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桩基检测

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桩基检测

桩基检测范文第1篇

关键词:桩基 动力检测 高应变法 低应变法

前言:桩基础依据其实隐蔽工程,在高层建筑、铁路、公路、港口码头、电力、海上石油钻井平台、水利等工程领域得到了广泛的应用。。桩基动力检测技术具有费用低、快速、轻便等优点,越来越受到工程检测人员的喜欢。

桩基动测技术研究在我国始于20世纪70年代。1972年,湖南大学学者周光龙提出了“桩基参数动测法”,对开创我国桩的动测方法研究起了积极的推动作用。1978年东南大学学者唐念慈应用波动方程法对渤海12号平台钢管桩进行了动力测试,并获得成功。自20世纪80年代以来,机械阻抗法、水电效应法、共振法、锤击贯入法等10余种方法相继推出,并在我国的许多地区纷纷进行试验研究和应用。

1、高应变法

高应变法是当作用在桩顶上的能量较大,直接测得的打击力与设计极限值相当时。目前高应变法主要有动力打桩公式法、波动方程法、Case法、曲线拟合法、锤击贯入法和动静法等,但工程界应用最广泛的高应变法是CASE法和波形拟合法。

1.1 CASE法及其局限性

CASE法是一种通过一维波动方程计算而获得岩土对桩的支撑阻力的新方法。它有三条基本假定:桩身是等阻抗的;桩周与桩尖土对桩的运动阻力分为动阻力和静阻力两部分,动阻力全部集中在桩尖,忽略了桩侧土阻力;静阻力模型为理想刚塑性体,忽略了应力波在传播过程中的能量损耗,包括桩身中内阻尼损耗和向桩周土的逸散。基于以上三条基本假设,由行波理论和波动方程推导出CASE法单桩极限承载力公式: Rs=R-JC(2Ft1-R)其中Jc是地区性经验系数,土质不同, Jc凭经验取值的变异性会很大。

由于CASE法的假定条件与部分桩基的实际施工条件差别较大。导致CASE仅适用于钢桩、预制桩和预应力管桩的测试。

1.2波形拟合法及其局限性

波形拟合法波形拟合法目前被认为是确定单桩承载力最准确的方法。它是通过现场把实测力波和速度波输入计算机进行迭代计算,把桩―土系统变为离散的质弹模型,假定各单元桩和土参数,以实测的桩顶速度波(或力波)作为边界条件,用特征线法求解波动方程,反算桩顶力波(或速度波),使计算的波形和实测波形拟合。若两者不吻合,调整桩土参数,再次计算,直至吻合。此时各参数是最佳估算值。最终求得承载力、侧阻分布和计算的Q-S曲线。

波形拟合法取样严格要求贯人度、侧面光滑性及截面的一致性,因此,当桩问土变形不够充分时,承载力计算值偏于保守。而且它假定桩周土体内无变形存在,也极不合理。桩土间的理想弹塑性模型和牛顿粘性体模型与灌注桩、预制桩等桩型存在较大偏差。

1.3低应变法

低应变法是作用在桩上的能量较小,仅能使桩土间产生微小扰动。现在国内低应变动测法主要用于检测桩身完整性。我国低应变动测桩法主要是应力波反射法,其次还有机械阻抗法、动力参数法、水电效应法、共振法等。其中应力波反射法在桩身质量检测中应用最广泛。

应力反射波法是以应力波在桩身中的传播反射特征为理论基础的一种方法。该方法将桩假定为连续弹性的一维截面均质杆件,并且不考虑桩周土体对沿桩身传播应力波的影响。当在桩顶施加一瞬态锤击振力,将在桩内激发应力波,由于桩与周土之间的波阻抗差异悬殊,应力波的大部分能量将在桩内传播,当波长L>>桩径D,应力波波长λ>>D时,桩可以看作一维杆件,应力波在桩内传播可以采用一维杆波动方程计算。垂直入射的应力波在桩内传播过程中,当桩内存在有波阻抗差异界面时,波将产生反射波和透射波,反射波将沿桩身反向传播到桩顶,而透射波继续向下传播。

低应变法的缺陷主要体现在桩周土层对波形曲线的影响、桩身浅部的缺陷难识别、缺乏对缺陷的定量分析、第二缺陷的判断识别困难、难以分辨渐变的缺陷等几方面。

2、桩基础动力检测技术的未来走向

新的世纪 ,桩基动测技术也应向高质量、规范化、标准化的方向发展,除了不断开发和改善动测分析的硬件设备外,更应不断完善理论研究和软件分析。

2.1 分析方法

目前桩基动测数据分析的方法主要有时域分析或频域分析法。时域分析考察的是以时间为横坐标的桩身波动曲线,可以根据理论分析写出其传递函数及桩头的位移方程, 但无法确定函数中若干系数的取值。频域分析是应用 FFT(快速傅立叶变换) 和频谱分析来研究其特征,能得出更多的分析结果,但是对于结果的解释主要靠测试人员的工程经验。

2.2 信号分析

测试结果的信号分析包括两个内容 : 一是信号处理技术; 二是信号分析结果的正确解释,两者同时又是密切相关的。

现在为止,桩基础动力检测技术尚未完全成熟,随着桩基检测理论和实践的不断发展 , 在建立桩一土体系动力作用下的力学机理及相关理论的同时,发展先进的测量技术和对测试信号的正确解释,桩基动测技术在工程中的应用将会越来越广泛。

