2016j監(jiān)理工程師質(zhì)量控制:樁基承載力試驗(yàn)
樁基靜承載力試驗(yàn)包括單樁靜承載力試驗(yàn)和單樁動(dòng)測試驗(yàn)。樁基應(yīng)進(jìn)行承載力和完整性檢測。
1.單樁靜承載力試驗(yàn)
樁的靜承載力試驗(yàn),在同一條件下,試樁數(shù)不宜少于總樁數(shù)的1%,并不應(yīng)少于2根,工程總樁數(shù)50根以下不少于2根。試驗(yàn)內(nèi)容有:單樁垂直靜承載力試驗(yàn)、單樁抗拔承載力試驗(yàn)、單樁浸水靜承載力試驗(yàn)和單樁水平靜承載力試驗(yàn)等。
?。?)單樁抗壓靜承載力試驗(yàn)
其目的是為求得單樁承載力特征值。單樁抗壓靜承載力試驗(yàn)設(shè)備與地基土現(xiàn)場承載力試驗(yàn)一樣,包括加荷與穩(wěn)壓系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和反力系統(tǒng)。
?。?)單樁抗拔承載力試驗(yàn)
抗拔力作用下樁的破壞有兩種形式:一是地基變形帶動(dòng)周圍土體被拔出;二是樁身強(qiáng)度不夠,樁身被拉裂或拉斷??拱纬休d力試驗(yàn)方法與壓力試驗(yàn)相同,只是荷載的方向相反。
(3)單樁水平靜承載力試驗(yàn)
其目的是采用接近于單樁實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法,來確定單樁的水平承載力和地基土的水平抗力系數(shù),并可測得樁身應(yīng)力變化情況,求得樁身彎矩分布圖。
(4)單樁靜承載力試驗(yàn)步驟
1)結(jié)合實(shí)際條件和試驗(yàn)內(nèi)容,選定試驗(yàn)設(shè)備;
2)規(guī)定承載力試驗(yàn)條件,一般應(yīng)通過試樁進(jìn)行驗(yàn)證后再修訂試驗(yàn)條件;
3)加荷與卸荷;
4)資料整理:試驗(yàn)原始記錄表、試驗(yàn)概況、繪制荷載變形曲線(P-S曲線)等;
5)檢測數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用。
2.單樁動(dòng)測試驗(yàn)
在采用各種動(dòng)測法時(shí),應(yīng)遵循下列原則:應(yīng)做足夠數(shù)量的動(dòng)靜對比試驗(yàn),以檢驗(yàn)方法本身的準(zhǔn)確程度,并確定相應(yīng)的計(jì)算參數(shù)或修正系數(shù)。試驗(yàn)本身可重復(fù),系非破損試驗(yàn),方法簡便快捷。
目前,根據(jù)樁基激振后樁土的相對位移或樁身所產(chǎn)生的應(yīng)變量不同,國內(nèi)已用于工程檢驗(yàn)的動(dòng)測法分為高應(yīng)變和低應(yīng)變兩大類。
(1)高應(yīng)變動(dòng)測
適用于檢測基樁的豎向抗壓承載力和樁身完整性。監(jiān)測預(yù)制樁打入時(shí)的樁身應(yīng)力和錘擊能量傳遞比,為沉樁工藝參數(shù)及樁長選擇提供依據(jù)。
1)檢測數(shù)量:在地質(zhì)條件相近、樁型和施工條件相同時(shí),不宜少于總樁數(shù)5%,且不應(yīng)少于5根。對于一柱一樁的建筑物、構(gòu)筑物,應(yīng)全部進(jìn)行完整性檢測;對于非一柱一樁的建筑物、構(gòu)筑物,當(dāng)工程地質(zhì)條件復(fù)雜或?qū)痘┕べ|(zhì)量有疑問時(shí),應(yīng)增加試樁數(shù)量。
2)檢測方法:
?、贆z測前必須檢查儀器的使用狀態(tài)。每年應(yīng)由國家法定計(jì)量單位進(jìn)行標(biāo)定,精度要達(dá)2%以上。試驗(yàn)用錘擊必須具備足夠的錘擊能量。
②對需進(jìn)行檢測的混凝土灌注樁,樁身混凝土強(qiáng)度滿足大于等于28d的強(qiáng)度,樁頂必須處理,要鑿除頂部強(qiáng)度較低的混凝土,將樁接長至地坪以上1.5~2倍樁徑處,樁頂高度應(yīng)滿足錘擊高度的要求。所有主筋均需接至樁頂保護(hù)層以下并對樁頂進(jìn)行加強(qiáng)保護(hù),樁頂混凝土強(qiáng)度≥C30.同時(shí)在錘與樁頂之問設(shè)置有效墊層。
③在樁身兩側(cè)對稱安裝兩只加速傳感器和應(yīng)變傳感器。它們與樁頂之間的距離應(yīng)≥1.5倍樁徑。在進(jìn)行高應(yīng)變動(dòng)測時(shí),必須同時(shí)量測每次錘擊下樁的最終貫入度。為使樁用土產(chǎn)生塑性變形,單擊貫入度不宜小于2.0mm.在檢測過程中,要不斷比較樁身材料實(shí)測阻抗與理論阻抗的關(guān)系。錘擊時(shí)實(shí)測力與速度峰值應(yīng)成正比,如果不符,應(yīng)立即停錘檢查。高應(yīng)變試驗(yàn)應(yīng)采用實(shí)測曲線擬合分析確定CASE阻尼系數(shù)值,擬合計(jì)算樁數(shù)不宜少于試樁總數(shù)30%并不少于5根。
?、芙Y(jié)果評定:①應(yīng)力不應(yīng)有負(fù)值;②應(yīng)力和速度的尾部應(yīng)歸零;③一般情況下t1-t2時(shí)間段(速度曲線)在F(t)的下方;④信號前沿,Z·V(t)和F(t)曲線基本重合,且共同達(dá)到峰值;⑤FMX(最大打擊力)與FHM(根據(jù)錘擊動(dòng)量估算的最大打擊力)接近;⑥最大的動(dòng)位移超過2~5mm;⑦信號無交流震蕩干擾;⑧樁底反射明顯;⑨信號不削頂;⑩用擬合法時(shí),計(jì)算與實(shí)測的錘擊數(shù)接近,且擬合曲線完成或擬合系數(shù)值,灌注樁不宜大于5%,預(yù)制樁不宜大于3%.
