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文檔簡介
1、POWEPOINT適用于商務(wù)主題及相關(guān)類別演示橋梁下部施工技術(shù)目錄項目6 基礎(chǔ)、墩臺質(zhì)量的檢測與評定6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定6.3 墩(臺)身的檢測與評定學(xué)習(xí)目標了解地基承載力的檢測方法。了解擴大基礎(chǔ)質(zhì)量檢測評定的內(nèi)容。掌握泥漿性能指標的試驗方法。了解清孔的常用方法。掌握基樁檢測的試驗方法。掌握樁基礎(chǔ)質(zhì)量檢測評定的內(nèi)容。項目6 基礎(chǔ)、墩臺質(zhì)量的檢測與評定6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定 混凝土墩臺施工6.1.1 地基承載力是指地基土單位面積上所能承受荷載的能力,以kPa計。研究地基承載力的目的是在工程設(shè)計中必須限制建筑物基礎(chǔ)底面的壓力,使其不得超過地基的允許承載力,以
2、保證地基土不會因為發(fā)生剪切破壞而失去穩(wěn)定,同時也使建筑物不致因基礎(chǔ)產(chǎn)生過大的沉降和差異沉降,而影響其正常使用。地基破壞過程的三個階段6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定 圖所示為目前常用的荷載板試驗時的加載方式之一。根據(jù)現(xiàn)場的具體情況,還可采用地錨代替荷重的方式,也可以二者兼用,但總的原則是加荷、卸荷既簡便又安全,同時對沉降量的觀測無影響。荷載板一般用剛性的方形板或圓形板,承壓板的面積不應(yīng)小于0.25 m2,對于軟土地基不應(yīng)小于0.5 m2,目前工程上常用的是50 cm50 cm或70.7 cm70.7 cm的方形板。2)試驗設(shè)備現(xiàn)場荷載試驗1壓重; 2反力架; 3枕木垛; 4千斤頂; 5百分表; 6
3、荷載板6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定3)試驗方法 試驗加荷方法應(yīng)采用分級維持荷載沉降相對穩(wěn)定法(慢速法)或沉降非穩(wěn)定法(快速法)。試驗的加荷標準如下:試驗的第一級荷載(包括設(shè)備重量)應(yīng)接近卸去土的自重;加荷分級不應(yīng)少于8級;最大加載量不應(yīng)小于設(shè)計要求的2倍;每級荷載增量(加荷等級)一般取被試地基土層預(yù)估極限承載力的1/101/8;荷載的量測精度應(yīng)達到最大荷載的1,沉降值的量測精度應(yīng)達到0.01 mm。6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定 每級加載后,按間隔10 min、10 min、10 min、15 min、15 min,以后為每隔30 min測讀一次沉降量,當(dāng)在連續(xù)2 h內(nèi),每小時的沉降量不超過0.
4、1 mm時,則認為已趨穩(wěn)定,可加下一級荷載。 試驗點附近應(yīng)有取土孔以便提供土工試驗指標或其他原位測試資料,試驗后,應(yīng)在承壓板中心向下開挖取土試驗,并描述兩倍承壓板直徑(或?qū)挾龋┓秶鷥?nèi)土層的結(jié)構(gòu)變化。6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定(1)承壓板周圍的土體有明顯的側(cè)向擠出。(2)沉降量急劇增大,p-s曲線出現(xiàn)陡降段。(3)在某一級荷載下,24 h內(nèi)的沉降速率不能達到穩(wěn)定。(4)沉降量與承壓板寬度或直徑之比大于或等于0.06。當(dāng)滿足上述前三種情況之一時,其對應(yīng)的前一級荷載即為極限荷載。當(dāng)試驗中出現(xiàn)下列情況之一時,即可終止加載。6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定4)試驗數(shù)據(jù)的處理 (1)地基土的承載力。當(dāng)p-s
5、關(guān)系曲線上有比例界限時,取該比例界限所對應(yīng)的荷載值為地基土的承載力;當(dāng)極限荷載小于對應(yīng)比例界限荷載值的兩倍時,取極限荷載值的1/2為地基土的承載力;當(dāng)不能按上述要求確定時,當(dāng)承壓板面積為0.250.50 m2,可取s/b(或s/d)=(0.010.015)所對應(yīng)的荷載,但其值不應(yīng)大于最大加載量的1/2。6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定 在飽和軟土地基中,p-s關(guān)系曲線的拐點往往不明顯,此時可繪制lg p-lg s曲線,利用lg p-lg s曲線的良好線性關(guān)系很容易確定拐點;也以可用相對沉降法確定地基土的承載力。 同一土層參加統(tǒng)計的試驗點不應(yīng)少于三點,當(dāng)試驗實測值的極差不超過其平均值的30%時,取此
6、平均值作為該土層的地基承載力基本容許值fa0。6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定 (2)地基土的變形模量E0。一般取p-s關(guān)系曲線的直線段,用式(6-1)計算E0。 (6-1)6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定 (1)荷載板試驗的受荷面積比較小,加荷后受影響的深度不會超過兩倍承壓板邊長或直徑,而且加荷時間也比較短,因此,不能通過荷載板試驗提供建筑物的長期沉降資料。 (2)在沿海軟黏土分布地區(qū),地表往往有一層“硬殼層”,當(dāng)用小尺寸的承壓板時,常常受壓范圍還在地表“硬殼層”內(nèi),其下軟弱土層還未受到承壓板的影響,而對于實際建筑物的大尺寸基礎(chǔ),下部軟弱土層對建筑物沉降起著主要的作用。因此,靜力荷載試驗資料的應(yīng)用是
7、有條件的,在進行荷載試驗時,要充分估計到試驗影響范圍的局限性,注意分析試驗成果與實際建筑地基之間可能存在的差異。5)需要注意的問題6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定 (3)當(dāng)?shù)鼗鶋嚎s層范圍內(nèi)的土層單一且均勻時,可以直接在基礎(chǔ)埋置標高處進行荷載板試驗。如果地基壓縮層范圍內(nèi)的土層是成層變化的,或者是不均勻的,則要進行不同尺寸承壓板或不同深度的荷載板試驗。遇到這種情況時,可以采用其他原位測試和室內(nèi)土工試驗來確定荷載板試驗影響不到的土層的工程力學(xué)性質(zhì)。 (4)如果地基土層起伏變化很大,則還應(yīng)在不同地點做荷載板試驗。6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定 標準貫入試驗是確定地基承載力的常用方法。標準貫入試驗(stand