在互动生成教学中,掌握并使用适当的课堂教学方法就有可能以较快的速度,完成预定的教学内容,有效地发挥各种教学组织形式的作用,顺利地实现教学目的和任务。[4]因此,在语文互动生成教学中,教师应该根据学科性质、教学目标和学生身心发展规律,合理选用教学方法,以此实现课堂生成。

首先,要结合初中阶段语文教学的要求和学生的特点,针对不同的课型,选择相应的教学方法。在初中语文教学中,教师必须在遵循学生身心发展规律和语文学习规律的基础上,区别对待不同的课型,选用不同的教学方法,以此把握好语文教学中的动态“生长点”。阅读课,要求教师在问答和讨论的过程中,对学生的反馈信息进行确切的分析和判断,找出矛盾的关键,让学生对知识的理解更到位,更深刻。这里,教师比较适合采用讲述法、问答法、讲解法和讨论法。单元指导课,由于它不是简单的知识重复,在课堂上教师应重在与学生交流学习心得,交换学习经验,通过同类比较或异类比较的方法,帮助学生学会根据语文学科的内在逻辑结构对知识进行分类和归纳,弥补学习中的缺漏,实现智能结构的优化。这里,教师可以采取讲解法和练习法。技能训练课中的写作课,要求教师积极与学生展开交往活动,让学生在联想和想象中充分调动自己的生活经验,对话题发表自己的看法和理解,从而实现写文、讲评和修改中的动态生成。这里,教师则可以运用讨论法和练习法。当然,以上所说的讲述法、问答法、讲解法、讨论法和练习法只是几种基本的教学方法,在具体的教学中,教师还要根据交往互动的实际情况,研究与之相适应教学变式,给课堂注入新鲜的活力,如适合阅读课的讲解法变式就有:侧面引导式、比较解疑式、指点式和归纳式等。

其次,要整合运用选定的多种教学方法,即对它们进行一定的逻辑组合。如《行道树》一文,它的教学重点是在精心品味语言中,走进行道树的精神境界。为此,教师可以选用精读法、问答法和比较法,使学生在生本、师生交流中体味到散文语言优美凝练的特点,并在这一过程中,认识到行道树不同与其它的树,它为神圣事业而承受痛苦,却为自己的奉献而自豪快乐,进而感悟到行道树无私奉献的精神和作者寄予其中的人生哲理思考,从而提高学生的鉴赏能力。而本文的教学难点是要求教师引导学生把握主旨,学习奉献精神,培养奉献意识。为此,教师又可以选用讨论法、介绍法,让学生在经验交流中,体会到这种崇高的人生价值观,从而陶冶学生美好的情操。

四、加强反馈矫正,提高生成质量

互动生成教学是教学双方信息传递和反馈矫正的过程。那么,在语文互动生成教学中,如何加强反馈矫正,提高生成质量呢?首先,要加强反馈矫正中的师生情感交流,这是提高生成质量的基本前提。语文互动生成教学中的师生情感交流能给课堂注入丰富的人文情怀,是语文思想、审美和情感教育的根本途径,它对语文的教学进程和教学效果有着直接而重要的影响。在语文课堂教学中,教师的真情实感能感染学生,消除反馈矫正中一部分学生(尤其是学困生)的惧怕、应付和依赖心理,使他们自觉融入到和谐宽松的气氛中去积极主动地学习思考;而学生良好的情绪又能唤醒他们自身的经验,激发他们去感受和体悟,以此增强他们语文学习的动机。因此,在教学过程中,要以互动交流的方式打开学生的心灵,把他们引向实在的知识课堂,引向真挚的情感世界。纳感受交流于一体,熔感知体验为一炉,这样才能使学生产生良好的学习兴趣和心理,提高课堂生成的质量。初中语文课本中有许多包含感情的散文,教学中在品味它的语言时,教师应通过反馈与矫正加强与学生的情感交流,在这个语言品味的过程中,教师的引导和点拨始终贯穿着情感的交流与对话,让学生在形象的情感体验中感受到了语言的非凡魅力,使课堂呈现出了缤纷的生成。

其次,要做到适时的反馈矫正,这是提高生成质量的重要条件。这里,适时的反馈矫正包括及时的反馈矫正和延时的反馈矫正。及时的反馈矫正是指教师为保证课堂教学的实效,必须不断借助反馈信息,对教学的进程和方式进行调节,对学生的行为和知识进行矫正。具体表现为在倾听、交流和答疑中,教师要及时发现和捕捉生成信息,并对其进行价值判断,如果符合教学目标并有利于课堂教学就应立即采取相应的措施进行处理。延时反馈矫正是指对于一些开放性和发散性较强的问题,教师应该学会等待,给学生足够的思考交流时间,不做匆忙的最终评判,以延迟评价的方式,促进学生知识的动态生成。这具体表现为师生之间的讨论和生生之间以小组为单位的学习中。此外,还有一些动态生成资源不能依靠及时或延时反馈矫正来利用,往往需要将其搁置,以保证教学目标的顺利完成。

