橋梁工程樁基檢測(cè)方法

1、橋梁工程樁基檢測(cè)方法橋梁工程樁基檢測(cè)方法近年來，全國高公速路公路建設(shè)在飛快發(fā)展，面對(duì)如此大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，公路工程質(zhì)量顯得特別重要。橋梁工程是公路工程中重要的工程項(xiàng)目。橋梁工程不僅投資高、施工難度大，而且一旦出現(xiàn)事故就是重大責(zé)任事故，將給國家和人民造成重大的損失。樁基又是橋梁的主要部分，它承受由橋跨結(jié)構(gòu)傳給墩臺(tái)的巨大荷載.其質(zhì)量的好壞.直接影響橋梁使用的長久性和安全性。樁基屬隱蔽工程，要想控制其質(zhì)量，不僅在設(shè)計(jì)施工中控制，還要有先進(jìn)的檢測(cè)方法。本文就是簡論樁基的一些常用檢測(cè)方法。一、樁基分類按施工方法分為鉆入成孔樁、沖擊成孔樁、抓掘成孔樁、螺旋成孔樁、人工挖孔樁、沉管成孔樁等。按其直徑分為

2、大直徑、中等直徑、小直徑樁.橋梁常見大直徑樁。1)按其端部形狀分為平底樁和鍋底樁等。2)按其縱向截面形狀分為直身樁擴(kuò)底樁、多節(jié)樁、竹節(jié)樁、表面帶螺紋的樁，3)近幾年又出現(xiàn)了多支盤擠擴(kuò)樁、dx樁等。4)按其橫向截面形狀分為圓形、方形、矩形等。5)按其承載性分為摩擦樁、端承樁、摩擦端承樁等。6)按其豎向受荷條件分為抗壓樁和抗拔樁等。7)按其水平向受荷條件分為主動(dòng)樁和被動(dòng)樁等。8)按其質(zhì)量分為空心樁、完整樁、基本完整樁、缺陷樁和嚴(yán)重缺陷樁等。二、樁基檢測(cè)方法分類樁基檢測(cè)方法主要分為靜載荷試驗(yàn)法、動(dòng)力測(cè)樁法、聲波透射法.還有鉆孔取芯法、動(dòng)力觸探以及埋設(shè)傳感器等輔助方法。靜載荷試驗(yàn)法主要采用錨樁法、堆載

3、平臺(tái)法、地錨法、錨樁和堆載聯(lián)合法以及孔底預(yù)埋法等。動(dòng)測(cè)技術(shù)分為低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法和高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法。低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法常用應(yīng)力波反射法(錘擊波動(dòng)法)；高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法常用case法或capwap法。三、樁基檢測(cè)時(shí)間1)為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的先期檢測(cè)；2)施工階段的施工檢測(cè)；3)施工完畢后的驗(yàn)收檢測(cè)；4)施工階段和使用階段的鑒定檢測(cè)。四、樁基檢測(cè)的使用樁基豎向橫向承載力檢測(cè)；樁基持力層承載力及變形性狀的檢測(cè)；樁基結(jié)構(gòu)完整性檢測(cè)；樁土共同作用荷載分擔(dān)比檢測(cè)，樁體及土體應(yīng)力應(yīng)變檢樁基施工中對(duì)環(huán)境影響檢測(cè)(如震動(dòng)、噪音、土體變形)；樁基在特殊條件下或事故處理中的其它檢測(cè)。五、各種檢測(cè)方法1、靜載荷試驗(yàn)法單樁豎向承載力的確定在樁

4、基工程中特別重要。靜載荷試驗(yàn)法在檢測(cè)單樁豎向承載力時(shí)雖然是最原始的，但也是最可靠的方法。在樁頂施加荷載，了解荷載施加過程中樁土間的作用，通過得到p-s曲線的特征確定承載力，判別樁基的施工質(zhì)量，就是靜載荷試驗(yàn)法。使用1x 104kn級(jí)以上的樁基靜載設(shè)備，最大加載能力達(dá)2 x104kn。在橋梁樁基工程中.主要使用慢速維持荷載法。由于施工環(huán)境惡劣、檢測(cè)時(shí)間長、樁基荷載壓力大、費(fèi)用高、配套工作繁復(fù).加上樁基設(shè)計(jì)安全系數(shù)高，較難使樁基破壞(即下沉量超限或混凝土破壞).所以較少采用這種方法。特殊項(xiàng)目也有應(yīng)用.一般按規(guī)范抽取1o%來檢測(cè)。2、高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法是采用錘重達(dá)樁身重量10%以上或單樁豎向承