8、ard penetration test,SPT)是一種重型動力觸探法,采用質(zhì)量為63.5 kg的穿心錘,以76 cm的落距,將一定規(guī)格的標準貫入器先打入土中15 cm,然后開始記錄錘擊數(shù)目,將標準貫入器再打入土中30 cm,用30 cm的錘擊數(shù)作為標準貫入試驗的指標N。標準貫入試驗是國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的一種現(xiàn)場原位測試手段,該試驗法方便經(jīng)濟,不僅可用于砂土的測試,也可用于黏性土的測試。標準貫入錘擊數(shù)N可用于判定砂土的密實度、黏性土的稠度、地基土的容許承載力、砂土的振動液化、樁基承載力等,是檢驗地基處理效果的重要指標。標準貫入試驗2.6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定 標準貫入試驗裝置的重要部件有落錘(
9、質(zhì)量為63.5 kg的穿心錘)、貫入器、觸探桿(直徑為42 mm的鉆桿)、錘墊、導(dǎo)向桿、自動落錘裝置等。 1)試驗設(shè)備標準貫入器1穿心錐; 2錘墊; 3觸探桿;4貫入器頭; 5出水孔;6貫入器身6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定 2)試驗方法 (1)將貫入器打入土中,貫入速率為1530擊/min,并記錄錘擊數(shù),包括先15 cm的預(yù)打擊數(shù)、后15 cm中每10 cm的錘擊數(shù)以及30 cm的累計錘擊數(shù)N。 如錘擊數(shù)超過50擊,則按式(6-2)換算錘擊數(shù)N。 (6-2) 式中,n為所選取的錘擊數(shù);S為相應(yīng)于錘擊數(shù)的貫入量(cm)。6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定 (2)旋轉(zhuǎn)觸探桿,提出貫入器,并取出貫入器中的
10、土樣進行鑒別、描述、記錄,必要時送試驗室分析。 (3)由于鉆桿的彈性壓縮會引起功能損耗,鉆桿過長時傳入貫入器的功能會降低,因而減少每擊的貫入深度,也即提高了錘擊數(shù),所以需要根據(jù)桿長對錘擊數(shù)按式(6-3)進行修正。 (6-3) (4)對于同一土層應(yīng)進行多次試驗,然后取錘擊數(shù)的平均值。6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定 3)標準貫入試驗的應(yīng)用6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定 擴大基礎(chǔ)的質(zhì)量評定6.1.26.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定4)標準貫入試驗記錄6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定6.1 擴大基礎(chǔ)的檢測與評定 筑島的面積應(yīng)按鉆孔方法、機具大小等要求決定;高
11、度應(yīng)高于最高施工水位0.51.0 m;筑島材料及島面與地基承載力應(yīng)滿足設(shè)計要求;島體應(yīng)穩(wěn)定。檢測筑島1. 筑島和護筒的檢測6.2.16.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 檢測護筒時應(yīng)檢測護筒內(nèi)徑、護筒中心豎直線、護筒高度、埋置深度及護筒的連接處。 護筒位置應(yīng)埋設(shè)準確和穩(wěn)定,旱地、筑島處護筒與坑壁之間用黏土分層回填夯實,護筒與樁位中心線的偏差不得大于50 mm,傾斜度不得大于1%,高度宜高出地面0.3 m或水面1.02.0 m。 護筒的埋置深度應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求或水文地質(zhì)情況來定,旱地、筑島處一般應(yīng)超過雜填土埋藏深度0.2 m,在黏性土中不宜小于1 m,在砂土中不宜小于1.5 m,同時應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿面高出地下
12、水位1 m以上。對有沖刷影響的河床,護筒應(yīng)沉入沖刷線以下不小于1.0 m。檢測護筒2.6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 1)相對密度 泥漿的相對密度可用泥漿相對密度計測定,如圖所示。先將要量測的泥漿裝滿泥漿杯,加蓋并洗凈從小孔溢出的泥漿,然后置于支架上,移動游碼,使杠桿呈水平狀態(tài)(水平泡位于中央),讀出游碼左側(cè)所示刻度,即為泥漿的相對密度X。泥漿性能試驗方法1. 泥漿性能指標的檢測6.2.26.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 若工地?zé)o泥漿相對密度計,可用一口杯先稱其質(zhì)量設(shè)為m1,再裝滿清水稱其質(zhì)量設(shè)為m2,再倒去清水,裝滿泥漿并擦去杯周溢出的泥漿,稱其質(zhì)量設(shè)為m3,則可通過式(6-4)計算出X。 (6-4)
13、 工地上有時也用泥漿比重計來測定泥漿的相對密度。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 泥漿的黏度用標準漏斗黏度計測定。用兩端開口量杯分別量取200 mL和500 mL泥漿,通過濾網(wǎng)濾去大砂粒后,將700 mL泥漿注入漏斗,然后使泥漿從漏頭流出,流滿500 mL量杯所需的時間即為所測泥漿的黏度。 2)黏度 標準漏斗黏度計(單位:mm)1漏斗; 2管子; 3量杯(200 mL); 4量杯(500 mL); 5篩網(wǎng)及杯6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 校正方法:向漏斗中注入700 mL清水,流出500 mL,所需時間應(yīng)是15 s,其偏差如超過1 s,則測量泥漿黏度時應(yīng)校正。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 靜切力在工地上
14、可用浮筒切力計測定,所示。測量泥漿切力時,可用式(6-5)表示。 (6-5)浮筒切力計1泥漿筒; 2切力浮筒 3)靜切力6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定量測時,先將約500 mL泥漿攪勻后,立即倒入切力計,將切力筒沿刻度尺垂直向下移至與泥漿接觸時,輕輕放下,當(dāng)它自由下降到靜止不動時,即靜切力與浮筒重力平衡時,讀出浮筒上泥漿面所對的刻度,即為泥漿的初切力。取出切力筒,擦凈黏著的泥漿,用棒攪動筒內(nèi)泥漿后,靜止10 min,再用上述方法量測,所得即為泥漿的終切力。它們的單位均為Pa。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 含砂率(%)在工地上可用含砂率計。量測時,把調(diào)好的泥漿500 mL倒進含砂率計,然后再倒進450
