國內(nèi)常見樁基質(zhì)量檢測方法介紹

國內(nèi)常見樁基質(zhì)量檢測方法介紹

目前，我國的樁基質(zhì)量檢測方法主要有：靜載試驗、鉆芯法、低應(yīng)變法、高應(yīng)變法、聲波透射法。

1靜載試驗

樁基靜載試驗是檢測樁基與地基承載力的一種*直觀、*可靠的傳統(tǒng)方法，單樁豎向抗壓靜載試驗、單樁豎向抗拔靜載試驗、單樁水平荷載試驗、地基平板荷載試驗都可以稱之為靜載試驗的。

單樁豎向抗壓靜載試驗可以確定單樁豎向抗壓承載力，它采用接近于豎向抗壓樁的實際工作條件的試驗方法，其試驗?zāi)康闹饕校簽闃兜脑O(shè)計與工程驗收提供依據(jù)、驗證高應(yīng)變法單樁承載力檢測結(jié)果。靜載試驗方法主要有維持荷載法，主要包括慢速維持荷載法和快速維持荷載法。

單樁豎向抗拔靜載試驗也是確定單樁豎向抗拔承載力，采用的方法也是接近于豎向抗拔樁的實際工作條件的試驗方法，其試驗?zāi)康闹饕校簽樵O(shè)計提供依據(jù)、為工程驗收提供依據(jù)、驗證試驗等，單樁豎向抗拔靜載試驗方法主要是慢速維持荷載法。

單樁水平靜載試驗使用與樁頂自由時的單樁水平靜載試驗；同時有豎向設(shè)計荷載下單樁水平靜載試驗的及其形式的水平荷載試驗可參照使用。單樁水平靜載試驗可用于對工程樁的水平承載力進行檢測和判定，可以確定試驗樁的水平承載力，也可以確定有關(guān)地基土的水平抗壓力的比例系數(shù)。

地基平板荷載試驗是在一定面積的承壓板上向地基土施加荷載，測定承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)巖土的承載力和變形特性的原位測試方法。地基平板荷載試驗實際上是一種與建筑物基礎(chǔ)工作條件相似，直接對地基土進行的現(xiàn)場模擬試驗，一般認為，地基平板荷載試驗確定的地基承載力比用其他測試方法得到的地基承載力更接近實際。地基平板荷載試驗可分為平板荷載試驗和螺旋板荷載試驗，平板荷載試驗根據(jù)試驗深度的不同又可進一步分為淺層平板荷載試驗和深層平板荷載試驗。淺層平板荷載試驗通常在地面或試坑進行，而深層平板荷載試驗在試井內(nèi)進行。

2鉆芯法

采用鉆機鉆取芯樣，通過芯樣觀察和對芯樣進行抗壓試驗，*終確定被檢樁基的樁長、被檢樁基的樁身混凝土缺陷、被檢樁基的樁底沉渣厚度以及驗證被檢樁基樁身混凝土的強度、密實性和連續(xù)性的方法。

3低應(yīng)變法

反射波法的理論基礎(chǔ)是以一維線彈性桿件模型為依據(jù)，因此，受檢測的樁基的長細比、瞬間激勵脈沖有效高頻分量的波長與樁的橫向尺寸之比均宜大于5，設(shè)計樁身截面宜基本規(guī)則。該方法對樁身缺陷程度只作定性判斷。對于樁身不同類型的缺陷，反射波測試信號中主要反映出樁身阻抗減小的信息，缺陷性質(zhì)往往較難區(qū)分。例如：混凝土灌注樁出現(xiàn)的縮頸與局部松散、夾泥、空洞等，只憑測試信號就很難區(qū)分。

4高應(yīng)變法

直到二十世紀(jì)三十年代，人們才意識到打樁問題是一維波的傳播問題。1960年，Smith提出了以離散質(zhì)量—彈簧模型來模擬錘—樁—土組成的打樁系統(tǒng)，采用差分法數(shù)值求解一維波動方程來分析動力打樁過程的新方法，建立了目前高應(yīng)變動力檢測數(shù)值方法的雛形，為應(yīng)力波理論在樁基工程中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。1965年美國Case技術(shù)學(xué)院G.C.Goble教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組以行波理論為依據(jù)，提出了一套樁的動力測試和分析的新方法，也就是俗稱的Case法。Case法從行波理論出發(fā)，推導(dǎo)出一系列簡便的分析計算公式，并改善了相應(yīng)的測試儀器，形成了一套通過監(jiān)測現(xiàn)場打樁過程實時分析計算樁的承載力、打樁系統(tǒng)的效率、樁身應(yīng)力、樁身質(zhì)量的方法。Case法具有公式簡潔、實時分析功能強等許多優(yōu)點，但由于在推導(dǎo)過程中對樁—土力學(xué)模型作出了許多與樁—土體系實際的力學(xué)性狀相差較大的簡化假定，邏輯上是不夠嚴(yán)謹?shù)模虼薈ase法又稱為一維波動方程的準(zhǔn)封閉解或半解析解。1974年，高勃爾的研究小組提出了以Case法實測波形曲線為邊界條件，采用史密斯法的樁—土力學(xué)模型和數(shù)值計算方法的一維波動方程反演分析法—波動方程實測曲線擬合法，并正式提出了命名為“Capwap”的計算程序。以后，又對樁的計算模型作了改進，采用連續(xù)桿件模型代替原來的離散質(zhì)—彈模型，并對土模型作了細化，以使土模型更接近土的實際狀態(tài)，這就是目前被廣泛使用的“Capwap”程序。

在我國，應(yīng)用*為廣泛是Case法和實測曲線擬合法。Case法和實測曲線擬合法是對同一分析對象—通過在樁上部離開樁頂一段距離的樁身兩側(cè)對稱安裝的加速度計和力傳感器測得該處樁身橫截面的力和運動速度的時程曲線采用不同的數(shù)理模型、不同的計算方法進行分析處理，因此這兩種方法的現(xiàn)場測試系統(tǒng)和測試方法是相同的。

5聲波透射法

在樁基混凝土中預(yù)埋聲測管，將發(fā)射換能器和接收換能器分別放入聲測管內(nèi)，并在聲測管中注滿清水以耦合用。發(fā)射換能器發(fā)射出超聲波，超聲波從聲測管中沿著不同的傳播途徑到達接收換能器中，通過聲波儀記錄聲學(xué)參數(shù)的變化，對這些聲學(xué)參數(shù)進行分析判斷，*后對樁基混凝土質(zhì)量類別進行判別的一種方法。

聲波透射法的理論基礎(chǔ)是通過固體介質(zhì)傳播的彈性波傳播理論。聲波透射法的基本原理是：經(jīng)發(fā)射換能器向諸如混凝土的固體介質(zhì)發(fā)射超聲波，超聲波在混凝土中的傳播過程中經(jīng)過物理特性調(diào)制，再經(jīng)接收換能器接收超聲波，通過記錄和分析超聲波的聲學(xué)參數(shù)波速、波幅、頻率等，*后對這些檢測數(shù)據(jù)進行處理，對樁基混凝土質(zhì)量作出綜合評價。