最后,加强反馈矫正还应注意各个阶段的协调和配合,这是提高生成质量的重要途径。反馈矫正不仅只限于某一环节,或者是某一堂课,课与课之间也应该加强反馈与矫正。很多教师都有体会,一个班级前后两堂课可能会出现两种不同的教学情景,常常是后一堂课的互动生成比前一堂课的积极、活跃和有效。这是因为在实际的语文教学中,不少教师对前一堂课的学生资源缺乏即时的判断和利用能力,在收集到反馈信息后,难以作出相应的引导和调节。因此,在语文互动生成教学中,教师要根据前一堂课的学生互动反馈信息,有意识地进行教学活动的调整和矫正,目的是为教学活动中碰到的困难或所犯的错误,提供及时的修正和反馈。

作者简介:

曾琦,浙江海洋学院人文学院2010届毕业生;宋秋前,浙江海洋学院教授。

参考文献:

曹明海.潘庆玉.语文教育思想论.青岛:青岛海洋大学出版社,2002.1.

[2] 陈舒宇.中学语文动态生成教学的实践和研究.吉林:东北师范大学,2008.(9).

桩基检测范文第2篇

【关键词】桩基;桩基检测技术;建筑工程;局限性

中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:1006-0278(2012)05-113-01

国民经济的日益增长使得桩基已成功的应用于高层建筑、桥梁、厂房等工程中,另外各个基础领域的应用也越来越广泛。桩基特殊的结构设计保证了基础沉降的均匀性,它可以将上部高层建筑物载荷传递给土层深处的基础结构。因此,现代建筑中大多采用桩基作为牢固的地基处理策略。然而桩基质量的好坏受多种因素控制,如施工人员素质、地形、材料机械性能、隐蔽性等。出于工程整体质量和人身安全的考虑,把好桩基质量关理所当然成为一个国家建筑工程检测部门的首要任务。

现有的桩基检测技术措施主要分静载检测和动态检测两大部分。其一,静载检测主要是静载荷法,它用于建筑物承载力的分析检测;其二,动态检测技术主要包括声波透射法、高应变动测法、低应变动测法(即反射波法)。动测技术相对静载检测技术应用更为广泛。

一、桩基质量标准

根据现行的国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》和行业标准《建筑基桩检测技术规范》①的相关规定,桩基工程承载力和完整性需遵循一定的质量标准。

我国桩基造价高,约占整个建筑工程总价的25%以上,面临较大的经费投入,桩基质量问题仍是层出不穷。因此,桩基施工中质量问题控制更加严峻,只有遵循行业规范才能保证桩基材料、载荷、桩基深度、径宽、桩型规格等各项指标合格,从而保护人民群众的财产和安全利益。一般来讲,桩基质量的好坏直接关系到使用寿命问题,桩基完整性检测耗时较少、话费也较低,多次的抽样检查可确保桩基完整性,避免施工意外,桩基的完整性和载荷可直接作为判断其使用寿命的参考指标。特别地,考虑到建筑施工的具体情况,施工者应综合考虑各种影响因素,结合本工程的特殊要求、地质条件、施工场所、检测领域合理利用桩基检测技术,适时地综合利用合理采纳检测结果。

另外,桩基建筑施工中的质量检测也是必不可少的②。影响桩基最后质量的各项指标自始至终存在于整个施工中,为确保最后质量的顺利过关必须对施工过程中的各项指标做到实时监测和随时校正。面临施工中各项硬性指标的变化,如材料变更、地形不符、结构设计参数变化、人员不足等,如不及时的进行监测和协调随时都可能影响最终的桩基质量。施工过程中的检测完全可以按照国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》和行业标准《建筑桩基检测技术规范》实行。

二、 桩基质量检测

(一)静载荷法③

静载荷法主要应用于验证桩基建筑的负载力。但是实际的应用中检测时间较长,花费高,普通的桩基检测不予采用,而用于特殊工程要求的检测过程中。

静载荷法的试验装置一般包括监测、加载、反力系统三个方面,测试过程中不同荷载量对桩基整体沉降和形变的影响。该方法可用于桩基水平方向和竖直方向的承载力的测定,尤其是竖直方向的负载力的检测应用较为广泛。

(二)声波透射法

超声波透射法主要用于监测桩身结构完整性中的混凝土结构完整性。它的检测理论依据是:根据超声波弹性波测试的方法,利用人工激发向混凝土内发射弹性冲击波,分析弹性波在介质中的声学参数(振幅、声速、频率)变化,从而判断混凝土介质内部结构完整性的变化。

声波透射法也存在各种限制性应用。如特殊情况下检测时间和花费将会增长特别是当弹性波透射截面较小发生阻塞时,难以取样,影响桩基质量判定。

(三)高应变法

高应变法是反射波法的一种补充方法。它主要用于检测单桩竖直方向的负载力,判断桩基竖直方向的承载力受水平桩身裂纹和关节点影响的大小,它需要能量较高的建筑结构动力支撑。它的基本原理阐述如下:如果假设桩基是一维弹性杆,施于外力时,桩基发生弹性形变,弹性位移随时间和纵向坐标而变化。