15、 mL清水,將儀器口塞緊后搖動1 min,使泥漿與水混合均勻。再將儀器垂直靜放3 min,儀器下端沉淀物的體積(由儀器刻度讀出)乘以2就是含砂率。有一種大型的含砂率計,容積為1 000 mL,從刻度讀出的數(shù)不需要乘以2,即為含砂率。含砂率計(單位:mm) 4)含砂率6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 膠體率(%)是泥漿中土粒保持懸浮狀態(tài)的性能。測定方法是將100 mL泥漿倒入100 mL的量杯中,用玻璃片蓋上,靜置24 h后,量杯上部的泥漿可能澄清為水,測量時其體積如為5 mL,則膠體率為95。 5)膠體率6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 將一張12 cm12 cm的濾紙置于水平玻璃板上,先在其中央畫一個直
16、徑為3 cm的圓,然后將2 mL的泥漿滴入圓圈內(nèi),30 min后,測量濕圓圈的平均直徑,用其減去泥漿攤平的直徑,即為失水率(mL/30 min)。在濾紙上量出泥漿皮的厚度即為泥皮厚度。泥皮越平坦、越薄則泥漿質(zhì)量越高,一般不宜厚于2 mm。 6)失水率6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 酸堿度即酸和堿的強度簡稱,也簡稱為酸堿值。pH值是常用的酸堿標度之一。pH值等于7時為中性,大于7時為堿性,小于7時為酸性。工地上測量pH值的方法是取一條pH試紙放在泥漿面上,0.5 s后拿出來與標準顏色對比,即可讀出pH值。也可用pH酸堿計,將其探針插入泥漿,直接讀出pH值。 7)酸堿度pH6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定泥
17、漿原料和外加劑的性能要求及計算方法2.1)泥漿原料黏質(zhì)土的性能要求 一般可選用塑性指數(shù)大于25,粒徑小于0.074 mm的黏粒含量大于50的黏質(zhì)土制漿。當(dāng)缺少上述性能的黏質(zhì)土?xí)r,可用性能略差的黏質(zhì)土,并摻入30的塑性指數(shù)大于25的黏質(zhì)土。當(dāng)采用性能較差的黏質(zhì)土調(diào)制的泥漿性能指標不符合要求時,可在泥漿中摻入碳酸鈉(Na2CO3,俗稱堿粉或純堿)、氫氧化鈉(NaOH)或膨潤土粉末,以提高泥漿的性能指標。摻入量與原泥漿性能有關(guān),宜經(jīng)過試驗確定。一般碳酸鈉的摻入量約為孔中泥漿土量的0.10.4。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 膨潤土分為鈉質(zhì)膨潤土和鈣質(zhì)膨潤土兩種。前者質(zhì)量較好,大量用于煉鋼、鑄造中,鉆孔泥
18、漿中用量也很大。膨潤土泥漿具有相對密度低、黏度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、穩(wěn)定性強、固壁能力高、鉆具回轉(zhuǎn)阻力小、鉆進率高、造漿能力大等優(yōu)點。膨潤土的一般用量為水的8,即100 L的水可摻8 kg的膨潤土。對于黏質(zhì)土地層,膨潤土的用量可降低35。較差的膨潤土用量為水的12左右。 2)泥漿原料膨潤土的性能和用量6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 3)泥漿外加劑及其摻量 (1)CMC的全名為羧甲基纖維素,它可增加泥漿的黏性,使土層表面形成薄膜而防止孔壁剝落并有降低失水量的作用。摻入量為膨潤土的0.05%0.1%。 (2)FCI又稱為鉻鐵木質(zhì)素磺酸鈉鹽,為分散劑,可改善因混雜有土、砂粒、碎石、卵石及鹽分等
19、而變質(zhì)的泥漿性能,可使上述鉆渣等顆粒聚集而加速沉淀,改善護壁泥漿的性能指標,使其繼續(xù)循環(huán)使用。摻入量為膨潤土的0.10.3。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (3)硝基腐殖碳酸鈉(簡稱煤堿劑),其作用與FCI相似。它具有很強的吸附能力,在黏質(zhì)土表面形成結(jié)構(gòu)性溶劑水化膜,防止自由水滲透,降低失水量,增加黏度,若摻入量少,黏度不會上升,具有部分稀釋作用。因其摻入量與FCI相同,故兩種分散劑可任選一種。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (4)Na2CO3。Na2CO3可使pH值增大到10。當(dāng)泥漿中的pH值過小時,黏土顆粒難于分解,黏度降低,失水量增加,流動性降低;若pH小于7,還會使鉆具受到腐蝕;若pH值過大,
20、則泥漿會滲透到孔壁的黏土中,使孔壁表面軟化,黏土顆粒之間的凝聚力減弱,造成裂解而使孔壁坍塌。因此,pH值以810為宜,這時可增加水化膜的厚度,提高泥漿的膠體率和穩(wěn)定性,降低失水量。摻入量為膨潤土的0.30.5。 (5)PHP即聚丙烯酰胺絮凝劑。它的作用是在泥漿循環(huán)中清除劣質(zhì)鉆屑,保存造漿的膨潤土粒。它具有低固相、低相對密度、低失水、低礦化、泥漿觸變性能強等特點。摻入量為孔內(nèi)泥漿的0.003。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (6)重晶石細粉(BaSO4)。BaSO4可將泥漿的相對密度增加到2.02.2,提高泥漿的護壁作用。為提高摻入重晶粉后泥漿的穩(wěn)定性,降低其失水性,可同時摻入0.10.3的NaOH
21、和0.20.3的橡膠粉。摻入上述兩種外加劑后,最適用于膨脹的黏質(zhì)塑性土層和泥質(zhì)頁巖土層。重晶石細粉的摻入量應(yīng)根據(jù)原泥漿的相對密度和土質(zhì)情況檢驗確定。 (7)紙漿、干鋸末、石棉等纖維質(zhì)物質(zhì)。其摻入量為水量的12,其作用是防止?jié)B水并提高泥漿的循環(huán)效果。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定4)調(diào)制泥漿的原料用量計算 在黏質(zhì)土層中鉆孔時,鉆孔前只需調(diào)制不多的泥漿,以后可在鉆進過程中,利用地層黏質(zhì)土造漿、補漿。 在砂類土、礫石土和卵石土中鉆孔時,鉆孔前應(yīng)備足造漿原料,其數(shù)量可按式(6-6)和式(6-7)計算。 (6-6) 2=V1+(1-V)3 (6-7)6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定清孔的質(zhì)量要求1. 清孔的質(zhì)量檢
22、測6.2.3 對于摩擦樁,孔底沉淀土的厚度應(yīng)不大于設(shè)計規(guī)定,當(dāng)設(shè)計無要求時,對于直徑不大于 1.5 m 的樁,沉淀厚度應(yīng)不大于300 mm;對樁徑大于1.5 m或樁長大于40 m及土質(zhì)較差的樁,沉淀厚度應(yīng)不大于500 mm。清孔后的泥漿性能指標應(yīng)滿足:相對密度為1.031.10,黏度為1720 Pas,含砂率大于98%。 對于支承樁,灌注混凝土前,孔底沉淀土的厚度應(yīng)不大于設(shè)計規(guī)定。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 沉淀土厚度的測算基準面:用平底鉆錐和沖擊、沖抓錐時,沉淀土厚度從錐頭或沖抓錐底部所到達的孔底平面算起;用底部帶圓錐的籠式錐頭時,沉淀土厚度從錐頭下端的圓錐體高度的中點標高算起。沉淀土厚度的
