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赤鱼追波

建筑日记

 
 
 

日志

 
 

桩基质量检测技术  

2013-06-06 18:13:27|  分类: 地基基础 |  标签: |举报 |字号 订阅

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基桩检测技术的进展及趋势研究

曹建生

(武汉铁路桥梁学校,湖北武汉)

摘要:本文分别对传统静载试验和自平衡试验的测试原理与测试方法特点和不足进行了简要阐述,并指出自平衡测试法可以弥补传统静载试验的不足,它在我国将会拥有广阔的应用前景。

关键词:基桩检测技术;静载试验;自平衡试验

一、基桩检测技术的发展及现状

桩基础能否既经济又安全的通过设置在土中的基桩,将外荷载传递到深层土体中,主要取决于基桩桩身质量与基桩承载力是否能达到设计要求。基桩检测是指:(1)对基桩桩身质量进行检测,查清桩身缺陷及位置,以便对影响桩基承载力和寿命的桩身缺陷进行必要的补救, 同时达到对桩身质量普查的目的;(2)对基桩承载力进行检测,达到判定与评价基桩承载力是否满足设计要求的目的。基桩检测可进一步延伸到对桩基础质量的验收与评定。目前,基桩承载力的较普遍测试方法:包括静荷载试验;动力测试。静荷载试验通过反力装置用千斤顶给桩施加竖向荷载,桩项沉降量采用大量程百分表或位移传感器量测。该方法可以确定单桩竖向极限承载力,结合在桩身和桩端预埋测试元件还可以测定桩侧摩阻力分布情况、桩端反力和桩身轴力等。

静荷载试验方法按提供反力的方式可分为下列三种形式:锚桩法、堆载法、锚桩——堆载法。动力测定桩承载力的方法最早出现在国外,其初始主要是以能量守恒或动量原理为基础,根据牛顿撞击定律通过打桩时的贯入度来计算桩的极限承载力。国外近代动测技术是以应力波理论为基础发展起来的。动力测桩法一般是在桩项作用一动荷载,使桩产生显著的加速度和土阻尼效应,通过在桩侧安装传感器测量桩土系统的振动响应,并用波动理论分析和研究应力波沿桩土系统的传递和反射,从而判断桩身阻抗变化和确定单桩承载力。早在20世纪3O年代,应力波理论就开始被用来分析打桩工程,到1960年史密斯发表了“打桩分析的波动方程法”,波动方程开始进入实用阶段。此后在世界各国相继开展了动力试桩的动测设备和计算软件的研制和应用。按测试时土的动应变大小,动测法又可以分为低应变动测法和高应变动测法两类。

二、当前各种检测技术的适用性对比分析

(1)测试结果的准确性。1994年进行的全国桩动测单位资质考核结果及近年来各地位基动测单位资质考核情况也表明,目前动力试桩精度还较低,检测队伍的理论水平和实践经验也不足,因而只能是静载试验的一种补充,可作为工程桩验收的手段之一,尚不能代替桩的静载试验。(2)适用条件。传统的静荷载试验(包括锚桩法、堆载法及锚桩——堆载法),需专门的反力系统。如锚桩法需要增加4根锚桩,每根锚桩的规模等同于试桩,且需要通长配筋,同时也需要强大的反力架来承受试桩的反力,试验准备时间长,工程量大,试验费用高;堆载法同样需要强大的反力架,同时必须配备大量的规则的堆载物来代替锚桩。锚桩——雌载法是介于锚桩法和堆载法之间的一种试验方法,同样存在上述问题。由于静载试验费时、费力、费用高、环境条件要求高,做不到随机抽检,检测桩数也不可能太多,对整个基础工程不能进行概率统计分析,所以静载试验的代表性不高。多数工程桩的承载力均参照勘测部门已有的试验资料或根据设计人员的经验确定。相对而言,动力测桩方法更为简便、快速,因而,就一根桩而言,静载试验结果的精度高于动测法,就整个工程而言,由于桩基工程的复杂性以及抽样检查的样本数量,其保证率反而不如抽检率高的动测结果。但同时,动力检测方法也因加载需要,

如拼装试验反力架或力锤进场等问题,同样对试验场地有着较高的要求。

三、自平衡试桩法研究现状

基桩自平衡测试方法思路最早由日本的中山(Nakayama)和藤关(Fujiseki)提出,并在1973年取得钻孔桩的测试专利。清华大学李广信教授于1993年将此法引入国内,但因自平衡试桩法作为一种新兴的测试技术其自身并不完善以及限于当时国内环境、技术、信息等条件的限制,并未引起国内工程界的注意。直到浙江省建筑科学研究院史佩栋教授在《工业建筑》1996年第l2期“国际科技交流”专栏发表了《国外高层建筑深基础及基坑支护技术若干新进展》一文,并报道了美、日、英、加、新加坡等国和我国香港特别行政区等地正在广泛应用的自平衡试桩法之后,才引起了广泛关注。东南大学土木工程学院在理论研究的基础上,首先于1996年开始将该法应用于实际工程。目前,我国的北京、江苏、甘肃等地己开始小范围试用此方法,但试桩类型只限于钻孔灌注桩。

参考文献

[1]陈凡,徐天平,陈久照,关立军.《基桩质量检测技术》.北京:中国建筑工业出版社,2003

[2]XB 10203002.《铁路桥涵施工规范》.北京:中国铁道出版社,2002

[3]JTJ 0412000.《公路桥涵施工技术规范》.北京:人民交通出版社,2000

[4]JTJ 9494.《建筑桩基技术规 。北京:中国建筑工业出版社,1994

[5]JGJ 106 2003.建筑基桩检测技术规范.北京:中国建筑工业出版社,2003

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