高应变检测技术已广泛应用于各项领域的桩基质量检测。但是由于受质量检测人员技术、检测硬性条件的限制,其检测桩身结构的准确性常会受到干扰。

(四)低应变反射波法

低应变检测(即反射波法)是应用最为广泛的桩身完整性检测技术,它是一种瞬态时域分析方法,在传统方法的基础上辅以频域分析和激振分析方法。

反射波法的基本原理为:重锤敲击桩身顶部后,瞬间的冲击波沿着桩身传递给桩身底部再反射回桩身顶部,该方法具有检测方便快捷、适用性强、操作方便等优点;但存在一些局限性,即桩基长度和桩径比例较大且截面阻抗浮动较大时,使得桩身底部接收不到反射信号,对桩身完整性检测造成误读。

桩基检测技术是整个建筑物稳固的基石。结合具体情况进行具体分析,做到各种方法的相得益彰、取长补短、互相配合是必不可少的。系统完善地综合考虑,也才能做出可靠准确的质量评判。

注释:

①建筑桩基检测技术规范.JGJ106-2003[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.

桩基检测范文第3篇

关键词:桩基检测 静载实验法 钻芯法 低应变法 高应变法 声波投射法

Abstract: With the amplification of demand for infrastructure construction, engineering construction of pile foundation is also a corresponding increase. As a result, the pile foundation engineering detection technology has become the key construction projects. Meanwhile, due to the particularity, covert and professional of the pile foundation engineering, determines foundation quality control is difficult, so the prospects for the development of pile testing was very good. The pile testing methods improvement and update has a crucial role for the entire foundation quality construction.

Key words: pile testing; static load test method; core drilling method; low strain method; high strain method; acoustic projection method

中图分类号:TU473.1+6 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)02-

桩基检测的发展历史与现状

桩基的发展历史由来已久。追溯到公元247年,桩的最早应用开始于上海龙

华塔及十世纪筑成的杭州湾大海塘的石砌岸壁。到了19世纪后期,出现了水泥、钢筋以及混凝土。随着机械设备的不断完善和改进,建设高层建筑对桩基的型状逐渐更新,样式变得多种多样。随之而来的是桩基理论研究的深入发展。通过理论的更新和深入,从而更好地指导实践中的桩基检测技术。

桩基是工程结构常用的基础形式之一,属于地下隐蔽工程,施工技术比较复杂,工艺流程相互衔接紧密,施工时稍有不慎极易出现断桩等多种形态复杂的质量缺陷,影响桩身的完整性和桩的承载能力,从而直接影响上部结构的安全。因此,其质量检测成为桩基工程质量控制的重要手段。

在桩基检测的发展历史中,检测技术的更新成为了一个宽泛且热门的话题。为了适应桩基检测日益复杂和精湛的需求,国内相关研究者也在不断引进和学习国外先进技术,不断发展完善桩基技术。随着基础设施建设要求的不断提高,桩的尺寸现已越来越大,由此对桩质量的要求越来越高,所面临的问题也可能会越来越多。尽管国内桩基检测技术的发展仍然无法满足生产的全部需要,但是从整体来看,国内桩基检测发展的技术和办法在不断地更新和完善。

桩基检测的方法

根据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003),目前桩基检测的主要方法有静载试验法、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等几种。

静载试验法

静载试验法是目前公认的检测基桩竖向抗压承载力最直接、最可靠的试验

法。在目前桩基检测技术还尚未伍德突破性进展之前,静载实验法被认为是尚不可被替代的。其优点在于直接简单,且可靠安全。但在工程实践中发现,基准桩的问题有时会被检测人员所忽视,容易出现基准桩打入深度不足,试验过程产生位移的问题。

静载实验法在国外工程界里也是颇受关注的一个研究课题。据调查研究,国内外很多学者为此做了很多尝试和实验。尤其是80年代以后,随着经济建设的不断发展,我国的桩基静载实验法进入了一个全新的发展时期。目前,静载实验法已经成为一项在理论上无可争议,在方法上普遍认可的桩基检测技术。

2. 钻芯法

钻芯法又叫做钻桩取芯试验法。这种方法具有科学、直观、实用等特点,在检测混凝土灌注桩方面应用较广。检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度以及桩底沉渣厚度是钻芯法的宏观目的。通过这种方法能够很好地判定和鉴别桩端岩土的性状,并准确判断桩身完整性的类别。

一次完整、成功的钻芯检测,可以得到桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性的情况,并判定或鉴别桩端持力层的岩土性状。抽芯技术对检测判断的影响很大。某工程先用XY-1型工程钻机,采用硬质合金单管钻具,用低压慢速小泵量及干钻相结合的钻进方法,结果采芯率不到70%,芯样完整性极差,大多呈碎块;后来改用SCZ-1型液压钻机,采用金刚石单动双管钻具,采芯率达99%,芯样呈较完整的圆柱状。所以,《技术规范》对钻机和钻头作了相应的规定,就是为了避免抽芯验桩的误判。目前增加了钻机设备的技术含量,从单一的效率低的向效率高多功能的钻机发展。

3.低应变法

低应变动测法又叫低应变反射波法(应力波法),是以手锤或力棒敲击桩顶,给桩一定的能量,产生一纵向应力波,该应力波沿着桩身向下传播,由传感器(速度或加速度型) 拾取桩身缺陷及不同界面的反射信号, 通过检测和分析应力波在桩身中的传播历程, 便可分析出桩基的完整性, 并根据桩身突然变化界面时( 如: 桩底沉渣过厚、桩身夹泥、断裂、扩径或缩径等)所产生的反射和透射波, 来确定桩身缺陷性质, 估算桩长或缺陷位置, 且根据应力波在桩身中的传播速度来推断混凝土的强度。

