工程樁檢測方法的選擇
2015-06-03
樁基礎是把上部荷載傳遞到地基中去的結構，它的施工質量的好壞直接關系到上部結構的安危。此外，樁基礎屬于地下隱蔽工程，在施工中容易出現各種質量問題。因此，為確保樁基礎的質量，必須加強對樁檢測方法的了解。
一、樁基的檢測方法
1、低應變動力檢測
低應變動力檢測主要包括：機械阻抗法、動參數法、應力波反射法、水電效應法等。這種檢測方法能最大限度的保證樁身質量的完整性，且設備簡單、費用較低、方法快速。但是這種方法也存在著一定的局限性：一是，不能有效區(qū)分縱向裂縫和水平裂縫，且對裂縫的實際長度和缺陷深度的位置計算不準確；二是，無法定量給出樁身缺陷程度，不能很好的判斷多缺陷樁的波型。在低應變動力檢測中，應力波反射法是應用最為廣泛的方法，這種方法的原理是：先給樁一個脈沖力，應力波沿樁身傳遞，當遇到樁身阻抗有變化，如斷樁、縮頸、擴頸、離析等缺陷時，應力波反射回到樁頂，并通過安裝在樁頂的加速度傳感器接收樁頂響應信號，在對這些信號進行分析處理后得到時域響應波形，根據該波形對樁身結構的完整性進行判斷。
2、高應變動力檢測
高應變動力檢測主要用于檢驗樁身結構的完整性和估算單樁豎向抗壓承載力。這種方法測得樁承載能力的過程是：將重錘提升到規(guī)定高度，然后脫鉤，錘體自由下落，并通過錘墊打在樁頂上，當樁被打出一定貫入度后，樁與土之間便產生塑性位移，使樁側和樁端土阻力得以發(fā)揮，從而測出樁的承載能力。顯然，這種方法是通過檢測重錘沖擊樁頂過程中樁身某截面的力變量和運動變量來確定樁的單軸承載力和樁身的完整性。應用該方法，要求在距樁頂2倍樁徑處的兩側表面，對稱安裝加速度傳感器和工具式應力傳感器，用于測量每次錘擊力作用下的速度和力信號。
3、靜載試驗
靜載試驗分為單樁的靜載試驗和豎向抗壓靜載試驗，其中，單樁的靜載試驗又分為抗壓試驗、抗拔試驗和水平試驗。靜載試驗是通過反力裝置分級對樁頂施加垂直荷載，在每級荷載作用下按規(guī)定時間間隔測該樁樁頂的沉降量，從而獲得可供分析判定樁頂沉降關系的Q－S曲線，當樁頂沉降量達到某條件或某數值時，就能求出該樁的極限承載力。對于豎向抗壓靜載試驗，一般采用油壓千斤頂作為加載裝置，用錨樁反力架系統(tǒng)或壓重平臺作為反力裝置，此外，應在千斤頂油路中并聯(lián)精密的壓力表，以控制加載量，同時，采用液壓穩(wěn)壓系統(tǒng)逐級施加穩(wěn)壓恒載，并用機械百分表測量加載過程中的垂直位移。
二、樁的檢測方法的選擇
1、水泥土攪拌樁檢測方法的選擇
對于水泥土攪拌樁的質量控制應貫穿整個施工過程。水泥土攪拌樁主要有兩種檢測方法，一是成樁3 d內，用輕型動力觸探檢查每米樁身的均勻性；二是在一般樁成樁7 d，對搭接樁成樁15d時，量測成樁直徑，并開挖樁頭至停漿面下0.5m，目測檢查攪拌的均勻性。
但是這兩種方法存在一定的局限性，每項單體工程一般只能做三點，不能及時檢驗水泥土攪拌樁樁身質量，并且費用較高。具體來說，其局限性主要有：用輕型動力觸探檢測樁身均勻性的適用性較差，由于N10直觀性較差，且很難深入樁身，因此，缺乏定量評價的依據，只能做定性的評價；當豎向承載水泥土攪拌樁地基竣工驗收時，應采用復合地基載荷試驗和單樁載荷試驗檢驗樁的承載力；開挖樁頭只能檢查樁身淺部的均勻性。
