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一、前言
在最近的一段時間內(nèi),特別是近十年的時間,我國的港口工程有了很大的發(fā)展。隨著海運的發(fā)展和船舶噸位的增大,也新建了很多的大型深水碼頭。隨著配套的,為了保障港口的建設(shè)安全,樁基的截面積也在不斷的增大。另外,為了保障一定的穩(wěn)定性和使用強度,必須要加大樁基的承載力,樁基的深度也在不斷的加深。樁基本身具有隱蔽的特點,一旦建成,必須保障足夠的使用強度和壽命,而且在沒有出現(xiàn)事故之前很難發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的質(zhì)量問題。因此在樁基使用之前,樁基的質(zhì)量檢測就變得越來越重要。樁基檢測是樁基工程中必須存在的環(huán)節(jié)。本文中詳細(xì)的介紹一下常用的樁基檢測方法。根據(jù)工作中的經(jīng)驗,對這些方法進(jìn)行深入的分析,比較各種方法的優(yōu)點和缺點,為以后的檢測提供一定的參考。
二、港口樁基存在的常見問題
1.灌注樁的質(zhì)量問題(1)鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁是灌注樁中的重要一種。灌注樁在施工和使用的過程中一般會發(fā)生四種質(zhì)量問題。①灌注樁的承載能力會出現(xiàn)大幅度的下降,導(dǎo)致樁基的承載能力達(dá)不到使用的標(biāo)準(zhǔn)。②樁基的澆注一般是在水下完成的,這樣就自然的出現(xiàn)了弊端,樁基的水下質(zhì)量很難直接觀測。樁基的水下部分主要是容易出現(xiàn)兩種問題,分別是樁身斷裂,另一個方面是混凝土不穩(wěn)定,發(fā)生離析現(xiàn)象。③樁身出現(xiàn)擴徑或者縮頸的現(xiàn)象。灌注樁的施工是在水下完成的,需要有鉆孔的支持。④這個問題是其他問題導(dǎo)致的樁身斷裂現(xiàn)象。樁身的骨骼是鋼筋籠,當(dāng)鋼筋籠出現(xiàn)錯位的時候,樁身本身的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題,應(yīng)力嚴(yán)重的不符合設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn),最后一定會發(fā)生樁身斷裂的問題。(2)沉管灌注樁。沉管灌注樁和鉆孔灌注樁在結(jié)構(gòu)上存在一定的差別,所以出現(xiàn)問題的原因也是有一定的不同的。①是拔管的速度帶來的影響。拔管的速度過快會因為摩擦力的原因造成樁身的縮頸、夾泥以及斷樁的質(zhì)量問題。②是樁基間距的問題,樁基間距應(yīng)該有一定的距離,當(dāng)距離比較近的時候,相鄰樁基施工會相互產(chǎn)生影響。③是承壓水層的影響。沉管樁的地層有的時候有承壓水的砂層,一般砂層的上部還伴隨著透水性不太好的土層。(3)人工挖孔樁。人工的操作問題是影響樁的質(zhì)量的重要因素。比如,施工的過程中,直接把混凝土直接倒入到孔中,混凝土的距離過大,導(dǎo)致樁身的質(zhì)量下降,另外,孔內(nèi)的水還沒有排干就開始澆筑。2.預(yù)制樁的質(zhì)量問題(1)鋼樁。①錘擊力過高時,鋼樁因為承載力的限制,容易出現(xiàn)局部的損壞,最終樁身失去穩(wěn)定性。②H型鋼樁是比較特殊的一種,他的形狀和手里在不同的方向上存在差異。這樣的性質(zhì)在入土比較深的時候會往土質(zhì)比較差的方向上發(fā)生變形。③錘擊的過程中次數(shù)過多和第一節(jié)樁不能和手里面垂直,這樣的情況會導(dǎo)致斷樁。