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建筑工程中桩基检测技术应用

发布时间：

2018-01-22

来源：

郑州桩基施工公司

作者：

桩基施工

桩的竖向承载力检测是其质量检测的重要方面，利用成孔质量检测、静载试验检测、低应变动力检测和高应变动力检测等技术，对某办公楼工程的基桩进行了检测。了解被测桩的桩身完整性和桩身混凝土质量，并初步判断桩端土支承强弱。

　　桩的竖向承载力检测是其质量检测的重要方面，利用成孔质量检测、静载试验检测、低应变动力检测和高应变动力检测等技术，对某办公楼工程的基桩进行了检测。了解被测桩的桩身完整性和桩身混凝土质量，并初步判断桩端土支承强弱。进而对桩基质量做出评价，以确保建设工程的质量。

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　　1、桩基检测技术

　　1.1成孔质量检测

　　在桩的施工中，成孔质量的好坏直接影响到混凝土浇注后的成桩质量桩孔的孔径偏小，则使整桩的承载能力降低，桩孔上部扩径将导致成桩上部侧阻力增大，而下部侧阻力不能完全发挥，桩孔偏斜则会削弱了基桩承载力的有效发挥，桩底沉渣过厚使得有效桩长减少。因此成孔质量检测对于控制成桩质量尤为重要。成孔质量检验的内容主要包括桩孔位置、孔深、孔径、垂直度、沉渣厚度等。

　　1.2桩的承载力的检测

　　1.2.1静荷载试验法

　　静荷载试验法用于检测基桩承载力静荷载试验法包括：基桩竖向和水平承载力检测工程中多用到竖向静载荷试验。静荷载试验法显著的优点是，其受力条件比较接近桩基础的实际受力状况。静载试验主要适用于工程试桩的承载力检测，对于工程桩检测不能做破坏性试验。其检测精度高相对误差10%范围内。

　　1.2.2高应变动测法

　　桩基高应变动检测就是，利用重锤对桩顶进行瞬态冲击。使桩周土产生塑性变形，在桩头实测力和速度的时程曲线通过应力波理论分析得到。桩土体系的有关参数，揭示桩土体系在接近极限阶段时的工作性能。分析桩身质量确定桩的极限承载力。

　　1.3桩的完整性检测

　　1.3.1低应变动测法

　　基桩的低应变动测法就是，通过对桩顶施加较低的激振能量，引起桩身及周围土体的微幅振动，同时用仪表量测和记录，桩顶的振动速度和加速度利用波动，理论或机械阻抗理论，对记录结果加以分析，从而达到检验桩基施工质量、判断桩身完整性、预估基桩承载力等目的。

　　1.3.2声波透射法

　　声波透射法是利用超声波在混凝土中传播的，声学参数加声速C、频率F、振幅A的变化及波形来分析。桩身混凝土的连续性及断层、夹砂、蜂窝等缺陷的大小、位置。

　　2、锚桩法

　　2.1锚桩抗拔力

　　在采用钢梁和锚桩同时提供反力时部分业主为了降低成本，将工程桩作为试验锚桩进行使用，如果出现在试验前没有对锚桩做抗拔力计算，会造成试验过程中钢筋被过度牵拉或者未进行对称布置的锚桩，锚桩系统内锚固力分配不当，在加载时导致部分锚桩被错误的过度上拔，造成局部钢筋断裂使试验中止。不仅造成试验失败的后果，严重时给工作人员造成安全隐患。所以在进行试桩试验前，要重视对锚桩抗拔力的计算，及时发现其中问题，上报设计方或者业主。

　　2.2锚桩中钢筋脱焊现象

　　在桩基静载试验进行过程中，由于工人焊接技术水平不高或者钢筋本身的质量问题在加载到一定压力时，出现锚桩桩头的主筋相连接的地方焊点开裂或者锚筋被拉断等现象，造成钢梁与锚桩共同作用的反力架坍塌使得百分表和千斤顶等工具受损，致使实验失败，严重的情况下会出现人员安全事故。针对这些问题施工过程中要选择比锚桩的主筋更大一号的钢筋作拉筋人工焊接的长度达到10～15cm的范围对加压荷载较大的测试时要求双面焊接。

