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桥梁工程桩基检测技术探讨

  【摘要】本文结合某道路桥梁工程施工实例,对各种桩基检测技术的原理以及在桥梁桩基检测中的应用进行深入探讨,结合该检测实例,总结了桩基检测技术的方法以及提出一些可行的桩基检测要点,旨在能为类似工程的桩基检测提供参考借鉴。 

  一、引言 

  随着现代科学技术的发展,桩的种类和桩基形式,施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法,都有了很大的演讲。桩基已成为在土质不良地区修建各种建筑物特别是高层建筑,重型厂房和具有特殊要求的构筑物所广泛采用的基础形式。桩基是隐蔽工程,支撑着地面上的构筑物,它是建筑物的基础,其质量优劣直接影响到这些建筑物的安全。在桩基础的施工过程中,桩基检测是一个不可缺少的环节。近年来桩基础在高层建筑和铁路建设中广泛使用,随着建设单位对工程质量要求的提高,基桩检测技术将发挥越来越重要的作用。 

  二、桩基检测方法 

  (一)低应变反射波法,即为小应变检测。本桩基检测工程项目所采取的低应变动测法,使用小锤敲击桩顶,经粘接在桩顶的传感器来接收来自桩中的应力波信号,然后采取应力波理论来分析被检测桩土体系的动态响应,然后反演分析实测速度信号以及频率信号,从而获得被检测桩的完整性。通过低应变反射波检测防范可以检出测桩身缺陷及其位置,然后再判定桩身完整性类别。 

  (二)超声波检测法。超声波检测法在桥梁桩基检测方法中被应用最早,其作为桩基完整性无损检测法,方法原理是在对桩进行灌注混凝土前,在桩内预埋若干根声测管,把其作为超声脉冲发射与接收探头的通道,然后通过采用超声探测仪沿桩的纵轴方向逐点测量超声脉冲穿过各横截面时的声波参数,再对这些测得的数据结果,通过采用各种特定的数值判定或形象判断以及进行处理后,得到被检测桩内砼缺陷类型、大小以及位置,然后再给出混凝土均匀性指标和强度等级。通过超声波检测可以有效地检测已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身缺陷性质、位置以及范围,然后评定基桩混凝土质量等级。 

  (三)钻孔抽芯法。该桩基检测方法主要是采用钻孔机,一般带φ10mm 内径钻头,对被检测桩基进行抽芯取样,根据所取出的芯样,对桩基的长度、局部缺陷情况、混凝土强度、桩底沉渣厚度以及持力层情况等进行进一步分析判断。但鉴于钻孔取芯有一孔之见的局限,只能对局小部范围进行分析判断,因此在桩基等级评定时,仍以无损检测为主。通过采取钻孔抽芯检测方法可以有效地检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度以及桩底沉渣厚度,然后再判定或鉴别桩端岩土性状,从而评定出基桩混凝土质量等级。但工程实践表明,钻孔抽芯检测方法主要是针对桩基存在较大的缺陷或者经检测对强度有怀疑的情况下采用。 

  三、桩基检测频率与数量 

  根据工程要求,对于桩径≥1.8m、桩长≥50m、桩长径比≤5 的桩基不宜采用低应变反射波法检测。工程实践表明,在桩基实测中,桩侧土阻力尤其是动土阻力对于应力波传播的影响较大。这种影响主要体现在:①导致应力波迅速衰减;②影响缺陷反射波幅值;③产生土阻力波,所以限制了可测桩的长度及桩基直径。基于桥梁桩承载力要求高,低应变反射波法对局部缺陷、深部缺陷反映不敏感、受地质变化影响较大等特性而受到限制。根据规范规定,低应变反射波检测技术对于桩身缺陷程度只做定性判定,尽管利用实测曲线拟合法分析能给出定量的结果,但是鉴于桩的尺寸效应、测试系统的幅频相频响应,高频波的弥散、滤波等造成的实测波形畸变以及桩侧土阻尼影响,曲线拟合法还不能达到精确定量的程度。因此,要对缺陷类型进行判定时,应针对该工程的地质、施工情况而综合采取钻芯、声波透射等其他检测技术。 

  三、桩基检测准备工作 

  对于本工程的基桩无破损检测在成桩14 天以后或混凝土强度至少达到设计强度的70%且不小于15MPa 后进行检测,抽芯检测则需在混凝土龄期达到28 天或预留的同条件养护试件强度达到设计要求。对于本工程每批待检桩检测前采取以下检测准备工作: 