(2)混凝土預(yù)制樁?;炷令A(yù)制樁的質(zhì)量問題有四個方面。①錘擊過程中產(chǎn)生的拉應(yīng)力過大,樁身承受不了的時候就會出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。②一般焊接的部分要達(dá)到一定的使用強度的時候才可以承受足夠的應(yīng)力,但是當(dāng)焊接結(jié)束以后冷卻不足的情況下直接錘擊,這時往往會出現(xiàn)開焊的情況。③錘擊的過程,作用力應(yīng)該是豎直向下的,但是樁身如果和樁帽不能在一條線上的時候直接錘擊,就會出現(xiàn)偏離軸向方向的應(yīng)力,造成樁身開裂,嚴(yán)重的時候會出現(xiàn)斷樁的情況。④樁與樁之間需要有一定的間距,當(dāng)距離過小的時候,臨近的樁擠土,使附近的地面隆起來,影響附近的樁承載力。
三、港口工程常用的樁基質(zhì)量檢測方法
1.鉆孔取芯法鉆孔取芯法是比較常用的一種方法,進(jìn)行鉆孔取芯法的目的就是為了了解灌注樁內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是否能夠達(dá)到使用的強度好要求。通過鉆孔取芯法,可以檢查沉底的厚度以及樁的持層力的情況。從目前來看,鉆孔取芯法是檢測混凝土強度最可靠的方法。2.超聲波透射法超聲波透射法也是非常常用的一種方法。它是根據(jù)聲學(xué)原理來判斷的。根據(jù)聲學(xué)的原理,聲音在不同的介質(zhì)中傳遞的時候速度是不同的,在經(jīng)過樁身的時候,如果存在砂眼或者密度不均的情況就會發(fā)生不同的結(jié)果。根據(jù)這個結(jié)果的不同就可以判斷樁身的內(nèi)部是否存在缺陷。3.高應(yīng)變應(yīng)力發(fā)射波法所謂的高應(yīng)變應(yīng)力指的是用能量很高的重錘錘擊樁頂。這個能量一般最少需要幾十牛頓,高的能量可以達(dá)到幾百牛頓。同時,需要在樁身的兩側(cè)距離樁頂一段距離的地方放置力和速度檢測裝置,測定錘擊作用并轉(zhuǎn)化為電信號傳遞給計算機部分。當(dāng)有能量作用在樁頂部的時候,樁身的應(yīng)力和應(yīng)變水平應(yīng)該達(dá)到使用的標(biāo)準(zhǔn),動載荷的存在會讓樁克服泥土的阻力,產(chǎn)生一定的貫入度。4.低應(yīng)變應(yīng)力反射波法低應(yīng)變反射波法是樁頭瞬態(tài)激振、樁頭信號接收,通過實測樁頂加速度或速度響應(yīng)時域曲線借助一維波動理論來判定基樁的完整性?;蛩蟹烹姷确椒?,給樁作用較小能量。作用在樁頂上的動荷載遠(yuǎn)小于樁的使用荷載,不足以使樁產(chǎn)生貫入度,也就是說樁土之間不產(chǎn)生相對位移,只產(chǎn)生彈性變形。低應(yīng)變反射波法是通過應(yīng)力波沿樁身傳播和反射原理進(jìn)行樁的檢驗。圖1為檢測示意圖。
四、工程應(yīng)用實例
1.工程名稱及概述工程名稱為萬基•濱江國際工程樁基檢測。萬基•濱江國際工程位于青田縣。為檢測基樁樁身完整性是否滿足設(shè)計要求,擬對本工程基樁進(jìn)行低應(yīng)變試驗。試驗內(nèi)容為檢測基樁樁身缺陷及其位置,判定樁身完整性類別,本次檢測低應(yīng)變1,090根。2.檢測的目的和準(zhǔn)備工作檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性,評估樁身質(zhì)量等級(含樁端);在樁底信號清晰的前提下,根據(jù)基樁平均波速推斷有效樁長。測試前將樁頂不合要求的樁頂砼鑿去,保持樁頭平整、干燥;管樁若樁頭未被擊碎,無須處理樁頭;若樁頂被擊碎,須等截樁(割除破損段)后,再檢測;以便測試時傳感器與樁頂面能更好地耦合,確保測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。