23、檢測方法2.6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定(1)取樣盒檢測法(2)測錘法 取樣盒檢測法是較為通行的方法。具體做法是在清孔后用取樣盒(開口鐵盒)吊到孔底,待到灌注混凝土前取出,測量沉淀在盒內(nèi)的渣土厚度。 測錘法是慣用的簡單方法。將測量水下混凝土灌注高(深)度的測錘慢慢地沉入孔內(nèi),憑人的手感探測沉渣頂面的位置,其施工孔深和測量孔深之差即為沉淀土厚度。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定孔徑與孔形的檢測1. 成孔的質(zhì)量檢測6.2.4 孔徑的檢測是在樁孔成孔后、下鋼筋籠前進行的,是根據(jù)設(shè)計樁徑制作籠式井徑器入孔檢測。籠式井徑器用812的鋼筋制作,其外徑等于鉆孔的設(shè)計孔徑,長度等于孔徑的34倍(如正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆成孔
24、法)或46倍(如沖擊鉆成孔法)。檢測時,將井徑器吊起,使籠的中心、孔的中心與起吊鋼繩保持一致,慢慢放入孔內(nèi),上下通暢無阻表明孔徑大于給定的籠徑;遇阻則有可能在遇阻部位有縮徑或孔斜現(xiàn)象。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 孔形檢測目前常采用的方法是開挖檢測和超聲波檢測。其中,開挖檢測一般是在工程試樁結(jié)束后,通過直接觀察樁身形狀在相應(yīng)土層中的變化,為工程樁施工控制孔形提供直觀的依據(jù)。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 孔深和孔底沉渣普遍采用標準測錘檢測。測錘一般采用錐形錘,錘底直徑為1315 cm,高度為2022 cm,質(zhì)量為46 kg??咨詈涂椎壮猎臋z測2.6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定樁孔豎直度的檢測3.6.2
25、 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 復(fù)測樁位時,樁位的測點宜選在新鮮樁頭面的中心點,然后測量該點偏移設(shè)計樁位的距離,并按坐標位置分別標明在樁位復(fù)測平面圖上。測量儀器選用精密經(jīng)緯儀或紅外測距儀。 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTG/T F502011)對鉆(挖)孔成孔質(zhì)量標準的規(guī)定見表6-11。樁基成孔檢測記錄見表6-12,鉆孔施工原始記錄(沖擊鉆)見表6-13,鉆孔施工原始記錄(回旋鉆)見表6-14,挖孔施工原始記錄見表6-15,水下混凝土灌注原始記錄見表6-16。樁位的檢測4.6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 基樁的質(zhì)量檢測6.2.5 評價基樁質(zhì)量的主要指標是樁身完整性和單樁承載力。基樁動力檢測是通過對樁的應(yīng)力波傳播
26、特征的測定和分析來評價樁的完整性,推算樁的承載力、樁側(cè)和樁端巖土阻力的檢測方法?;疽?guī)定1.6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定1)檢測方法及選定原則 公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)程(JTG/T F81-012004)規(guī)定的檢測方法包括低應(yīng)變反射波法、高應(yīng)變動測法、超聲波法。檢測方法應(yīng)根據(jù)工程的需要和檢測的目的按表6-17規(guī)定的檢測內(nèi)容確定。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 樁身完整性是反映樁身長度和截面尺寸、樁身材料密實性和連續(xù)性的綜合狀況。樁身缺陷指樁身斷裂、裂縫、縮徑、夾泥、離析、蜂窩、松散等現(xiàn)象。 為了保證檢測結(jié)論的可靠性,可根據(jù)不同被檢對象和檢測要求,選用多種測試方法進行綜合分析
27、判斷。 樁的檢測數(shù)量應(yīng)符合下列規(guī)定。 (1)公路工程基樁應(yīng)進行100%的完整性檢測,各種方法的選定應(yīng)具有代表性和滿足工程檢測的特定要求。 (2)重要工程的鉆孔灌注樁應(yīng)埋設(shè)聲測管,檢測的樁數(shù)不應(yīng)少于50%。 (3)高應(yīng)變動測法的抽檢率可由工程設(shè)計或監(jiān)理單位酌情決定,但不宜少于相近條件下總樁數(shù)的5%且不少于5根。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定2)檢測儀器與設(shè)備 (1)基樁檢測所用儀器設(shè)備的主要技術(shù)性能和工作環(huán)境條件應(yīng)符合基樁動測儀 (JG/T 30551999)中的規(guī)定,并具有良好的波形現(xiàn)場顯示、記錄和儲存功能。 (2)檢測儀器設(shè)備必須由法定計量單位定期進行標定和年檢合格后方能使用。 (3)所有儀器設(shè)
28、備在檢測前后必須進行自檢,確認儀器工作正常。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定3)檢測前的準備 (1)對被檢工程應(yīng)進行現(xiàn)場調(diào)查,搜集其工程地質(zhì)資料、基樁設(shè)計圖紙和施工記錄、監(jiān)理日志等,了解施工工藝及施工過程中出現(xiàn)的異常情況。 (2)檢測方法應(yīng)根據(jù)調(diào)查結(jié)果和檢測目的合理選用。 (3)檢測時間應(yīng)滿足擬用檢測方法對混凝土強度(或齡期)和地基土休止期的規(guī)定。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定4)檢測報告及樁身完整性類別評定 (1)檢測報告應(yīng)用詞規(guī)范,結(jié)論明確。其內(nèi)容應(yīng)包括工程概況、巖土工程勘察、檢測技術(shù)及方法、樁位平面布置圖、測試曲線、檢測結(jié)果匯總表、結(jié)論及評價等。 (2)樁身完整性類別應(yīng)按表6-18劃分。6.2 樁
29、基礎(chǔ)的檢測與評定 低應(yīng)變反射波法是在樁頂施加低能量沖擊荷載,實測加速度(或速度)響應(yīng)時程曲線,運用一維線性波動理論的時域和頻域分析,對被檢樁的完整性進行評判的檢測方法。該方法適用于檢測樁身混凝土的完整性,推定缺陷類型及其在樁身中的位置。低應(yīng)變反射波法2.6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 反射波法源于應(yīng)力波理論,基本原理是在樁頂進行豎向激振,彈性波沿著樁身向下傳播,在樁身存在明顯波阻抗界面(如樁底、斷樁或嚴重離析等部位)或樁身截面積變化(如縮徑或擴徑)部位,將產(chǎn)生反射波。經(jīng)接收、放大濾波和數(shù)據(jù)處理,可識別來自樁身不同部位的反射信息,并據(jù)此計算樁身波速,判斷樁身完整性和混凝土強度等級。 1)基本原理反射
