象等,导致桩基工程的施工质量存在问题。如果检测时不能够及时发现以给出相应的补救措施,可能会造成无法估量的损失。此外,在我国桩基施工过程中还存在严重的浪费现象,根本原因是设计不规范、对桩基数量和长度等计算错误等,这与我国的节约能源,走可持续发展道路的原则相违背。

二、房建工程桩基工程检测技术

1.成孔质量检测技术

在桩基础的施工过程中,成孔的质量是影响混凝土浇筑成桩质量的重要因素之一。桩基成孔的不达标,会导致各种问题。若桩基的成孔孔径偏小,会降低整个桩基的承载能力;桩基上部的孔径过大,会造成桩基上部的侧阻力变大,同时会影响桩体下部侧阻力正常发挥;桩基成孔的倾斜会使桩基的承载力降低;桩基底部的成渣厚度过大,则会降低桩基的有效桩长,因此在施工过程中应加强桩基的成孔质量的检测。对桩孔的深度、位置、直径、沉渣厚度、垂直度等进行严格的质量把关,保证桩基成孔的质量。

2.桩基承载力检测技术

(1)高应变动检测法

高应变动检测法的工作原理是在重锤瞬间冲击桩顶时,桩周围的土层发生塑性变形,在桩顶测量力与速度的变化曲线。根据应力波理论计算得到桩基土体系的相关参数,利用分析器对桩体在接近极限临界点阶段时候的工作性能进行分析,从而得到顶桩基的最大承载力。高应变动检测法具有费用低廉,周期较短等特点,根据具体方法的不同主要分为两种:凯普维普法和凯斯法,在方法选择上需要根据实际情况加以确定,以选择较为合适的试验方法。

(2)静荷载试验法

静荷载试验法也是检测桩基的承载能力,一般包括桩基水平和竖向承载能力的检测,其中竖向检测更为常用。静荷载试验法常用于房建工程试桩时检测桩基的承载能力,是应用较广的检测方法,其优点是检测时的受力条件更接近桩基的实际受力情况,但同时其所需的费用、时间、人力、物力要求较高。尽管如此,在实际情况中仍需要加强静载试验,为桩基的动静态对比试验提高基本数据。就目前为止,桩基的静载试验方法等到的桩基承载力值仍是桩基质量的可靠评定标准。

桩基检测

3.桩基的完整性检测技术

(1)声波透射法

声波透射法方法是根据超声波在混凝土中进行传播的声学参数(如频率、振幅、声速等)变化或者波形不同,对桩身结构的连续性进行分析,查找桩体内蜂窝、夹砂、断层等缺陷位置和大小。

桩基检测

(2)低应变动力检测法

低应变动力检测法是利用对桩顶施加较轻的振动能量,使得桩身和周围的土层均发生微幅振动,同时利用测试仪器对桩顶产生的加速度和振动速度进行记录分析,根据波动理论原理,分析和判断桩身的完整性以及承载力的大小。

三、桩基检测技术在房建工程中的应用实例

1.房建工程概述

以某房建工程为例,其具体情况如下:该工程共有15层,地面以下1层,地面以上14层,整体为框架式结构,建筑面积总计388820㎡,桩基础采用混凝土预制桩。根据前期的工程地质勘查资料,场区的土层自下而上依次为强风化泥岩层、砾砂层、粉质粘土层及粉土层,其中砾砂层为端持力层。桩基设计要求为桩长10~12米,桩径Φ为0.5米,桩的数量为170根,桩基承载力值为2000KN,桩体混凝土采用C40型号。根据上述情况,结合现场的工程地质条件和施工环境,决定采用成孔质量检测技术、静荷载试验、高应变动力检测及低应变动力检测等检测技术对桩基质量进行监测。

2.检测技术的应用

(1)成孔质量检测

本房建工程成孔质量检测采用JJC-1A型孔径仪、JJX-3型井斜仪、JNC-1性沉渣测定仪、深度测量仪等机具设备,分别检测了成孔的孔径、孔斜度、空沉渣厚度、孔深等参数。

检测结果如下:

桩基检测

孔径:桩体的最大孔径为52.4cm~63.3cm、最小孔径45.1~47.1cm;

孔斜度:垂直度为0.67%~0.98%,小于标准的1%;

孔沉渣厚度:空沉渣厚度8cm~10cm,小于标准的15cm;

孔深:设计深度为10.45~12米,实际测量值为10.5~12.2米。

根据检测得到的数据分析,根据规范《JGJ 94-2008》的要求,本次桩基的成孔质量检测的四项参数全部达到了规范要求。

(2)静载试验检测

按照民建工程的设计要求,在试桩过程中选取3根试桩,分别进行竖向的静载试验检测。静载试验检测仪器采用静载试验的成套设备RS-JYB,主要构成有主机、位移传感器、控载箱、中继器以及千斤顶等。检测时采用锚桩反力设备和配重联合加载法,先将千斤顶置于试验装的桩顶,然后将主梁、次梁放好,将次梁与4根锚桩连接,同时在次梁上安设防止配重用的预制桩。加载时采用快速维持荷载法,逐级施加持持荷载,每次加荷后每隔15分钟即读数一次,每级加荷间隔2小时。根据设计要求预计加荷至8级,增量为500KN。当试桩中出现荷载突然降低等现象时要立即停止加荷。经检测,3根桩基的最大承载力均值为4000KN,极差极限值为0.05,小于均值30%,因此其承载力的标准值为2000KN,达到设计要求。

(3)高应变动力检测

根据民建工程设计要求对桩基中的10根桩进行高应变动力检测。检测的设备为FEI-C3型动测分析系统,该系统主要构件有12位的转换器、力传感器、加速度传感器、重锤以及最重要的计算机。检测时在桩侧的表面分别对称安装两只应变式力传感器和加速度计,使重锤做自由落体运动锤击桩顶,瞬时的冲击力使传感器产生了力和加速度的信号,通过上述系统进行放大,通过装换器转换为数字信号传给计算机进行数据统计分析存储,绘出实测波形,最后将实测信号进行重播,得到曲线拟合分析,计算得到桩的竖向最大承载力。检测结果:抽样的10根桩的竖向最大承载能力值在2180~2344KN之间,桩基的竖向最大承载力的均值约为2261KN,因此,本次高应变检测的结果为桩最大承载力为2261KN。

四、总结

根据笔者对房建工程桩基工程检测控制技术的深入研究以及多年的工作经验总结,如果桩身发生阻抗变化或者多变的前提下,利用低压的检测技术就具有一定的局限性;现场要测量出准确的信号才能够进行桩基检测。现代的桩基工程检测控制技术已经趋于成熟,但是现场环境的复杂性,需要工程人员结合实际情况和工作经验综合运用各种检测技术,对桩基的情况做出正确判断,为地面建筑拥有坚实“基础”提供保证。




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