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摘要:樁基礎在現在的工程中應用越來越廣泛,基樁檢測也越來越受重視。由于各種基樁檢測方法都有各自的優(yōu)缺點,因此現在多種檢測方法綜合應用成了一種趨勢。本文結合廈門軌道交通工程中的實例,來討論低應變法、聲波透射法和單樁豎向抗壓靜載試驗等方法的綜合應用。
關鍵詞:基樁檢測;低應變法;聲波透射法;靜載
樁作為一種重要的結構,在高層建筑、市政橋梁等工程中都大量被使用。在廈門軌道交通工程中,樁幾乎無處不在,例如跨海大橋的基樁,停車場檢修庫的基樁,車站主體的抗拔樁,明挖區(qū)間的圍護樁,等等。伴隨著樁的大量使用,基樁檢測也越來越體現出其重要性。
1基樁檢測方法簡述
基樁檢測方法根據檢測目的來分,主要有樁身完整性檢測和承載力檢測兩大類,每一類都有多種檢測方法。這些檢測方法,各有各的優(yōu)缺點,其中靜載法最為準確直觀,能夠直接反映出基樁承載力情況,但有檢測周期長、受場地限制等缺點,無法做到普查。因此實際工程中,主要以樁身完整性檢測來檢驗基樁的質量,以此來間接地控制基樁承載力的質量。但幾種檢測方法都有各自的局限性,因此實際工程中,往往會需要采取兩種甚至更多的檢測方法互相驗證。本文討論的工程實例為廈門軌道交通工程,故檢測步驟和判定標準采用中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部的《建筑基樁檢測技術規(guī)范》JGJ106-2014(以下簡稱《規(guī)范》)。下面簡要介紹一下本文所涉及到的低應變法、聲波透射法和單樁豎向抗壓靜載試驗的原理及作用。
1.1低應變法
低應變法是反射波法、機械阻抗法等多種檢測方法的合稱。其中以反射波法最為常見,本文討論的就是反射波法。低應變法主要作用是檢測樁身完整性,同時對樁長、樁底沉渣的判斷等也有一定的參考作用。低應變反射波法主要是在樁頂施加激振信號并產生應力波,在沿著樁身傳播的過程中,遇到不連續(xù)界面(例如夾泥、斷裂、縮頸等)或樁底時,會產生反射波,通過分析波的傳播時間、幅值和波形特征,可以分析判斷樁身完整性。
1.2聲波透射法
聲波透射法的主要作用是檢測樁身完整性,有時也能從側面反映出樁長、樁底沉渣等情況。聲波透射法是在樁身中預埋一定數量的聲測管,通過水的耦合,超聲波從一根聲測管中發(fā)射,在另一根聲測管中被接收,由此可測出被測混凝土介質的聲學參數。由于超聲波在混凝土中傳播遇到缺陷時會產生繞射、反射和折射,因而到達接收換能器的聲時、波幅及主頻發(fā)生改變,利用這幾個聲波特征參數即可判別樁身完整性。
1.3單樁豎向抗壓靜載試驗
單樁豎向抗壓靜載試驗主要用于檢測單樁豎向抗壓承載力。單樁豎向抗壓靜載試驗的原理是利用反力平臺裝置和千斤頂,在樁頂分級施加豎直向下的荷載,并測定樁身沉降量。根據豎向荷載-沉降(Q-s)曲線、沉降-時間對數(s-lgt)曲線等,可判定單樁豎向抗壓承載力。
2工程實例
廈門軌道交通工程某停車場為全地下停車場,一期工程基樁總樁數為12根(試驗樁),本文以其中2#樁的檢測情況為例。該樁樁徑為800mm,樁身混凝土強度為C35,設計樁長為22m,樁側土層從上到下依次為粉質粘土、殘積砂質黏性土、全風化花崗巖。根據設計要求,對該試樁先后進行了低應變法、聲波透射法和單樁豎向抗壓靜載試驗檢測。
2.1低應變法檢測情況
樁的低應變時域信號曲線如圖1所示。從時域信號曲線中可以看到,在樁頂下11.2m附近有同向反射,因此該處可能有輕微缺陷。樁底處有同向反射,初步判斷為樁底反射。但是由于11.2m處的同向反射恰好在樁長中間,所以不排除樁底處同向反射為11.2m處缺陷的二次反射的可能。因此需要其它檢測方法來驗證。
2.2聲波透射法檢測情況
樁徑為800mm,根據《規(guī)范》第10.3.2條規(guī)定,埋設了2根聲測管。因此2#樁只檢測一個剖面。該樁的PSD-聲速-波幅曲線如圖2所示。從圖2中可以看到,在樁頂下10.2m~11.8m范圍,PSD、聲速和波幅參數均出現了輕微異常,波形出現輕微畸變,尤其以11.35m處最為明顯,由此可判定該樁在11.35m附近有輕微缺陷,與低應變檢測結果相近。
2.3單樁豎向抗壓靜載試驗檢測情況
樁設計單樁承載力特征值為1550kN,根據設計要求現場最大加載量為3100kN。根據《規(guī)范》要求,加載共分10級,分級為最大加載量的1/10即310kN,第一級取分級荷載的2倍620kN。卸載也分級進行,每級為加載時分級荷載的2倍。靜載試驗數據匯總見圖3。試驗過程中,2#樁順利加載至最大加載量,并未出現異常現象,最大荷載時總沉降量未超過40mm,且從豎向荷載-沉降(Q-s)曲線、沉降-時間對數(s-lgt)曲線中可以看到,該樁在最大荷載作用下并未達到極限狀態(tài)。根據《規(guī)范》第4.4.2條和第4.4.4條的規(guī)定,可判斷該樁單樁豎向抗壓承載力特征值為1550kN,豎向抗壓極限承載力為3100kN,符合設計要求。
2.4結論
根據低應變法和聲波透射法檢測并互相驗證,可判斷2#樁在樁頂下11.35m附近有輕微缺陷,樁身完整性為Ⅱ類。經過單樁豎向抗壓靜載試驗,可知該樁承載力符合設計要求,也從側面驗證了樁頂下11.35m附近的缺陷并不影響樁的使用,Ⅱ類樁的判定是合適的。
3小結
樁身完整性的檢測方法,各有缺點,例如本例中低應變法無法確定缺陷以下部分樁身完整性,需使用聲波透射法對比驗證。在實際檢測當中,這兩種檢測方法的檢測結果也不一定能對應。此時應該采取鉆芯法進一步驗證樁身完整性,或者直接采用靜載試驗判斷單樁承載力是否符合要求。廈門軌道交通工程是重點工程,基樁更是重中之重。由于靜載試驗不能覆蓋大部分基樁,因此大部分樁的承載力只能依靠樁身完整性檢測來間接控制?;鶚稒z測工作者們應該因地制宜,選用合適的檢測方法,并針對不同方法的優(yōu)缺點,將多種基樁檢測方法有機地結合在一起,綜合應用,確?;鶚稒z測結果的準確性。
參考文獻
[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.JGJ106-2014建筑基樁檢測技術規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2014.
[2]陳凡.基樁質量檢測技術[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2003.
作者:黃偉 單位:廈門市交通建設工程檢測有限公司