20世纪80年代,低应变法进入了快速发展时期,各种低应变法在基础理论、机理、仪器研发、现场测试和信号处理技术、工程桩和模型桩验证研究、实践经验积累等方面取得了很多成就。低应变动测法检测简便,且检测速度较快,但如何获取好的波形,如何较好地分析桩身完整性是检测工作的关键。测试过程是获取好信号的关键,测试中应注意:1.测试点的选择。测试点数依桩径不同、测试信号情况不同而有所不同,一般要求桩径在120cm以上,测试3~4 点。2.锤击点的选择。锤击点宜选择距传感器 20~30 cm 处不必考虑桩径大小。3.传感器安装。传感器根据所选测试点位置安装,注意选择好粘贴方式,一般有石蜡、黄油、橡皮泥在保证桩头干燥,没积水的情况下。4.尽量多采集信号。一根桩不少于10 锤,在不同点,不同激振情况下,观测波形的一致性,以保证波形真实且不漏测。

4.高应变法

高应变法又叫做试桩法, 是一种利用高能量的动力荷载确定单桩承载力的方法。在国内,动力打桩方式的发展已有将近百年的历史。动力试桩技术的发展最早始于动力打桩公式。目前,国内外高应变法依旧主要采用一维杆波动理论作为测试和结果分析的基础。

高应变法的主要功能是判定桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。高应变法在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时,能够在查明这些“缺陷“是否影响竖向抗压承载力的基础上,合理判定缺陷程度,可作为低应变法的补充验证手段。目前在某些地区,利用高应变法增加承载力和完整性的抽查频率,已成为一种普遍做法。

随着国内基础设施建设的不断发展,桩基工程量也在日益增多。目前国内出现了多种类型的混凝土灌注桩的广泛应用。但是由于桩基检测工程量巨大,因此伴随技术发展而生的就是质量的优劣。相较于传统的静载实验法,高应变法不论在费用抑或是时间成本方面都有很大的优势。因此,目前来看,高应变法因操作简单,并且技术较为先进,从而成为国内广泛推广和应用的检测方法。

5.声波投射法

声波透射法, 俗称埋管法, 是在灌注桩中预埋两根或两根以上声测管供声波从发射到接收。波投射法是基于混凝土灌注桩的使用,是在结构混凝土声学检测技术基础上发展起来的。早在20世纪70年代,声波投射法就已经被用于检测混凝土灌注桩的完整性方面。在桩身混凝土传播过程中,由于缺陷的存在,混凝土连续性中断,在缺陷区与混凝土之间的界面,声波将发生反射、绕射、折射及声波能量的吸收和衰减。

目前,声波投射法以其鲜明的技术特点成为目前混凝土灌注桩完整性检测技术的一种重要手段。目前,在民用建筑设施以及水利电力和工业、铁路等建设方面皆得到了广泛的应用。与其他完整性检测方法相比,声波透射法能够进行全面、细致的检测,且基本上无其他限制条件。但由于存在漫射、透射、反射,对检测结果会造成影响。

三、结论

第二部分详细论述了桩基检测各种方法的优点和不足。在笔者看来,目前桩基检测的技术不能依赖于某一种单一的检测方法。而在评判建筑设施质量的问题上,建筑基础设施是个至关重要的因素。因此,为了保证桩基的质量,桩基检测技术就更显重要。

在目前桩基检测技术中,每一种单一的检测方法存在很大的局限性。由于检测远离、仪器设备、数据处理等各方面的综合考虑和要求,单一的检测方法目前尚不能完全适用于各种桩型的需求。桩基检测技术在实践的检验中会存在应用上的诸多不足,也会在实践操作中不断完善和更新。

总之,在桩基检测中,各个检测手段需要配合使用,利用各自的特点和优势,按照实际情况,灵活运用各种方法,才能够对桩基进行全面准确的评价。除此之外,建筑环境,以及施工人员的水平也都是影响检测技术高低的外部因素。在实际操作中,应努力权衡各方面的因素使之达到最优化的状态。

参考文献:

《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)。

祝龙根、刘利民、耿乃兴,《地基基础测试新技术》,北京机械工业出版社,1999年。

周兴平,《检测技术的研究现状与展望》,2005年6月。

吴丽萍,《深层平板载荷试验装置的研究》,工程勘察,2001年6月。

葛远乐,《桩基检测技术发展现状和展望》,协会论文。

章奕峰、周涛,《桩基检测技术的现状与发展探讨》,1994-2012China Academic Journal Electronic Publishing House.省略.

王雪峰、吴世明,《基桩动测技术》,北京科学出版社,2001年。

桩基检测范文第4篇

【关键词】:桩基础;检测技术;动力检测;低应变

【 abstract 】 this paper introduces the detection of low strain dynamic pile reflection wave method to the basic principle and the operation of the main points, test preparation, data collection and processing, analyzes the influence of the testing data of the factors, and put forward the method of some defects existing, and an example data discrimination based on the actual situation of the pile foundation some experience method.