5、載力1%以上的重錘以自由落體擊往樁頂，獲得相關(guān)的動(dòng)力系數(shù).應(yīng)用規(guī)定的程序.進(jìn)行分析和計(jì)算得到樁身的單樁豎向承載力和完整性參數(shù)，也稱case法和capwap法。該法出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代，其檢測(cè)費(fèi)用比靜載荷試驗(yàn)法大大降低。由于這種方法檢測(cè)程序相對(duì)繁瑣，所以較少采用。高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法對(duì)于其它檢測(cè)方法和樁基設(shè)計(jì)均有幫助。3、低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法使用小錘敲擊樁頂，通過粘結(jié)在樁頂?shù)膫鞲衅鹘邮諄碜詷吨械膽?yīng)力波信號(hào)，采用應(yīng)力波理論來研究樁土體系的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，反演分析實(shí)測(cè)速度信號(hào)和頻率信號(hào)，判斷樁身質(zhì)量。該檢測(cè)方法稱為低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法，主要檢測(cè)樁基的完整性。此法主要分兩個(gè)階段進(jìn)行：一是原始數(shù)據(jù)的野外采集，記錄檢測(cè)振動(dòng)曲線并及時(shí)作

6、出初步判斷，以確定波形是否能反映出樁基的實(shí)際情況：二是室內(nèi)數(shù)據(jù)分析，判斷樁身缺陷性質(zhì)與位置，完成檢驗(yàn)報(bào)告。優(yōu)點(diǎn)：檢測(cè)速度快；檢測(cè)簡便；檢測(cè)成果可靠；檢測(cè)費(fèi)用低。適用范圍：樁長550m；樁徑1.8m。技術(shù)要求：ø；樁身砼強(qiáng)度要求。樁基齡期達(dá)到1o12天后方可檢測(cè)。ø；樁頭處理。將樁頭鑿至露出堅(jiān)硬砼為止。將雜物浮漿清理干凈.并保持樁頂面干燥、平整。ø；傳感器選擇及安裝。傳感器要求靈敏度高、精確度高，傳感器安裝要牢固，安裝位置根據(jù)樁徑的大小，合理選擇安裝點(diǎn).避免漏測(cè)。ø；檢測(cè)儀器的要求。檢測(cè)前檢查所有儀器有無故障.保證儀器能夠正常工作，同時(shí)將各儀器連接

7、好，檢查連接部位。ø；測(cè)試點(diǎn)的選擇。一般要求樁徑120cm以上測(cè)試34個(gè)點(diǎn)，測(cè)試點(diǎn)距鋼筋籠不少于1 ocm，于樁中心及四周均布，測(cè)試點(diǎn)必須打磨。ø；錘擊點(diǎn)的選擇。錘擊點(diǎn)選擇據(jù)傳感器2030cm，錘擊點(diǎn)無需打磨。ø；采集信號(hào)頻率。一根樁不少于1o錘。檢測(cè)系統(tǒng)：主要包括信號(hào)采集儀(可與計(jì)算機(jī)聯(lián)為一體或測(cè)試后再與計(jì)算機(jī)相聯(lián)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理)力錘傳感器打印機(jī)等。信號(hào)采集儀應(yīng)采用12位或16位nd轉(zhuǎn)換器。系統(tǒng)采樣頻率應(yīng)大于截止頻率的2.5倍。要避免出現(xiàn)干擾信號(hào)，最好用直流電源。傳感器應(yīng)選沖擊型或內(nèi)裝放大式加速度計(jì)。高阻尼速度傳感器和普通傳感器要慎用。檢測(cè)波形分析：分析前

8、應(yīng)了解所測(cè)樁位的地質(zhì)情況持力層情況樁基的施工方法(樁頂是否有護(hù)筒，如有要了解護(hù)筒的深度)。樁基一般存在的質(zhì)量缺陷有離析斷(夾泥)樁縮頸樁底有沉渣等現(xiàn)象。利用波形曲線的形態(tài)和反射特性就可判斷。ø；完整樁波形特征。曲線規(guī)則呈有規(guī)律阻尼衰減，各峰值連續(xù)圓滑。摩擦樁樁底反射為同相反射：柱(嵌巖)樁則為反相反射。ø；離析樁波形特征。應(yīng)力波在缺陷處產(chǎn)生透射和反射.反射波與初始相位相同，曲線突變.相鄰峰值不連續(xù)不圓滑。ø；斷(夾泥)樁波形特征。夾層界面只產(chǎn)生反射而不能透射(或透射很少).波形畸變.缺陷處以下的波形明顯消失。ø；縮頸樁波形特征。樁周邊檢測(cè)點(diǎn)曲線畸