30、波現(xiàn)場測試6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 低應(yīng)變反射波儀由主機系統(tǒng)、敲擊設(shè)備、接收傳感器、分析處理軟件組成。 2)儀器設(shè)備低應(yīng)變反射波儀6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定3)現(xiàn)場檢測及注意事項 (1)應(yīng)收集的資料。資料包括工程名稱、地點,建設(shè)、勘察、設(shè)計、監(jiān)理、施工單位名稱;樁基礎(chǔ)施工平面圖;樁的成孔工藝;成樁機具及工藝;工程樁設(shè)計資料和施工記錄;巖土工程地質(zhì)勘查報告。 (2)安裝傳感器。低應(yīng)變反射波法基樁完整性檢測可選用的傳感器有恒流源加速度計和高阻尼速度計。二者可以單獨使用,也可以結(jié)合使用。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定恒流源加速度計高阻尼速度計6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 傳感器的耦合點及錘的敲擊點都必須
31、干凈、平整、堅硬、無積水,所以在測試前應(yīng)對樁頭進行必要的處理,即清除樁頭表面的浮漿及其他雜物,在樁頭打磨出兩小塊平整表面分別用于安放傳感器和進行手錘敲擊。對妨礙正常測試的外露主筋,應(yīng)將其割除。 安裝完畢后的傳感器必須與樁頂面保持垂直,且緊貼樁頂面,在信號采集過程中不得產(chǎn)生滑移或松動。傳感器的安裝點及其附近不得有缺損或裂縫。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 當(dāng)錘擊點在樁頂中心時,傳感器安裝點與樁中心的距離宜為樁半徑的2/3;當(dāng)錘擊點不在樁頂中心時,傳感器安裝點與錘擊點的距離不宜小于樁半徑的1/2;對于預(yù)應(yīng)力管樁,傳感器安裝點、錘擊點與樁頂面圓心構(gòu)成的平面夾角宜為90。對于大直徑樁,宜在不同位置選取24
32、個測點,盡量避開鋼筋、混凝土質(zhì)量有問題的位置。傳感器安裝點、錘擊點的布置6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定(3)耦合劑的選擇原則。耦合劑使傳感器與樁緊密結(jié)合在一起,傳感器能準確記錄樁頂質(zhì)點的振動。作用。耦合劑類似一個濾波器,可濾除一部分樁頂質(zhì)點振動的高頻成分。選擇。耦合時耦合劑要盡量薄,黏性要大,黏結(jié)性最好不要受水的影響。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (4)現(xiàn)場檢測要點。 充分了解儀器、場地和樁型的特點,進行細致的測前準備。選擇合適的錘,一般中小樁應(yīng)備好專用手錘和小尺寸力棒,長大樁則應(yīng)備好足夠重量的力棒。根據(jù)樁型、樁頭狀況選擇合理的傳感器。根據(jù)天氣狀況、樁頭準備情況和所選用傳感器,選擇合適的耦合劑和安裝
33、方式。 認真測試頭幾根樁,注意波形是否合理,樁底和淺部缺陷的反應(yīng)是否正常。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 傳感器、振源、安裝方式、參數(shù)設(shè)置等在頭幾根樁上調(diào)試結(jié)束后,即可迅速在余下的樁中展開,檢測過程中應(yīng)記下疑難樁(或在疑難樁上多花時間詳測)、各樁的樁底反射情況和淺部缺陷情況,同時還應(yīng)注意信號的一致性,每條樁上應(yīng)確保三條以上一致性較好的信號。 詳測疑難樁時,應(yīng)換用傳感器、激振錘及激振點,仔細推敲該樁可能存在的問題。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 4)實測曲線判讀解釋的基本方法完整樁的反射波形變截面的反射波形6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定離析、夾泥、縮徑等的反射波形6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定5)檢測結(jié)果評測
34、(1)類樁的樁身混凝土結(jié)構(gòu)完整。樁底反射合理,實測波速在合理范圍內(nèi),在樁底反射波到達前,無同相反射信號出現(xiàn)。 (2)類樁的樁身混凝土結(jié)構(gòu)基本完整,存在輕微缺陷。樁底反射基本合理,實測波速在合理范圍之內(nèi),缺陷反射波幅值相對較弱。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (3)類樁的樁身混凝土結(jié)構(gòu)的完整性介于類和類之間,一般存在明顯缺陷,宜采用鉆芯法或聲波透射法等其他方法作進一步判斷或直接進行處理。記錄到多個同相反射信號,形成復(fù)雜波列,且無合理的樁底反射信號。依反射信號和提供樁長計算的波速明顯偏離同類完整樁平均波速;時域信號存在較強的異常同相反射;嵌巖端承型樁的樁底反射波與入射波相位相同。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與
35、評定 (4)類樁的樁身混凝土結(jié)構(gòu)存在嚴重缺陷,就其結(jié)構(gòu)完整性而言不能使用。未見樁底反射。出現(xiàn)多次幅值較強的同相、等間距反射信號;信號幅值明顯較強并以大低頻形式出現(xiàn),當(dāng)振源脈沖寬度極窄時,同時伴有連續(xù)的時間間隔很小的同相反射(頻域為雙峰),此為典型的淺部斷樁特征(原則上淺部缺陷應(yīng)在現(xiàn)場予以處理,這類缺陷一般無須出現(xiàn)在結(jié)果表中,但可加以說明)。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 超聲波法是根據(jù)超聲波透射或折射原理,在樁身混凝土內(nèi)發(fā)射并接收超聲波,通過實測超聲波在混凝土介質(zhì)中傳播的歷時、波幅和頻率等參數(shù)的相對變化來判定樁身完整性的檢測方法。超聲脈沖檢測法3.6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定1)檢測方式 (1)雙孔
36、檢測。在樁內(nèi)預(yù)埋兩根以上的管道,把發(fā)射探頭和接收探頭分別置于兩根管道中。檢測時超聲脈沖穿過兩管道之間的混凝土,實際有效范圍即為超聲脈沖從發(fā)射探頭到接收探頭所掃過的面積。為了盡可能擴大在樁橫截面上的有效檢測控制面積,必須合理設(shè)置聲測管的位置。 雙孔檢測時根據(jù)兩探頭相對高程的變化,又可分為平測、斜測、扇形掃測等方式,檢測時可視實際需要靈活運用。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (2)單孔檢測。在某些特殊情況下,只有一個孔道可供檢測使用。例如,在鉆孔取芯后需進一步了解芯樣周圍混凝土的質(zhì)量,以擴大取芯檢測后的觀察范圍,這時可采用單孔檢測的方式。換能器放置在一個孔中,探頭之間用隔聲材料隔離。這時聲波從水中及混