?。?)低應(yīng)變動(dòng)測
低應(yīng)變動(dòng)測主要采用彈性波反射法,對各類混凝土樁進(jìn)行質(zhì)量普查,檢查樁身是否有斷樁、夾泥、離析、縮頸等缺陷存在。確定缺陷位置,對樁身完整性作出分類判別。
1)檢測數(shù)量。
采用隨機(jī)采樣的方式抽檢。
?、僦氯龢痘蛉龢兑韵碌某信_抽檢樁數(shù)不應(yīng)少于一根。(新增)
?、趯υO(shè)計(jì)等級為甲級,或地質(zhì)條件復(fù)雜,成樁質(zhì)量可靠性低的灌注樁,動(dòng)測樁數(shù)不應(yīng)少于總樁數(shù)的30%,且不得少于20根。其他樁基工程的抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的20%且不得少于10根。
?、蹖τ诙顺行痛笾睆焦嘧叮谝陨铣闄z范圍內(nèi),采用鉆芯、聲波透射法進(jìn)行檢測,抽檢數(shù)量不應(yīng)低于受檢總樁數(shù)的10%.將具備獨(dú)立施工條件并能形成獨(dú)立使用功能的工程劃分為單位工程,將單位工程中能形成獨(dú)立使用功能的部分劃分為若干子單位工程,對其進(jìn)行驗(yàn)收。(新增)
動(dòng)測結(jié)果不合格的樁比例過高時(shí)(占抽檢總數(shù)5%以上),宜以相同的百分比進(jìn)行擴(kuò)大抽檢,設(shè)計(jì)單位認(rèn)為需要時(shí),可擴(kuò)大到普檢。
對同工程中同一批樁中有疑義的樁,宜采用多種方法同時(shí)進(jìn)行檢測,并進(jìn)行綜合分析。
2)檢測方法。檢測前,先進(jìn)行截樁處理至設(shè)計(jì)標(biāo)高,鑿去疏松部分后用砂輪磨平,安裝傳感器、放大器、數(shù)據(jù)采集裝置、記錄顯示器(目前常用的PIT動(dòng)測儀已一體化)。然后在樁頂施加沖擊力產(chǎn)生應(yīng)力波,應(yīng)力波沿樁身傳播至樁底或遇界面產(chǎn)生反射信號,再由傳感器接收,經(jīng)分析計(jì)算,產(chǎn)生檢測結(jié)論。
3)結(jié)果評定:根據(jù)時(shí)域波形,比較入射波與反射波到達(dá)時(shí)刻及其振幅、相位、頻率等特征,進(jìn)行判斷和計(jì)算;而波阻抗Z=ρVA,ρ為密度、V為速度、A為截面積。顯然,波阻抗的差異主要來源于密度、面積的變化。當(dāng)樁的密度變化大時(shí),就可能存在著混凝土的疏松、夾泥、離析等;面積變化大時(shí),就可能存在擴(kuò)頸、縮頸、裂縫、斷柱等。波阻抗差異越大,反射信號就越強(qiáng)烈。
完整性良好的單樁具有下列特征:
?、贅兜追瓷涿黠@,無缺陷反射波存在;
?、诓ㄐ我?guī)則,波列清晰,完整樁之間波形特征相似;
?、蹣渡砘炷疗骄ㄋ佥^高。
完整性存在缺陷的樁具有下列特征:①樁的界面反射明顯,反射信號到達(dá)要小于樁底反射時(shí)刻;
②波形受到干涉,波的振幅、相位、頻率相對正常樁的波形出現(xiàn)異常,缺陷嚴(yán)重時(shí),易形成多次反射,振幅較大。
低應(yīng)變動(dòng)測樁身質(zhì)量評定等級分為四類:
?、贌o缺陷的完整樁;
?、谟休p度缺陷,但基本不影響原設(shè)計(jì)樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的樁;
?、塾忻黠@缺陷,影響原設(shè)計(jì)樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的樁(可部分利用或降級使用);
④有嚴(yán)重缺陷的樁(廢樁)。