　　3、桩基检测技术在工程上的应用

　　如某办公楼为地上十四层，下一层的高层办公楼采用框架结构。总建筑面积38818.6m2。其基础采用钢筋混凝土预制桩经勘探，场地地基根据其工程特性的差异，自上而下分为四层，分述如下：粉土层、粉质粘土层、砾砂层和强风化泥岩层基桩设计参数要求如下桩径为500mm，桩长为10～12m；工程桩总桩数为170根，单承载力特征值2000KN；混凝土强度等级为C40；桩端持力层为砂砾层。本次工程实践中针对场地环境和地质条件主要采用了如下几种检测手段：（1）成孔质量检测，检测数量40个；（2）试桩载荷试验检测试桩数量3根；（3）高应变动力检测检测数量10根；（4）低应变动力检测才金测数量30根。

　　3.1成孔质量检测

　　本工程中基桩成孔质量测试采用的仪器设备主要有JJC―1A型孔径仪、JNC-1型沉渣测定仪、JJx-3A型并斜仪、深度记录仪（充电脉冲发生器）、电动绞车、孔口轮等组成分别对成孔的孔深、孔径、孔斜及沉渣厚度进行了检测检测结果：设计孔深介于10.45m～11.94m；实测孔深介于10.60m～12.20m；所有检测桩均大于设计要求，孔深实测局部最小孔径介于451mm～471mm。局部最大孔径介于524mm～633mm；无最小孔径小于550mm的桩孔实测垂直度介于0.68%～0.97%。均小1%，实测孔底沉渣厚度介于80～100mm；匀小于150mm，综上数据统计分析本次桩孔成孔质量检测4项指标（孔深、孔径、孔斜、沉渣厚度）均能够达到规范要求。

　　3.2静载试验检测

　　本次工程中根据设计要求，对试桩检测过程中的3根试桩分别进行单桩竖向静载试验。本次检测使用的主要设备有：武汉生产的静载试验成套设备RS-JYB，主要包括主机、中继器、控载箱、5000KN千斤顶、位移传感器等，另外还有钢梁、压板等检测。方法如下：本次竖向静载试验采用锚桩反力装置与配重联合加载法，即在试验桩桩顶放置千斤顶再放主梁、次梁，次梁连接4根锚桩，同时在次梁之上堆放预制桩作为配重。对桩的加载方式采用快速维持荷载法，即逐级加荷加荷后隔15分钟读一次数，每级加荷时间为2h。预计加荷为8级海级荷载增量均为500KN。如果中间出现破坏荷载，则停止加荷。检测结果3根桩的极限承载力平均值为4000KN，最大极差为0，不到平均值的30%放单桩承载力的特征值（标准值）4000÷2.0=2000KN，符合设计要求。

　　3.3低应变动力检测

　　根据《建筑桩基检测技术规范》规定，低应变方法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判断桩身缺陷的程度及位置，并要求根据桩身完整性检测结果始出每根桩的桩身完整性类别。本次工程实践中共对工程桩中的30根桩进行了低应变动力测试检测仪器由采用FDP204PDA型动测分析系统，加速度传感器力棒组成检测方法是：在桩顶放置一只加速度传感器接受锤击过程中产生的加速度信号，通过FDP204PDA型桩基动测系统放大和A/D转换，变成数字信号传给微机，信号经计算机处理后在屏幕显示实测波形，每根桩布采集点一个，每点采集5～6锤信号。将存储在磁盘上的测试信号在时域内进行处理，根据应力波反射等价地将实测速度信号通时域由频域辅助，分析不同部位的反射信号，据此分析每根桩的桩身完整性。检测结果其中I类桩28根，满足设计要求，Ⅱ类桩2根满足设计要求。

　　3.4高应变动力检测

　　本次工程中共对工程桩中的10根桩进行了低应变动力测试。检测仪器采用FEI-C3型动测分析系统，该系统由486/40微机、12位A/D转换器、加速度传感器、力传感器、重锤组成。检测方法是将两只加速度计和两只应变式力传感器，分别对称安装在桩侧表面，锤自由下落锤击桩顶，瞬时冲击力产生的加速度和力信号，通过FEI-C3型桩基动测系统放大和A/D转换变成数字信号传给微机，信号经过计算机软件处理后存入磁盘，同时显示实际测的波形，然后将存储在磁盘上的测试信号进行回放（力、速度）利FEIPWAPC软件进行曲线拟合分析，得出单桩竖向极限承载力。检测结果是检测的10根桩的单桩竖向极限承载力基本值均位于2178KN～2342KN之间，单桩竖向极限承载力平均值为2260KN，然而根据本次高应变检测结果综合判定单桩极限承载力为2260KN。

　　4、结语

　　在桩基静载监测中需要不断的累积经验、严格对待对检测中出现的问题是可以减少或者避免的是桩基静载试验能够合理、可靠的对桩土体系的承载力和沉降量进行客观评价。

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