37、凝土中分別繞射到接收換能器,接收信號為從水及混凝土等不同聲通路傳播而來的信號的疊加,分析這一疊加信號,并測出不同聲通路的聲時及波高等物理量,即可分析孔道周圍混凝土的質(zhì)量。 運用這一檢測方式時,必須應(yīng)用信號分析技術(shù)排除管中的混響干擾。當(dāng)孔道內(nèi)有鋼質(zhì)套管時,不能用此法檢測。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (3)樁外孔檢測。當(dāng)樁的上部結(jié)構(gòu)已施工,或樁內(nèi)未預(yù)埋管道時,可在樁外的土層中鉆一個孔作為檢測通道。檢測時在樁頂上放置一發(fā)射功率較強的低頻平探頭,向下沿樁身發(fā)射超聲脈沖,接收探頭從樁外孔中慢慢放下,超聲脈沖沿樁身混凝土并穿過樁與測孔之間的土層進入接收探頭,逐點測出聲時、波高等參數(shù),作為判斷依據(jù)。這種方式
38、的可測深度受儀器發(fā)射功率的限制,一般只能測到10 m左右。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定鉆孔灌注樁超聲脈沖檢測方式1聲測管; 2發(fā)射探頭; 3接收探頭; 4超聲波檢測儀6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定2)判斷樁內(nèi)缺陷的基本物理量 (1)聲時值。鉆孔樁的混凝土缺陷主要是由于澆筑時混入泥漿或混入自孔壁坍落的泥和砂。缺陷區(qū)的夾雜物的聲速較低,或聲阻抗明顯低于混凝土的聲阻抗。因此,當(dāng)超聲脈沖穿過缺陷或繞過缺陷時聲時值會增大,增大的數(shù)值與缺陷尺度大小有關(guān)。所以聲時值是判斷缺陷有無和計算缺陷大小的基本物理量。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (2)波幅(或衰減)。當(dāng)波束穿過缺陷區(qū)時,由于部分聲能被缺陷內(nèi)含物所吸收,部分聲
39、能被缺陷的不規(guī)則表面反射和散射,因此到達接收探頭的聲能明顯減少,反映為波幅降低。實踐證明,波幅對缺陷的存在非常敏感,是判斷樁內(nèi)有無缺陷的重要參數(shù)。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (3)接收信號的頻率變化。當(dāng)超聲脈沖穿過缺陷區(qū)時,聲脈沖中的高頻部分首先被衰減,導(dǎo)致接收信號主頻下降,即所謂頻漂,其下降百分率與缺陷的嚴重程度有關(guān)。接收頻率的變化實質(zhì)上是缺陷區(qū)聲能衰減作用的反映,它對缺陷也較敏感,而且測量值比較穩(wěn)定,因此,也可作為判斷樁內(nèi)缺陷的重要依據(jù)。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (4)接收波形的畸變。接收波形產(chǎn)生畸變的原因較復(fù)雜,一般認為是由于缺陷區(qū)的干擾,部分超聲脈沖波被多次反射而滯后到達接收探頭。這
40、些波束的前鋒到達接收探頭的時間參差不齊,相位也不盡一致,疊加后造成接收波形的畸變。因此,接收波形上帶有混凝土內(nèi)部的豐富信息。如能對波形進行信息處理,搞清波束在混凝土內(nèi)部反射和疊加的機理,則可確切地進行缺陷定量分析。但目前,波形信息處理方法未能解決,一般只能將波形畸變作為缺陷定性分析依據(jù)及判斷缺陷的參考指標。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定3)鉆孔灌注樁超聲脈沖檢測法的主要設(shè)備 (1)一種是由一般超聲檢測儀和發(fā)射及接收探頭組成。探頭在聲測管內(nèi)的移動由人工操作,數(shù)據(jù)讀出后再輸入計算機進行處理。這套裝置與一般超聲檢測裝置通用,但檢測速度慢、效率較低。 (2)另一種是全自動智能化測樁專用的檢測裝置。它由超聲
41、發(fā)射及接收裝置、探頭自動升降裝置、測量控制裝置、數(shù)據(jù)處理計算機系統(tǒng)四大部分組成。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定全自動智能化測樁專用檢測裝置1探頭自動升降裝置; 2步進電機驅(qū)動電源; 3超聲發(fā)射及接收裝置; 4測控接口; 5磁帶機; 6計算機; 7打印機; 8接收探頭; 9發(fā)射探頭6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定4)現(xiàn)場檢測 (1)預(yù)埋檢測管應(yīng)符合下列規(guī)定:樁徑小于1.0 m時應(yīng)埋設(shè)雙管;樁徑為1.02.5 m時應(yīng)埋設(shè)三根管;樁徑在2.5 m以上時應(yīng)埋設(shè)四根管。聲波透射埋管編組1,2,3,4檢測管埋設(shè)位置6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 聲波檢測管宜采用鋼管、塑料管或鋼質(zhì)波紋管,其內(nèi)徑宜為5060 mm。鋼管宜
42、用螺紋連接,管的下端應(yīng)封閉,上端應(yīng)加蓋。根據(jù)計算和試驗,采用鋼管時,雙孔測量的聲能透過率只有0.5,塑料管則為42,可見采用塑料管時接收信號比采用鋼管時強,但由于在地下,水泥水化熱不易發(fā)散,而塑料溫度變形系數(shù)較大,因此當(dāng)混凝土硬化后塑料管因溫度下降而產(chǎn)生縱向和徑向收縮,致使混凝土與塑料管局部脫開,容易造成誤判。試驗證明,鋼管的界面損失雖然較大,但仍有足夠強的接收信號,而且安裝方便,可代替部分鋼筋截面,還可作為以后樁底壓漿的通道,所以采用鋼管作檢測管是合適的。塑料管的聲能透過率較高,在能保證它與混凝土良好黏結(jié)的前提下,也可使用。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 檢測管可焊接或綁扎在鋼筋籠的內(nèi)側(cè),檢測管
43、之間應(yīng)相互平行。但在實際施工中,由于鋼筋骨架剛度不足,對平行度提出過高的要求是不現(xiàn)實的。在檢測內(nèi)部缺陷時,不平行的影響可在數(shù)據(jù)處理中予以鑒別和消除,所以對平行度不必苛求,但必須嚴格控制。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (2)現(xiàn)場檢測前測定聲波檢測儀發(fā)射至接收系統(tǒng)的延遲時間t。 (3)在檢測管內(nèi)應(yīng)注滿清水,測量點距為2040 cm,當(dāng)發(fā)現(xiàn)讀數(shù)異常時,應(yīng)加密測量點距。 (4)當(dāng)一根樁有多根檢測管時,應(yīng)將每兩根檢測管編為一組,分組進行測試。 (5)每組檢測管測試完成后,測試點應(yīng)隨機重復(fù)抽測1020。其聲時相對標準差不應(yīng)大于5;波幅相對標準差不應(yīng)大于10。對聲時及波幅異常的部位應(yīng)重復(fù)抽測。6.2 樁基礎(chǔ)的