2、灌注樁檢測方法的選擇
在制定灌注樁的檢測方案時，應根據檢測目的、內容和要求，結合各檢測方法的適用范圍和檢測能力，考慮設計、地質條件、施工因素和工程重要性等情況確定，此外，應結合檢測中的經濟合理性，在滿足評價的前提下，實現灌注樁檢測的快速經濟。灌注樁的質量檢測包括完整性檢測和承載力檢測，其中，完整性的檢測方法主要有低應變法、聲波透射法、鉆芯法；承載力的檢測方法主要有靜載荷試驗和高應變法。
實際工程中，通常要先考慮承載力的檢測，此外，有關樁基規(guī)范也對此做了強制性要求，其中，有四種情況必須進行單樁豎向靜載荷試驗，即: 地質條件復雜、樁施工可靠性低; 擠土群樁施工產生擠土效應；設計等級為甲級的樁基; 本地區(qū)采用的新樁型或新工藝。高應變法是承載力檢測的另一種方法，這種方法的優(yōu)點是：檢測相對快速、經濟，同時，也得到了工程界的認可。該方法有一定的局限性，只有在有現場實測經驗和本地區(qū)相近條件下的可靠對比驗證資料時，才可采用這種方法，且該法適用于樁徑較小、承載力不高的灌注樁檢測。而不適用于大直徑灌注樁的檢測。這是因為大直徑灌注樁發(fā)揮極限承載力需要很大的位移，而高應變檢測所用的錘重有限，易造成樁錘系統(tǒng)匹配不好，不能有效“打動”灌注樁，所以，對于灌注樁的檢測，應慎重高應變法。此外，由于灌注樁的截面和材質都不均勻，所以，灌注樁采集的信號質量低于預制樁，帶有較大的不確定性和復雜性，計算的承載力可靠性降低。
對于工程樁的檢測，不僅要進行承載力的檢測，還應進行完整性的檢測。這是因為承載力的檢測費用高、時間長，只能對一小部分樁進行檢測，不具有很好的代表性，而完整性檢測可以采用更大的抽檢比例。因此，為了降低了檢測成本，同時整體把握樁的質量情況，應合理搭配樁的承載力檢測與完整性檢測，使其達到技術經濟上的平衡。此外，應根據樁的用途和使用環(huán)境決定是否進行樁的豎向抗拔和水平承載力的檢測，通常承受抗拔力或水平力較大的樁應進行此類檢測。
3、粉噴樁的檢測內容
粉噴樁的質量檢驗方法主要有:輕便動力觸探試驗法、靜力觸探法、靜載荷試驗法、反射波法、鉆孔取芯法、現場足尺樁身無側限抗壓強度法等。噴粉攪拌樁是隱蔽工程，其施工質量受施工工藝、機具、施工人員的責任心等多種因素的影響。但是，對于粉噴樁的施工過程和成樁后的質量，缺乏科學的檢測手段，沒有一種公認的合理、方便、經濟有效的檢測方法。此外，粉噴樁的質量不易控制，且設計理論不夠完善，從而使噴粉攪拌樁處理軟地基的效果受到了一定的影響。但是，噴粉攪拌樁是目前一種快速、有效、經濟的軟基處理方法，其他方法都不能很好的對軟土地基進行處理。所以，為保證噴粉攪拌樁的施工質量和軟基處理的效果，不僅要進一步完善施工工藝、對施工機具進行改造，還應深入研究噴粉攪拌樁質量檢測的方法，以及有效控制噴粉攪拌樁的施工質量。
三、結束語
靜載試驗是進行工程樁質量評價的主要檢測方法，但是，靜載試驗存在檢測數量的局限性和檢測內容的單一性，因此，應綜合動測結果，對基樁質量進行客觀、準確的評價。此外，靜載試驗與反射波法的檢測目的和檢測內容不同，檢測結論可能會出現對立，但不存在矛盾，因而，不能以哪一種方法為準，更不能以一種方法檢驗另一方法的檢驗結果。