【 keywords 】 : pile foundation; The detecting technology; Power detection; Low strain

中图分类号:TU473.1 文献标识码:A 文章编号:

随着我国城市化进程的加快,建筑事业得到了快速发展,桩基作为重要的基础形式,得到了广泛应用。桩基工程施工隐蔽性高,一旦发生质量问题,很难进行检测,且非常难以处理,影响桩基工程施工质量的因素很多,如基础与结构设计、岩土工程条件、工程技术人员施工水平、桩土体系的相互作用等。可见,加强桩基施工质量的检测,是确保整个桩基工程顺利验收的关键,桩基施工质量不达标,必然会对桩基工程的质量与安全使用造成重大影响。然而由于桩基施工质量影响因素众多,因此,如何快速有效检测工程桩的施工质量,一直是困然土木工程界的一大难题,为此世界各国很多研究人员都致力于寻找解决这个问题的方法。本文介绍了一种比较有效的工程桩施工质量检测方法即低应变法桩基检测方法。

一、低应变法桩基检测简介

低应变法检测桩基时,操作简便、快捷,并能较好地反映桩基质量,因此得到了广泛的应用。桩基采用低应变法进行质量检测时,应预先在桩顶设置传感器,然后用小锤敲击桩顶,使桩产生应力波信号,进而传递到传感器中,这样就可以根据应力波理论研究桩土体系的动态响应,通过反演分析得到桩基的频率信号和速度信号,最终获得关于桩基质量的分析结果。下图即显示了低应变法的检测示意图。

应力放射波法假设桩基为一维截面的匀质杆件,具有连续弹性,其沿桩身传播的应力波不受周围土体的影响,它以应力波在桩身中的传播反射特征作为研究对象,从而寻找桩基质量问题。检测时,先用小锤敲击桩顶,施加一个瞬态振动,从而在桩内激发应力波,大部分应力波将在桩内传播,这是因为周围土体与桩体对应力波的抗阻性能相差太大,当波长L>>桩径D,应力波波长λ>>D时,可以将桩看做一维杆件,从而可以运用一维杆波动方程计算应力波在桩内的传播。当桩身存在缺陷时,缺陷部位就会形成波阻抗差异界面,垂直入射的应力波传递到缺陷部位时,就会产生透射波和反射波,其中透射波将会继续向下传播,而反射波又会沿着桩身回传到桩顶,这样就可以根据桩顶的传感器接收到的反射波的振幅、相位、频率等特征,同时结合施工记录、地层资料等,准确判断桩的性质。

二、低应变法的检测步骤

(1)前期准备工作

①进场前应预先搜集工程的成桩工艺、桩的直径、桩的长度、成桩时间、桩的强度等信息。

②进场后,不要急于测试桩基质量,而应该充分了解桩的施工质量,观察、敲击桩头,检查桩头是否干燥、紧固、含有泥浆等。

③确定桩头达到设计标高后,将其清理干净,确保桩头平整无破顺,此外,为方便传感器的安装,需要用砂轮打磨出3~4个直径8~10cm的光面。

(2)采集野外数据

①低应变法实际上就是利用反射波来检测桩的质量,而反射波法效果的好坏与振源有很大关系,也就是说,不同的锤击方式会形成不同的振源,从而造成差异巨大的曲线。通常情况下,要想获得桩底反射信号,大锤适合于大桩,小锤适合于小桩,而长度较大的桩则适合于脉冲宽的击振源。进行现场检测时,应该具体情况具体分析,采取相应的击振方式,对于疑点较多的桩,可以更换传感器的位置进行对比分析,也可以使用多种击振方式综合分析,从而得出正确的结论。

②作为接受桩身反射信号的关键设备,传感器性能的好坏对波形的采集质量有着决定性作用,因此,选用合适类型的传感器就显得尤为重要,一般而言,选用轻型传感器和电缆,有利于跟踪响应,此外,传感器的安装也很重要,务必使桩体与传感器紧密接触,不要用手按传感器,使用黄油可以有效提高传感器的安装质量。力棒容易产生二次冲击从而引起信号失真,为此,使用力棒敲击桩顶时,不能损坏桩顶,最好对现场击锤人员展开相应培训,从而掌握敲击质量。

③选择信号。前几根桩的检测可以为整个桩身的检测提供一个大体印象,便于预测后面桩体的检测质量,从而提高检测效率。桩身质量不理想时,可以就地重复检测,记录两次以上的检测结果,进行对比分析。

(3)数据的分析处理

应力反射波法具有很多优点,如费用小、方便快捷、测点广等,成为当前使用的较为有效的桩基质量检测方法,但是自身也存在一些缺陷,其应用也受到了一定程度的限制。现就影响钻孔、挖孔桩缺陷的因素进行分析。

①完整桩。桩体质量好时,桩底反射信号明显,反射波形光滑,波速正常。图2显示的是某一高速公路桥梁的完整钻孔灌注桩,采用的是强度等级为C25的混凝土,桩长度为47.0m,桩的直径为1.2m,波速为3960m/s。