施工單位應(yīng)提供試驗樁的施工記錄、樁位平面圖、地質(zhì)報告,并填寫現(xiàn)場測試員提供的基樁測試基本情況登記表。3.檢測執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)程》(JGJ106-2003)《基樁低應(yīng)變動力檢測技術(shù)規(guī)程》(DBJ10-4-98)設(shè)計單位及建設(shè)單位要求遵循的項目文件(招標(biāo)文件等)4.檢測儀器及設(shè)備檢測所用儀器為武漢巖海工程技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)的RS-1616K(S)型基樁動測儀,配LC型加速度傳感器(幅頻線性寬度為2~10,000Hz);2010年6月4日由浙江省計量科學(xué)研究院檢定,有效期至2011年6月7日。5.執(zhí)行的質(zhì)量評定等級和標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2003,評定樁身質(zhì)量等級分為四類,如表1。6.檢測的具體流程(1)資料分析:工程資料(包括工程地質(zhì)概況)、土層參數(shù)及綜合柱狀圖、施工過程及記錄資料、樁形尺寸及分布圖。(2)檢測系統(tǒng)聯(lián)結(jié)調(diào)試與傳感器安裝。(3)動測參數(shù)選?。簶堕L、樁徑、樁身砼強度等級、采樣間隔。(4)用激振材料沖擊樁頂進(jìn)行觸發(fā)采集,數(shù)據(jù)一致性較差時,應(yīng)進(jìn)行重復(fù)采集,若隨機噪聲過大或樁尖反射信號太弱,則可采用時域平均法進(jìn)行完整性診斷。(5)低應(yīng)變完整性分析和缺陷定位,若無缺陷則可到此為止,有缺陷則進(jìn)入下一流程進(jìn)行定量分析。(6)低應(yīng)變反射波法定量分析,包括樁的缺陷(等效截面比或阻抗比)與土層阻抗參數(shù)的定量分析。7.正式報告包含的內(nèi)容檢測結(jié)束后三天內(nèi)告知測試的初步結(jié)果,七天內(nèi)提交正式報告;報告一式五份,由單位總工批準(zhǔn)。正式報告包含以下內(nèi)容:(1)委托方名稱、工程名稱、地點、建設(shè)、勘察、設(shè)計、監(jiān)理和施工單位,基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)型式,層數(shù),設(shè)計要求,檢測目的,檢測依據(jù),檢測數(shù)量,檢測日期;(2)地質(zhì)條件描述;(3)受檢樁的樁號、樁位和相關(guān)的施工記錄;(4)檢測方法、檢測儀器設(shè)備,檢測過程敘述;(5)樁身完整性描述,包括缺陷位置、性質(zhì)及類別;動測實測曲線圖;(6)結(jié)論及建議。
五、總結(jié)
以上就是港口樁基檢測的全部內(nèi)容。樁基對于港口碼頭的建設(shè)具有非常重要的意義。對于樁基檢測,設(shè)計的方面廣,難度大,面對的挑戰(zhàn)在不斷的發(fā)展,技術(shù)也在不斷的發(fā)展。必須要切實的保障港口樁基的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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[2]陳凡,徐天平,陳久照等.基樁質(zhì)量檢測技術(shù)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2014.
