浅谈建筑基桩检测方法

2015-12-02 01:45刘金辉安徽省交通勘察设计院有限公司安徽合肥230051
江西建材 2015年16期
关键词:基桩试桩抗压

■刘金辉 ■安徽省交通勘察设计院有限公司,安徽 合肥 230051

1 基桩测试重要性

1.1 基桩质量重要性

在基础工程中,桩基础以其承载力大、地层适应性强、施工方便、造价较低等特点,而被广泛采用。而桩基工程中又以各种形式的灌注桩为主,这不仅是因为灌注桩施工进度快,经济效益好,可比预制桩降低成本造价的1/3 -1/2,而且能适应于各种地形地质条件和各种土工构筑物对基础承载力的需要,因而使用范围很广泛。灌注桩属地下隐蔽工程,施工工艺复杂,容易出现各种质量问题,且不容易被发现。据国内外有关资料统计表明,出现桩身各种缺陷概念约为巧10% -20%,如不及时发现,将对土工构筑物、建筑物的正常使用造成隐患。因此,对基桩的质量测试是十分重要的。

1.2 基桩测试步骤和要求

(1)施工前应进行单桩竖向抗压静载试验。施工前单桩竖向抗压静载试验的目的是为设计提供依据。对设计等级高且缺乏经验的地区,或推广应用新桩型或新工艺,前期试桩尤为重要。对于端承型大直径灌注桩,当受设备或现场条件限制无法做静载试验时,应采用Ostetherg 试桩法提供设计参数。对于打人式预制桩(特别是长桩、超长桩),应进行试打,试打时用高应变法进地打桩分析,为设计提供参数。

(2)工程桩的承载力测试。对于小直径灌注桩,当有本地区相近条件的对比验证资料时,可采用高应变法进行单桩竖向抗压承载力验收检测,对于打人式预制桩,可采用高应变法进行打桩过程监控,以减少桩的破损率和选择合理的人土深度,进而提高沉桩效率。尽管允许采用高应变法进行验收检测,但仍需不断积累验证资料、提高分析判断能力和现场检测技术水平。对于大直径灌注桩或端承型灌注桩(事实上对所有高承载力的桩),往往不允许任何一根桩承载力失效,否则后果不堪设想。由于试桩荷载大或场地限制,有时很难、甚至无法进行单桩竖向抗压承载力静载检测,这时,可选择地质条件较差的桩位采用osterberg 试桩法进行单桩竖向抗压承载力静载检测。此外,也可采用桩孔原位测试法(深层平板载荷试验、岩基载荷试验、钻芯法等)进行桩端承载力测试。

2 基桩测试方法的种类

现有的确定单桩承载力的试验方法很多,常见的方法有:(l)单桩竖向抗压静载荷试验法;(2)Os -tethe 飞试样法;(3)高应变动力法;(4)桩孔原位测试法;(5)低应变动力法;(6)反射波法,等等,都被广泛使用于不同条件下基桩测试。下面就前三种测试方法的程序简述一下。

2.1 单桩竖向抗压静载荷试验法

单桩竖向抗压静载荷试验是通过重平台或锚桩反力架等在桩顶上直接分级加载,同时观测其每级的沉降量,最后分析其试验结果确定单载承载力。这种方法综合考虑了桩与土的相互作用,是确定单桩承载力最传统,最为直观,最为可靠的方法,因此大的工程一般都要在现场作静载试验来确定承载力。

2.2 osterbe 飞试桩法(自平衡试样法)

osterberg 试桩法是将千斤顶放置在桩的下端,向上顶桩身的同时,向下压桩底,使桩的摩阻力和端阻力互为反力,分别得到桩端和桩侧两条荷载-位移曲线,叠加后得到桩的承载力和位移关系的Q 一S 曲线。同时,该法又可以分别测声桩的摩阻力和端阻力与上下位移间的关系曲线,便于分别考虑这两种承载力,明确两种载承力的发展过程。这对桩基础进行可靠度设计时考虑和确定分项系数也是十分重要的。Osterberg 试桩法由于其加压装置简单,不需压重平台,不需锚桩反力架,不占用施工场地,试验方便,费用低廉,节省时间,且能直接测出桩的侧阻力和端阻力,受到工程界的广泛欢迎。

2.3 高应变动力法

高应变动力法是通过在桩顶测量被激发的阻力产生的应力波和速度波,从而确定承载力。它的目标是激发桩周和桩尖的阻力,然后实测这些阻力。要使桩侧阻力和桩尖土强度充分发挥,一般都是用重锤锤击桩顶,使桩土之间产生一定的塑性位移,即桩被打出一定惯入度,当动荷载作用在桩上产生的应力水平达到或接近工程实际应力水平时,即可确定较为符合实际的承载力。该法是由动力打桩监控演变和发展过来的,因此,特别适用于打人式桩的承载力测试。目前,高应变动力法主要有动力打桩公式法、锤击贯入法、波动方程分析法、Case 法、波形拟合法和静动法,比较常用的是波形拟合法。

高应变试桩方法与低应变试桩方法的根本区别是高应变法使桩土之间产生了一定的塑性相对位移,即桩顶产生大于2.5~贯人度。目前,高应变法有动力打桩公式法、锤击贯入法、波动方程分析法、Case法、波形拟合法和静动法等,比较常用的是波形拟合法。

高应变动力法主要可以解决以下一些问题:(l)确定单桩竖向承载力。(2)桩身结构完整性检验。(3)沉桩能力分析。(4)桩工机械监控。(5)桩在动荷载作用下的特性。例如对打人式桩,可随时监测打桩应力,对拉、压应力进行监控,避免应力超过材料强度,致使桩身破坏。同时可对锤、垫系统合理选择,提高打桩效率等等。此外,桩的承载力取决于桩身结构承载力和地基土对桩的支承力。与静载荷实验法相比较,作为静力试桩是量测桩顶荷载和下沉量(Q-S)曲线),当下沉量达到人们规定的条件或某一值时,认为土阻力已充分发挥,即通常所说的桩已“破坏”,从而求得极限承载力,但下沉量可以是土的变形引起,也可能由于桩身有缺陷、结构破坏引起,这从Q-S 曲线上往往难以区分,而动力试桩比较容易对两者进行区别。可见,采用高应变测法试桩的技术和经济效果是十分明显的,三种方法单桩承载力试验结果对比如表1。

表1 单桩承载力痸试验方法结果对比

由上可见,建筑基桩单桩竖向承载力的测试方法很多,各有千秋,因此建筑基桩单桩竖向承载力的测试方法要根据具体情况、检测人员技术水平和经验而定。基桩测试方法精度及误差求取目前基桩工程非常之多,测试方法种类不少,操作人员繁杂,水平各异,又没有共同遵守的测试要领和准则及判定标准,因此测试结果相差较大,以至出现误判。所以研究规范测试方法程序、制订出测试误差范围,为基桩质量分类提供依据已成为当务之急。

3 基桩测试重要性

综上所述,基桩的测试,对于基桩有着十分重要作用,基桩测试误差的求取,为桩身质量分类提供了科学依据,为基础设计提供了保证,对不合格基桩予以报废,为基桩工程消除了隐患。在选择基桩测试方法中,应根据实际情况,选用精度高、重复性好、成本低、易于操作的测试方法,以求获得最佳效果。

[1]中华人民共和国行业标准.建筑基桩检测规范JGJ106 -2014[M].

[2]中华人民共和国行业标准.建筑基桩技术规范JGJ94 -2008[M].

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