44、檢測與評定5)檢測數(shù)據(jù)的處理與判定 (1)概率法。首先計算出樁基各測點聲時的平均值t及聲時的兩倍標準差t,然后用聲時平均值t與聲時兩倍標準差t之和作為判定樁身有無缺陷的臨界值,并按式(6-8)和式(6-9)計算。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (2)相鄰測點間聲時的斜率和差值乘積判據(jù)(簡稱PSD判據(jù))。設(shè)測點的深度為H,相應(yīng)的聲時值為t,則聲時值因混凝土中存在缺陷或其他因素的影響而隨深度變化的關(guān)系,可用式(6-10)表達。 t=f(H) (6-10)6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 當(dāng)樁內(nèi)存在缺陷時,由于在缺陷與完好混凝土界面處聲時值的突變,因此從理論上說,該函數(shù)應(yīng)是不連續(xù)函數(shù)。在缺陷的界面上,當(dāng)深度增
45、量(測點間距)H0,加之缺陷表面的凹凸不平及孔洞等缺陷因波線曲折而引起聲時的變化,因此在t=f(H)的實測曲線中,在缺陷處只表現(xiàn)為斜率的變化,該斜率可用相鄰測點的聲時差值與測點間的距離之比求得,即 (6-11)6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 但是,斜率只反映了相鄰兩測點聲時值的變化速率。實測時往往會采用不同的測點間距,因此,雖然所求出的Si相同,但所對應(yīng)的聲時差值可能是不同的。正如圖所示的兩條t-H曲線,雖然在M和M點的Si相同,但聲時差值不同,而聲時差值是與缺陷大小有關(guān)的參數(shù)。T-H曲線6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 為了使判斷進一步反映缺陷的大小,必須加大聲時差值在判據(jù)中的權(quán)數(shù)。因此,判據(jù)可寫成式
46、(6-12)。 (6-12)6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (3)多因素概率分析法。以上兩種判據(jù)多是采用聲時或波幅等單一指標作為判別的基本依據(jù),但檢測時可同時讀出聲時、波幅、接收波頻率等參數(shù),若能綜合運用這些參數(shù)作為判斷依據(jù),則可提高判據(jù)的可靠性。多因素的概率法就是運用聲時、頻率、波幅或聲速、頻率、波幅等參數(shù),通過其總體的概率分布特征獲得一個綜合判斷值NFP,進而來判斷缺陷的一種方法。 各測點的綜合判斷值NFP按式(6-13)計算。 (6-13)6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 高應(yīng)變動力檢測法是在樁頂施加高能量沖擊荷載,實測力和速度信號,運用波動理論反演來推算被檢樁的完整性、軸向抗壓極限承載力或選擇樁
47、型和樁長,監(jiān)控樁錘工作效率和打入樁樁身承受的最大錘擊應(yīng)力。高應(yīng)變動力檢測法4.6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定1)高應(yīng)變動力檢測法概述 (1)基本原理。用重錘沖擊樁頂,使樁土產(chǎn)生足夠的相對位移,以充分激發(fā)樁周土阻力和樁端支承力,通過安裝在樁頂以下樁身兩側(cè)的力和加速度傳感器接收樁的應(yīng)力波信號,應(yīng)用應(yīng)力波理論分析處理力和速度時程曲線,從而判定樁的承載力和評價樁身質(zhì)量的完整性。高應(yīng)變動力試樁現(xiàn)場測試6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定(2)高應(yīng)變動力檢測的結(jié)果可用于下列工作。采用實測曲線擬合法估計樁側(cè)與樁端土阻力分布,模擬靜載荷試驗曲線等。選擇預(yù)制樁合理的樁型和樁長。監(jiān)測預(yù)制樁打入時的樁身應(yīng)力與樁錘效率,選擇沉樁設(shè)
48、備與工藝參數(shù)。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定工程名稱及建設(shè)、設(shè)計、施工單位名稱。試樁區(qū)域內(nèi)建筑場地的工程地質(zhì)勘查報告。樁基礎(chǔ)施工圖。工程樁施工記錄。試樁樁身混凝土強度試驗報告。試樁樁頂處理前、后的標高。(3)采用高應(yīng)變動力檢測法時,委托單位應(yīng)提供下列資料。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (4)進行單樁承載力檢測時,對工程地質(zhì)條件、樁型、成樁機具和工藝相同,且為同一單位施工的基樁,檢測樁數(shù)不宜少于總樁數(shù)的2,并不得少于5根。 一般高應(yīng)變動力檢測屬非破損檢驗,檢測可選用工程樁進行。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定2)檢測儀器及設(shè)備 試驗儀器應(yīng)具有現(xiàn)場顯示、記錄、保存實測力與加速度信號的功能,并能進行數(shù)據(jù)處理、打
49、印和繪圖,其性能應(yīng)符合下列規(guī)定。 (1)數(shù)據(jù)采集裝置的模數(shù)轉(zhuǎn)換精度不應(yīng)小于10位,通道之間的相位差應(yīng)小于50 s。 (2)力傳感器宜采用工具式應(yīng)變傳感器,應(yīng)變傳感器的安裝諧振頻率應(yīng)大于2 kHz,在1 000 測量范圍內(nèi)的非線性誤差不應(yīng)大于1,由于導(dǎo)線電阻引起的靈敏度降低不應(yīng)大于1。 (3)安裝后的加速度計在23 000 Hz內(nèi)的靈敏度變化不應(yīng)大于5,沖擊加速度在10 000 m/s2范圍內(nèi)的幅值非線性誤差不應(yīng)大于5。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定3)現(xiàn)場檢測參數(shù)的設(shè)定 (1)樁的參數(shù)設(shè)定?,F(xiàn)場檢測時樁頭測點處的樁截面積、樁身波速、樁材質(zhì)量密度和彈性模量應(yīng)按測點處樁的實際情況確定。 (2)采樣頻率
50、和采樣數(shù)據(jù)長度的設(shè)定。采樣頻率宜為510 kHz;每個信號的采樣點數(shù)不宜少于1 024點。 (3)力傳感器和加速度傳感器標定系數(shù)的設(shè)定。力傳感器和加速度傳感器標定系數(shù)應(yīng)由國家法定計量單位開具的標定系數(shù)或傳感器出廠標定系數(shù)作為設(shè)定值。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定4)檢測要求 (1)預(yù)制樁不應(yīng)少于表6-20中規(guī)定的時間。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (2)混凝土灌注樁應(yīng)在混凝土達到設(shè)計強度等級,并不應(yīng)少于表6-20中規(guī)定的時間。 (3)每根樁應(yīng)記錄的有效錘擊次數(shù),應(yīng)根據(jù)貫入度及信號質(zhì)量參照表6-21取定。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (4)當(dāng)采用自由落錘為錘擊設(shè)備時,宜重錘低擊,最大錘擊落距不宜大于2.