9、變，而樁中心檢測(cè)點(diǎn)曲線規(guī)則。ø；樁底有沉渣波形特征。檢測(cè)曲線樁底處波形不規(guī)則，為同相反射。4、聲波透射法聲波透射法是在樁內(nèi)預(yù)埋縱向聲測(cè)管，將超聲脈沖發(fā)射和接收探頭置于聲測(cè)管中，管內(nèi)充滿清水作混合劑，由儀器發(fā)出周期性電脈沖.通過發(fā)射探頭發(fā)射并穿透混凝土.被接收探頭接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。由儀器中的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)出超聲脈沖穿過樁體所需時(shí)間、接收波幅值、接收脈沖主頻率接收波形及頻譜等參數(shù)，最后由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)按判斷軟件對(duì)接收信號(hào)的各種參數(shù)進(jìn)行綜合判斷和分析，即可對(duì)混凝土各種內(nèi)部缺陷的性質(zhì)、大小、位置做出判斷，并給出混凝土總體均勻性和強(qiáng)度等級(jí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。適用范圍：樁徑在o.61om，對(duì)已埋設(shè)聲測(cè)管的

10、范圍內(nèi)進(jìn)行完整性檢測(cè)，聲測(cè)管以外(包括持力層擴(kuò)孔部分等)不在檢測(cè)范圍內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)：儀器輕便；抗干擾能力強(qiáng)檢測(cè)結(jié)果直觀可靠觀測(cè)精確度高。技術(shù)要求：樁基齡期達(dá)到7天以上；聲測(cè)管埋設(shè)合格；檢測(cè)前檢查所有儀器，保證儀器能夠正常工作。檢測(cè)系統(tǒng)：超聲檢測(cè)儀；超聲換能器；探頭升降裝置；數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。缺陷的判斷：ø；聲時(shí)分析：選取聲時(shí)平均值t與聲時(shí)2倍標(biāo)準(zhǔn)差t.之和作為判定樁身有無缺陷的臨界值。t=t=st=t-2t式中：n為測(cè)點(diǎn)數(shù)：ti為第個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲時(shí)值：t為聲時(shí)平均值：t為聲時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差,st為判定樁身有無缺陷的臨界值。若ti st。即判定樁基在此深度處可能存在缺陷。ø；波幅分析：波

11、幅是對(duì)缺陷最為敏感的聲學(xué)參數(shù)，選取接收到的超聲波信號(hào)波幅平均值的一半作為判斷有無缺陷的臨界值，波幅值以衰減器的衰減量q表示，通常用分貝值表示。qd=q-6q=qi/n式中：q為波幅平均值；qi為第個(gè)測(cè)點(diǎn)的波幅；n為測(cè)點(diǎn)數(shù)：qd為判斷樁身有無缺陷的臨界點(diǎn)。若：qi qd即判定樁身在此深度可能存在缺陷。ø；c psd法：提出聲時(shí)一深度曲線相鄰兩點(diǎn)間的斜率和差值的乘積作為判斷依據(jù)。ki=si(ti-ti-l)=(ti-ti)2/(hi-hi-l)式中：si為第i-l測(cè)點(diǎn)之間聲時(shí)一深度；曲線的斜率hi-l和hi為相鄰兩測(cè)點(diǎn)的深度。根據(jù)psd的性質(zhì)，可得出斷樁臨界判據(jù)。kc=l2(v1-v2)2/v21-v22(hi-hi-l)式中：kc為出現(xiàn)斷樁或全斷面夾層時(shí)的臨界判據(jù)；l為聲測(cè)管間距；v1為混凝土的平均聲速；v2為夾層內(nèi)含物的估計(jì)聲速。當(dāng)某點(diǎn)的psd判據(jù)ki kc時(shí)，該點(diǎn)可判為斷樁。5、鉆孔取芯法利用鉆孔機(jī)(鉆頭內(nèi)徑一般為1oomm)對(duì)樁進(jìn)行抽芯取樣，根據(jù)取出芯樣對(duì)混凝土強(qiáng)度局部缺陷情況樁基的長度持力層的情況、樁底沉渣厚度等作出準(zhǔn)確判斷的檢測(cè)樁基質(zhì)量的方法叫鉆孔取芯法。優(yōu)