有關(guān)樁基工程的質(zhì)量檢測研究
2015-07-29
樁基礎(chǔ)由于具有抗震性能好，沉降量小和承載力高、可以解決特殊地基土的承栽力的優(yōu)點，越來越受到人們的青睞。樁基工程質(zhì)量控制是建筑工程質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)也是技術(shù)難度較大的一個環(huán)節(jié)，質(zhì)量檢測是樁基工程質(zhì)量控制的必要手段，檢測結(jié)果是樁基工程質(zhì)量驗收的科學(xué)依據(jù)。因此，按照“安全適用、經(jīng)濟合理”的原則合理選擇樁基類型，科學(xué)施工樁基以及對樁基礎(chǔ)進行全過程質(zhì)量檢測十分重要。
一、樁基工程質(zhì)量檢測內(nèi)容
?。ㄒ唬┏煽踪|(zhì)量檢測
在灌注樁的施工中，成孔質(zhì)量的好壞直接影響到混凝土澆注后的成樁質(zhì)量，樁孔的孔徑偏小則使得成樁的側(cè)摩阻力、樁尖端承載力減少，整樁的承載能力降低；樁孔上部擴徑將導(dǎo)致成樁上部側(cè)阻力增大，而下部側(cè)阻力不能完全發(fā)揮，同時單樁的混凝土澆注量增加；樁孔偏斜在一定程度上改變了樁豎向承載受力特性，削弱了基樁承載力的有效發(fā)揮；樁底沉渣過厚使得樁長減少，對于端承樁則直接影響樁尖的端承能力。
（二）樁的承載力檢測
(1)樁基是埋入地下的隱蔽工程，其質(zhì)量較難控制，特別是就地灌注樁，更易出現(xiàn)影響樁基安全使用的各種質(zhì)量問題。單樁的極限承載力，迄今也還不能象結(jié)構(gòu)工程那樣，單純通過理論計算予以確定，因為樁的承載力與樁型、樁材、成樁工藝以及地層土特性等眾多復(fù)雜的因素有關(guān)。因此在較重大的工程，要求通過一定數(shù)量的靜荷載壓樁試驗來確定樁的承載力，作為設(shè)計的依據(jù)。
(2)現(xiàn)在對樁基承載力的檢測，常用的方法有靜載荷試驗、高應(yīng)變法檢測。高應(yīng)變法屬于動測法的一種，其適用范圍受一定的限制，在進行灌注樁的豎向抗壓承載力檢測時，應(yīng)具有現(xiàn)場實測經(jīng)驗和本地區(qū)相近條件下的可靠對比驗證資料；對于大直徑擴底樁和Q～s曲線具有緩變形特征的大直徑灌注樁，不宜采用本方法進行豎向抗壓承載力檢測。雖然靜載荷試驗比高應(yīng)變法費用高、所耗實驗時間長，有時受場地限制等原因，但是靜載荷試驗仍然是檢測基樁承載力最直接、最準(zhǔn)確、最可靠的方法。
(3)為保證靜載試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，所有試驗儀器儀表必須經(jīng)過計量部門檢定合格，并在有效期內(nèi)使用。當(dāng)采用壓力表測定油壓時，為保證測量精度，其精度等級應(yīng)優(yōu)于或等于0．4級，不得使用1．5級壓力表控制加載。當(dāng)油路工作壓力較高時，有時出現(xiàn)油管爆裂、接頭漏油、油泵加壓不足造成千斤頂出力受限、壓力表線性度變差等情況，所以應(yīng)選用耐壓高、工作壓力大和量程大的油管、油泵和壓力表，且試驗設(shè)備在最大加載時的壓力不應(yīng)該超過規(guī)定工作壓力的80%。
(4)靜載試驗在所有試驗設(shè)備安裝完畢之后，應(yīng)進行一次系統(tǒng)檢查。其方法是對試樁加一較小的荷載進行預(yù)壓，其目的是消除整個量測系統(tǒng)和被檢樁本身由于安裝、樁頭處理等人為因素造成的間隙而引起的非樁身沉降；排除千斤頂和管路中之空氣；檢查管路接頭、閥門等是否漏油等。如一切正常，卸載至零，待百分表顯示的讀數(shù)穩(wěn)定后，并記錄百分表初始讀數(shù)，即可開始進行正式加載。
(5)靜載試驗應(yīng)保證有足夠的荷載反力，試驗過程應(yīng)及時補壓，以使真實反映每級荷載作用下的樁頂沉降。為控制檢測質(zhì)量，加載到最后一級，監(jiān)理人員要到現(xiàn)場見證簽字。
(6)當(dāng)樁身存在水平整合型縫隙、樁端有沉查或吊腳時，在較低豎向荷載時常出現(xiàn)本級荷載沉降超過上一級荷載對應(yīng)沉降5倍的陡降，當(dāng)縫隙閉合或樁端與硬持力層接觸后，隨著持載時間或荷載增加，變形梯度逐漸變緩；當(dāng)樁身強度不足樁被壓斷時，也會出現(xiàn)陡降，但與前相反，隨著沉降增加，荷載不能維持甚至大幅降低。所以，出現(xiàn)陡降后不宜立即卸荷，而應(yīng)使樁下沉量超過40mm，以大致判斷造成陡降的原因。
(三)樁的完整性檢測
工程實踐證明，常用的低應(yīng)變動測方法對樁身完整性的檢測，能較為可靠地發(fā)現(xiàn)一定深度范圍內(nèi)基樁的質(zhì)量問題(如裂縫、夾泥、縮頸、離析等)及其嚴(yán)重程度。隨著檢測技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)行技術(shù)己能對傳統(tǒng)的靜載荷試驗不能直接說明的樁身完整性問題作出定性分析，并據(jù)此對樁進行分類，便于現(xiàn)問題，為基礎(chǔ)處理提供依據(jù)。