51、50 m。 (5)如果試驗?zāi)康氖菫榱舜_定監(jiān)測預(yù)制樁打入時的樁身應(yīng)力與樁錘效率,選擇沉樁設(shè)備與工藝參數(shù)或是為了選擇預(yù)制樁合理的樁型和樁長,則應(yīng)進行打樁全過程檢測。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定5)現(xiàn)場檢測前的準備 (1)基樁開挖方法?;鶚秲蓚?cè)對稱開挖兩個土坑,其深度為不小于兩倍樁徑,大小應(yīng)足以讓人下去打沖擊鉆。 (2)重量為樁極限承載力的1%1.5%的大錘。 (3)樁頂要剔除浮漿及露頭鋼筋,保證樁頂面平整。 (4)沖擊鉆(不是電鉆)的鉆頭為8 mm。 (5)膨脹螺絲為6 mm。 (6)擰6 mm膨脹螺絲小固定扳手兩把。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (7)老虎鉗一把,家用鐵錘兩把。 (8)打磨機(切割片
52、為金剛片,不能用砂輪的)。 (9)3 cm左右厚的三合板(作為錘墊使用)。 (10)樁周圍有積水涌出時要準備水泵抽水(一般施工方配合)。 (11)吊車(布置好吊車進場環(huán)境)或其他吊錘機械。 (12)力傳感器的兩孔距為7.6 cm。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 6)注意事項 (1)樁頭頂面應(yīng)水平、平整,樁頭中軸線與樁身中軸線應(yīng)重合,樁頭截面積應(yīng)與原樁身截面積相同。 (2)樁頭主筋應(yīng)全部直通至樁頂混凝土保護層之下,各主筋應(yīng)在同一高度上。 (3)距樁頂一倍樁徑范圍內(nèi),宜用厚度為35 mm的鋼板圍裹或距樁頂1.5倍樁徑范圍內(nèi)設(shè)置箍筋,間距不宜大于150 mm。樁頂應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng)片23層,間距為60100
53、mm。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (4)樁頭混凝土的強度等級宜比樁身混凝土提高12級,且不得低于C30。 樁頂應(yīng)設(shè)置樁墊,并根據(jù)使用情況及時更換。樁墊應(yīng)采用膠合板、木板和纖維板等材質(zhì)均勻的材料。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (1)傳感器應(yīng)分別對稱安裝在樁頂以下的樁身兩側(cè)。傳感器與樁頂之間的垂直距離,對于一般樁,不宜小于兩倍樁的直徑或邊長;對于大直徑樁,不得小于一倍樁的直徑或邊長。測點處傳感器的安裝(單位:mm)6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 7)基樁承載力判定 (1)信號選取。錘擊后出現(xiàn)下列情況之一時,其信號不得作為分析計算的依據(jù)。 力的時程曲線最終未歸零。 嚴重偏心錘擊,一側(cè)力信號呈現(xiàn)受拉。 傳感
54、器出現(xiàn)故障。 傳感器安裝處混凝土開裂或出現(xiàn)塑性變形。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (2)安裝傳感器的樁身表面應(yīng)平整,且其周圍不得有缺損或斷面突變,安裝面范圍內(nèi)的材況截面尺寸應(yīng)與原樁身等同。 (3)應(yīng)變傳感器的中心與加速度傳感器的中心應(yīng)位于同一水平線上,兩者之間的水平距離不宜大于10 cm。 (4)當(dāng)采用膨脹螺栓固定傳感器時,安裝時應(yīng)符合下列規(guī)定。 螺栓孔應(yīng)與樁身中軸線垂直,其孔徑應(yīng)與采用的膨脹螺栓尺寸相匹配。 安裝完畢后的應(yīng)變傳感器固定面應(yīng)緊貼樁身表面,初始變形值不得超過規(guī)定值,檢測過程中不得產(chǎn)生相對滑動。 (5)當(dāng)進行連續(xù)錘擊檢測時,應(yīng)先將傳感器引線與樁身固定可靠,防止引線振動受損。6.2 樁
55、基礎(chǔ)的檢測與評定 (2)檢測承載力時選取錘擊信號,應(yīng)符合下列規(guī)定。 預(yù)制樁初打,宜取最后一陣中錘擊能量較大的擊次。 預(yù)制樁復(fù)打和灌注樁檢測,宜取其中錘擊能量較大的擊次。 (3)分析計算前,應(yīng)根據(jù)實測信號按下列方法確定樁身波速的平均值。 當(dāng)樁底反射信號明顯時,可根據(jù)下行波波形起升沿的起點到上行波下降沿的起點之間的時差與已知樁長值確定。 當(dāng)樁底反射信號不明顯時,可根據(jù)樁長、混凝土波速的合理取值范圍以及鄰近樁的樁身波速值綜合判定。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定樁身波速的確定F錘擊力; L測點下樁長; c樁身波速6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (4)實測曲線擬合法判定樁承載力。 (5)凱司法判定樁承載力。凱司
56、法判定的單樁極限承載力可按式(6-15)和式(6-16)計算。 (6-15) (6-16)6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 8)凱斯法的適用范圍、優(yōu)點和精度 (1)適用范圍。凱斯法判定單樁極限承載力只限于中、小直徑樁。當(dāng)其用于混凝土灌注樁時,樁身材質(zhì)應(yīng)均勻,且有可靠經(jīng)驗。在無靜載試驗情況下,應(yīng)采用實測曲線擬合法確定Jc值,擬合計算的樁數(shù)不應(yīng)小于檢測總數(shù)的30,并不少于3根,在同一場地,樁型、尺寸相同的情況下,阻尼系數(shù)極值與平均值之差不應(yīng)大于0.1。 采用高應(yīng)變動力檢測法檢驗樁身結(jié)構(gòu)的完整性,一般來說是不經(jīng)濟的,因此一般采用低應(yīng)變動力檢測方法。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (2)優(yōu)點。 凱斯法有較完整的
57、理論體系,測試較簡單,尤其對打入樁,可在沉樁過程中同步進行測試。 傳感器為工具式的,裝卸方便,能重復(fù)使用和進行實時分析。 可對施工進行監(jiān)測,并可作為確定打入樁的停打標準手段,也可隨機抽樣檢查。 功能較多,能提供的數(shù)據(jù)較多。例如,能確定單樁極限承載力,能對樁身的缺損、裂縫和樁材整體質(zhì)量做檢測,能給出打樁時樁身的最大動壓應(yīng)力和最大動拉應(yīng)力值,還能給出樁錘的有效錘擊能量。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 (3)精度。動、靜試驗資料對比的精度不僅取決于動測方法本身,還依賴于靜載試驗所采用的破壞判別標準。世界各地大量的動靜對比資料表明,采用凱斯法預(yù)估的單樁極限承載力值與靜載荷試驗相比,其誤差一般不超過20。
58、總之,現(xiàn)場試驗、樁身處理、傳感器安裝、錘擊系統(tǒng)的安裝、樁墊的選用、干擾防治以及實驗參數(shù)的選擇與信號質(zhì)量的判斷,每個環(huán)節(jié)都必須加倍注意,只有細心地工作,才能得到正確的數(shù)據(jù),給出合理的解釋。6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 靜載試驗是確定單樁承載力方法中最基本、最可靠的方法,其他各種測定方法(如靜力觸探、動測法等)的成果都必須與靜壓試驗相比較,才能判明其準確性。樁基靜載試驗5.6.2 樁基礎(chǔ)的檢測與評定 1)實驗前的準備工作 (1)當(dāng)試樁的樁頂有破損或強度不足時,應(yīng)將破損和強度不足段鑿除后,修補平整。 (2)做靜推試驗的樁,如為空心樁,則應(yīng)在直接受力部位填充混凝土。 (3)做靜壓、靜拔的試樁,為便于在原地面處施加荷載,在承
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