②桩缩颈。桩使用钢护筒时,有可能引起桩缩颈,从而形成假缺陷柱波形,下图显示的是一个直径为1.4m的桩在2.9m处的缩颈特征,后经检查发现原来是因为该桩使用了厚度为9cm的混凝土护筒,与桩混凝土浇筑在一起,从而使桩顶直径增加到1.59m,因此在护筒底部形成缩颈。这类钢护筒会在检测曲线上形成较为明显的缺陷反射,对缺陷的判断形成误导,因此,一定要进行综合分析。

③桩发生断裂时的反射。桩断裂后,其波形曲线的波峰较为明显,而柱底信号却不明显,可以根据桩的平均波速求得具体的断桩位置。

④扩颈引起的反射。以某一工程为例,使用人工挖孔进行灌注桩的扩底,混凝土的设计强度为C30,桩的直径为1.2m,长度为7m。采用低应变检测技术检测的波形图如下图所示,从图中可以看出,5.9m位置出现了较为明显的扩颈,在工程设计上属于扩底位置,该位置已经达到中风化岩层,较好的符合了工程实际情况。

三、低应变法的缺陷

低应变法在其使用过程中仍然存在一些问题,这也影响了其进一步的推广应用。

(1)低应变法依赖于静动对比系数,为此需要根据不同的桩型条件和不同的地质条件建立静动对比系数数据库,工作量巨大。

(2)难以定量分析。目前低应变法只能依靠工作人员的经验进行判断,为此,研究人员一直致力于开发低应变波形的拟合分析方法,目前取得了一些进展,但是仍然需要进一步的开发研究。

(3)实际测量过程中,应力波的传播会受到桩侧土阻力尤其是动土阻力的影响,具体如下:

①缺陷反射波的幅值受到影响;

②应力波衰减速度大大增加;

③土阻力波的出现,限制了桩可以测量的长度。一般桩基直径不超过1.8m,可测桩长度为6-60cm时测量效果较好。

四、结语

低应变法比较适合于桩基的检测,但是需要意识到的是各种桩基检测方法都存在一些缺陷,为此,我们仍然需要不断努力,不断提高桩基质量检测的准确性。

参考文献:

[1] 翟军伟,刘晓萌. 反射波法桩基检测原理及应用[J]. 西部探矿工程, 2010.

[2] 肖家友,凡友华,邓统辉. 低应变反射波法在桩基检测中的应用[J]. 山西建筑, 2011.

[3] 俞金柱,黄晓鸥. 桩基检测方法综述[J]. 科技咨询导报, 2007-24.

桩基检测范文第5篇

关键词:低应变检测技术;桩基检测;工作原理;运用情况

前 言

由于环境影响、土层性质差异以及施工工艺的局限,对于桩基这种高隐蔽性的工程而言,要想确保其质量达到标准是有一定困难的,施工过程中难免会出现离析、夹泥、缩颈、断裂等缺陷,这些缺陷不同程度地影响了基桩的质量进而影响到上部结构物的安全,因此对桥梁桩基予以检测是相当必要的。只有借助桩基检测技术真正了解桩基工程的具体情况,才能使桩基工程真正达到相关的质量标准与安全标准。

1 桩基动力检测技术的定义、分类及特点

桩基动力检测技术是指采用铁锤去重力击打桩顶,借助传感器去测量桩身的应力、应变,结合桩周土的具体情况并经过分析、拟合去了解基桩的施工质量及承载力的一种检测手段。桩基动力检测技术通常分为两类,一类为高应变检测技术,另一类为低应变检测技术。其中高应变检测技术是指击打在桩顶上的作用力相对较大,导致所获得的打击作用力和原本方案设计中的预估极限值相差不大;一般而言,高应变检测技术比较常用的几种分析方法有动力打桩公式法、凯斯法、曲线拟合法等,其主要功能在于测试桩基的承载力。低应变检测技术是指击打在桩顶上的作用力非常小,应力波仅在桩身内传递,不会导致桩周土松动。一般情况下,低应变检测技术相当常用的几种方法为应力波反射法、动力参数法以及水电效应法等,其主要功能在于测试桩基的完整性。由于桩基检测技术具备着成本低廉、速度快、轻巧简便且普及率广的特点,使得其在桥梁工程领域中得到了广泛使用。

2 低应变检测技术

在桩基检测技术的定义与分类中,我们了解到低应变检测技术包含几种常用的检测方法,但最为常用的便是应力波反射法,本文笔者简要介绍有关低应变反射波法的相关内容,具体如下:

2.1 低应变反射波法的工作原理

应力反射波法就是借助应力波在桩身中的具体传播与反射情况对桩基予以检测的一种检测手段,其具体工作原理是:因为桩基和桩身四周的土之间存在着不同的波阻抗差,一旦桩顶遭遇瞬间施力,其所激发的多数应力波都会在桩基内进行传播,传播至桩顶以下1至2倍桩径外可视为平面波,如果桩基中具备波阻抗差,那么这些应力波便会分成两类,一种为反射波,另一种为透射波,此时,透射波接着往下传播直至桩底返回,而反射波则会逆向传播至桩顶,安装在桩顶的传感器接受到信息,针对这些信息,结合相关施工资料与检测经验可判明该桩基是否达到了质量与安全标准。