二、工程實例
某建筑，檐高39.5m，建筑面積9884.2m2，框剪結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)設(shè)計采用鋼筋混凝土灌注樁承臺基礎(chǔ)，鉆孔灌注樁數(shù)量240根，樁徑φ600mm，有效樁長25．5m，。設(shè)計要求單樁豎向極限承載力Qu=2200kN。本次工程實踐中針對場地環(huán)境和地質(zhì)條件，主要采取單樁靜載荷試驗法和低應(yīng)變反射波法進行樁基檢測。
?。ㄒ唬﹩螛鹅o載荷試驗檢測
?。?）方法加載及觀測系統(tǒng)
試驗采用慢速維持荷載法(錨樁法)。由槽鋼及錨樁組成反力系統(tǒng)，通過反力系統(tǒng)由液壓油泵及千斤頂施加荷載至樁頂，對樁頂施加豎向壓力。荷載逐級加在樁頂上，放置在千斤頂上的荷重傳感器時刻顯示樁頂所受荷載大小。樁身產(chǎn)生變形沉降時，通過放置在樁頭對稱分布的電子位移傳感器隨時記錄各級荷載作用下樁身的沉降量。
?。?）分級加載階段
試驗加載分為10級進行，每級加載量相等，每級加荷值為220kN，其中第一級按2倍分級荷載加荷。
（3）變形觀測
每級加荷后，間隔5、10、15min各測讀一次變形，一個小時以后，每30分鐘測讀一次直至達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。
?。?）沉降相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)
每一小時的沉降不超過0．1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次，已達(dá)到相對穩(wěn)定，可加下一級荷載。
?。?）終止加載條件：當(dāng)出現(xiàn)下列情況：①在某級荷載作用下，樁的沉降量為前一級荷載作用下沉降量的5倍。②某級荷載作用下．樁的沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)過24h尚未達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。③已達(dá)到反力系統(tǒng)的最大反力。④)已滿足設(shè)計或委托方委托的最大加荷值時，可終止加載。
?。?）卸載與卸載沉降觀測
每級卸載值為每級加載值的2倍，每級卸載后隔15分鐘測讀一次殘余沉降，讀2次后，隔30分鐘再讀一次，即可卸下一級荷載，全部卸載后，隔3h再讀1次殘余沉降量。
（二）低應(yīng)變檢測
本次工程實踐中共對工程樁中的48根樁進行了低應(yīng)變動力測試。檢測系統(tǒng)是由武漢巖海公司生產(chǎn)的RS-1616K(S)基樁動測儀，加速度傳感器力棒組成。
?。?）檢測方法
首先，在樁頂放置一只加速度傳感器，由RS一1616K(S)基樁動測儀接受錘擊過程中產(chǎn)生的加速度信號，在屏幕顯示實測波形每根樁布采集點一個每點采集4錘信號。
?。?）曲線分析采用瞬態(tài)時域分析法
將存儲在磁盤上的測試信號在時域內(nèi)進行處理，根據(jù)應(yīng)力波反射等價地將實測速度信號通過時域由頻域輔助，分析不同部位的反射信號，據(jù)此分析每根樁的樁身完整性。
?。ㄈz測結(jié)果分析
?。?）單樁靜載荷試驗
該工程基礎(chǔ)工程樁采用鉆孔灌注樁，總樁數(shù)為240根，進行了單樁豎向抗壓靜載荷試驗三組。檢測位置由監(jiān)理指定，符合隨機抽檢原則檢測比例滿足規(guī)程要求。IV-S1、III-S1和l-S1號試樁,最終荷載均為2200KN，最終變形分別為6．83mm、8．72mm和5．43mm，最終沉降量較小，沉降差異不大。
?。?）低應(yīng)變檢測
該樓基礎(chǔ)鉆孔灌注樁總數(shù)為240根，本次低應(yīng)變檢測數(shù)量為48根，檢測數(shù)量及比例符合規(guī)范要求。根據(jù)低應(yīng)變實測曲線分析，波速在3700～4000m／s之間波形較規(guī)則，樁底反射清晰，未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重缺陷，均達(dá)到I、II類樁標(biāo)準(zhǔn),其中I類樁45根，占93．7％；II類樁3根，占6．3％，成樁質(zhì)量良好。
結(jié)束語
百年大計質(zhì)量第一，百層大廈基礎(chǔ)第一。樁基的質(zhì)量不容忽視，而樁基的質(zhì)量不僅僅是施工企業(yè)自己干出來的，如果沒有嚴(yán)格執(zhí)法、執(zhí)規(guī)的檢測單位按照法規(guī)嚴(yán)格約束，就不可能有規(guī)范、合格的質(zhì)量保證。所以，樁基檢測單位、檢測人員必須遵守職業(yè)道德，達(dá)到技術(shù)能力和水平，規(guī)范管理、科學(xué)管理才有約束力和公平公正性。