  (一)在采取超声波检测技术进行本桩基工程检测前,采用20cm 长的Φ32 钢筋绑在测绳上,同时要确保其足够牢固,然后对检测管进行探孔,检测其是否被堵管。 

  (二)采取小应变检测技术进行本桩基工程检测前,先要提前凿除至设计桩顶标高,打磨好桩头,并保证桩头干净、无积水。 

  (三)采取钻孔抽芯检测技术进行本桩基工程检测前,先搭设钻机施工平台以及通水通电。 

  所有桩基检测准备工作完成后,经检查符合检测条件后方可进行桩基检测。 

  四、桩基检测技术要点 

  (一)低应变检测技术。对于本标段的桩基桩径有Φ1.5m、Φ1.2m 两种桩基采取低应变检测,根据本工程相关要求,对于桩径大于100cm 的桩基则需打磨4 个点(直径约为10cm),中心一个旁边对称三个。打磨点距钢筋笼主筋不小于5cm,被测桩头应凿至设计标高,露出密实混凝土面。 

  (二)超声波检测技术。本标段的桩基桩径有Φ0.8m、Φ1.2m、Φ1.3m、Φ1.5m、Φ1.6m、Φ1.8m、六种桩基采取超声波检测,根据本工程相关的要求,对于桩径小于150cm 的桩基称呈等边三角形埋置3 根管;对于桩径大于等于150cm 时的桩基呈正方形埋置4 根管,对称布设并确保稳定牢固。超声波检测的桩基,检测管应在加工钢筋笼时,绑扎或者焊接在钢筋笼加强筋内侧,确保牢固,顺直,且相互平行,定位准确。检测管须埋设至桩底,管口宜高出桩顶面30cm 以上,管口高度宜一致。检测管采用外径φ50×2.5 钢管,连接将采用φ60×5 套管连接,并保证接头密封。下端采用φ65×10Q235 钢板封底焊接,不得漏水。 

  (三)钻孔抽芯检测技术。根据本工程相关的要求,对于桩径1.2m~1.6m 范围的桩采取钻2 个孔,当桩径大于1.6m 的桩采取钻3 个孔,开孔时要确保开孔位置宜在距桩中心0.15~0.25D 内均匀对称布置。对桩端持力层的钻探,每根受检桩应不少于1 个孔,应钻至桩底下不小于1D 且不小于2 米。对怀疑有溶洞或裂隙等的地质情况,应钻至桩底下不小于3D 且不小于5 米。 

  五、桩基的验收组织与不合格问题的处理 

  (一)桩基的验收组织 

  根据《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001),桩基是地基与基础分部工程中的子分部工程,应当由总监理师组织施工单位项目负责人和技术质量方面的专家进行验收;因为地基基础的施工技术性强,同时质量要求较高,它也会关系到整个工程的安全,因此,勘察、设计单位的工程项目负责人都应参与到这次的验收工作中来。 

  (二)不合格问题的处理 

  当验收中发现桩基工程出现了一些问题时,检查人员必须提交勘察部门和监理部门进行处理,预防出现质量隐患,如果建筑工程的质量不符合要求,就应按一下方式进行处理: 

  (1)如果通过了重新验收的审批,则要重新验收; 

  (2)经过有资格的检验单位检测之后,已经达到了设计要求的检验审批,应该验收; 

  (3)如果经检测之后,无法达到设计施工要求的,但经原设计单位检查,认为符合实际要求,并确保安全质量的,可予以验收; 

  (4)通过返修或加固处理,还是无法实现安全使用的工程,不得验收。 

  结语 

  桩基是建筑物的主要承重部分,其质量直接关系到建筑使用的长久性及安全性,如果出现重大责任事故,会给国家和人民带来巨大的灾难。施工企业应立足于实际,总结以上各种桩基检测技术中的优势和不足,不断开拓创新,寻求更精确的桩基检测技术。 

  参考文献 

  【l】王青,桥梁桩基检测技术探讨【J】,工程建设与管理,2008 

  【2】章奕峰,周涛,桩基检测技术的现状与发展探讨,施工技术,2009 

  【3】黄雄,桩基检测技术在工程中的应用探讨【J】,建筑安全,2010

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