2.2 低应变检测的准备工作

(1)对桩基工程的所有资料进行收集,比如该工程什么时候开工的;其工艺如何;混凝土强度怎么样;桩身有多长等等,进行桩基检测前必须对桩基的具体情况作充分的了解,尽可能打有准备之战,以防误判。

(2)实地检查桩基工程的具体情况,了解具体的施工工艺,现场应对桩头作全盘观察,看是否存在泥泞情况,并作简单击打,看看其潮湿度如何,是否清理到了坚硬的混凝土,了解桩头的疏松度怎么样,如果桩头有泥泞情况或浮浆未清除彻底情况出现,必须对其予以清理,确保桩头清洁平整且完好。

(3)借助砂轮对桩基进行打磨,一般在普通的桩基检测中必须打磨的光面为3~4个,且这些光面的直径最好处于8~10cm左右,而且还需对那些露头的钢筋作简单处理,令其往外侧倾倒,如果钢筋外露较长的,尤其是已经绑扎好钢筋笼的,为防止锤击时钢筋产生次生震荡,可在钢筋根部包裹土团或者砂团。之后,在光面上设置传感器,确保安装位置能真正检测到全部的反射波信号。

(4)检测时间的安排尽量是桩身已达到28d龄期,只有在相近龄期情况下检测到的数据才可以用于分析桩基工程的整体质量情况与安全水平,如果龄期相差较大,尤其有短龄期检测的情况,其检测结果不具备整体分析比较的条件,在笔者实际检测工作中不到龄期检测的情况是常遇的,这就需要结合地区检测的经验来分析判断。

2.3 数据收集

2.3.1 如何挑选震源与传感器

要想借助反射波手段,一定得具备震源,如果击打方式不同,主要是锤质的不同,其所生成的作用曲线也会存在差异,可见,要想检测到真正有用的反射信号,必须挑选最适宜的震源。通常情形下,桥梁桩基一般为长桩,其击震源最好具备相当宽的脉冲,在实际工作中笔者基本采用的是尼龙质的锤头,效果良好。

2.3.2 如何挑选传感器

对于桩基检测技术而言,传感器是收集信号最为核心的设备,因此我们不仅需选用质地较好的传感器,而且还需在设置时,使其和桩体紧密连接,以确保传感器能够接收到最为正确的波形曲线,便于数据分析。现在的低应变检测基本都是采用加速度传感器,笔者实际工作对于传感器的安装通常都采用橡皮泥,效果优于黄油。

2.3.3 使用力棒(锤)时需掌握好力度与角度

在桩基低应变检测中使用力棒(锤)时必须对击打力度与角度予以全盘把握,尽可能使击打力不会对反射波曲线形成影响,我们要求锤击角度必须垂直,击打力度可根据桩长情况适度调整,每次锤击后必须迅速提锤,不能将锤压在桩头,一般情况下,应当提前对抡锤人员作相关的培训指导。

3 数据处理

3.1 完整桩

当前,低应变反射波法还具备着一定的局限,还存在不少因素对转、挖孔桩的缺陷反射情况形成一定的负面影响。通常完整桩基应当具备三方面因素,即:具备正常的波速、存在明确的桩底反射信号及波形曲线无缺陷信号。

3.2 考虑钢护筒对曲线所形成的影响

桥梁桩基与建筑桩基的最大区别是施工的场地条件不一样,桥梁桩基相当部分在水上施工,一般钢护筒均沉的较深,少部分工地钢护筒直径大于桩径,成桩后形成大头桩,如此一来,便形成桩缩颈的情形,而反射波对于这一情况会当作缺陷反应在桩基检测曲线中,因此,对于传感器所收集的数据进行分析处理时,需特别注意,必须排除这一情况,以免误判。

3.3 考虑钢筋笼对曲线所形成的影响

如果桩身并非全部采用钢筋笼,由于具备钢筋笼的位置与不具备钢筋笼的位置会形成不同的波阻抗差,那么其所形成的反射波曲线也会出现差异,一般情况下,由于具备钢筋笼的位置所含有的钢量大,因此其比不具备钢筋笼的位置更易反应出其具体缺陷情况。

4 依据处理数据分析桩基具体情况

(1)分析整个桩基的完整度,依据施工工艺与地层情况对桩基的大致情况进行初步判断;

(2)借助定量分析软件去分析并判断桩基是否存在缺陷,如果仅仅依靠肉眼观察,其所获数据与实际情况会相差非常大;

(3)对整个桥梁桩基工程中的所有检测到的曲线予以分析,总结出该工地桩身所存在的相同点与差异处,根据分析所有桩身的具体情况去判断整个桩基工程的具体情况。

5 低应变检测技术存在的问题

低应变检测技术在实际的检测分析中仍旧需要借助检测人员的实践经验,对于深长桩的底部缺陷的检测力所不能及,一般检测长度不宜超过30m,同时桩身四周的土层情况对于反射波曲线也存在着一定的影响,因此在桩基工程中使用低应变检测技术仍旧存在着一定的局限性。

6 结束语

综上所述,对于桩基工程的检测技术而言,尽管低应变检测技术是一种使用范围相对较广的技术,方便快捷,成本较低,给桥梁工程领域带来了极大的便利,但同时它在实际工作中仍旧存在着一定的不足之处,要求我们不断对其进行总结改进,并进一步结合钻芯取样等手段使低应变检测更为有效。