1既有建筑物下樁基檢測技術(shù)研究
(1)平行地震波法平行地震波法(ParallelSeismicTest)是國外學(xué)者提出的一種有效檢測既有建筑物基樁完整性和長度的方法,屬于地震測井的一種方法,最先在法國得到應(yīng)用。陳龍珠教授對這一方法進(jìn)行了引進(jìn)與追蹤研究,在我國稱之為“旁孔透射波法”。平行地震波法是將鉆孔套管放在待檢測的樁基附近,套管與周圍土體緊密結(jié)合,同時套管內(nèi)注滿清水,水聽檢波器在套管內(nèi)檢測由樁基頂部敲擊所產(chǎn)生的P波,繪制P波首先達(dá)到不同點的深度與時間曲線,由圖形曲線可分析樁身長度和完整性。檢測示意圖見圖2。黃大治等人采用平行地震波法檢測既有建筑物樁基質(zhì)量,并采用三維有限元分析飽和土、非飽和土地基中完整樁和缺陷樁的透射波信號。但該法在廣東地區(qū)的適用性還需進(jìn)一步檢驗。浙江省建筑科學(xué)設(shè)計研究院吳寶杰等利用平行震波法對既有建筑物下基樁的質(zhì)量進(jìn)行檢測,取得了初步成功,但后續(xù)波與樁身質(zhì)量和樁底深度的對應(yīng)關(guān)系,波速與樁身質(zhì)量、周圍各土層關(guān)系等還不成熟,需進(jìn)一步研究。
(2)雙速度法雙速度法的提出是為了解決上下行波相互干擾的問題,沿樁身布置兩個加速度傳感器測取兩點應(yīng)變,如圖3所示,可分離樁身上行波和下行波,通過應(yīng)變和速度的關(guān)系,得到了下行波的計算公式,可不依賴實際樁長,計算出樁身縱波波速,檢驗樁長。同時對于上部已施工承臺的樁基形式,有效克服了上部結(jié)構(gòu)變截面處的干擾。唐勇通過16根有承臺和無承臺模型樁的單速度和雙速度測試結(jié)果證明,雙速度法應(yīng)用于既有建筑物樁基檢測具有很好的效果。目前已有儀器和軟件支持雙通道測量并可自行計算出上行波。工程應(yīng)用中也出現(xiàn)過布置多道傳感器的形式,但仍處于雙速度法的范疇,理論上沒有更進(jìn)一步。雙速度法的優(yōu)點在于可有效分離出上下行波,減少由于承臺等上部結(jié)構(gòu)帶來的干擾,能做到無損檢測。缺點是傳感器的安裝需要一定的樁身出露距離,同時傳感器的間距、安裝、敲擊點的選擇、樁身的平整度影響等一系列問題尚需不斷總結(jié)經(jīng)驗,方可應(yīng)用于實際工程檢測。
(3)橫波法一維縱波理論在大直徑樁中由于三維效應(yīng)而不成立,北卡羅來納州在1983年針對該問題提出了橫波檢測技術(shù),其理論依據(jù)是樁身彎曲波能量的頻散。在樁側(cè)施加橫向激勵,利用彎曲能量波代替常規(guī)的壓縮波,彎曲波同時向上和向下傳播,通過速度計記錄波速并利用時域分析得到結(jié)果。橫波法有效地減弱了樁徑的影響,解決了大直徑樁中的三維效應(yīng)問題,使動測法不局限于一維桿系理論。其缺點是適用性不強,只適用于軟土上的短樁,且目前大多停留在實驗階段,工程應(yīng)用實例較少。
(4)樁長增量逼近法樁長增量逼近法是利用有限元模擬實際上部結(jié)構(gòu)和初始假定樁長時的動態(tài)反應(yīng),通過有限元模擬曲線與實際低應(yīng)變法檢測曲線對比分析,減去上部結(jié)構(gòu)影響,得到“剩余反應(yīng)曲線”。當(dāng)模擬樁長與實際樁長接近時“剩余反應(yīng)曲線”發(fā)生明顯變化,可確定樁長區(qū)間,同樣原理可用于定位缺陷。樁長增量逼近法示意見圖4。樁長增量逼近法對數(shù)值模擬的精度要求很高,有限元模擬幾乎很難達(dá)到實際情況,該方法距離實際應(yīng)用還有較大距離。其他檢測方法還包括機械阻抗法、縱阻抗剖分析法、動力參數(shù)識別法等,但大多是理論上可行,實際應(yīng)用很困難,還有待進(jìn)一步研究。眾多學(xué)者對當(dāng)前的檢測方法進(jìn)行了改良試驗,如國內(nèi)方面徐攸在對天津港碼頭的30m長的樁分別進(jìn)行了有無梁板的試驗研究,探討了上部結(jié)構(gòu)對樁身檢測曲線的影響,同時對不同激勵位置,各種手錘材質(zhì)對樁的振動速度曲線的影響進(jìn)行了分析,提出了采用小應(yīng)變法檢測碼頭樁應(yīng)注意的問題。姜衛(wèi)方提出上行波遇到上部結(jié)構(gòu)發(fā)生反射,在時域曲線上表現(xiàn)為擴頸反應(yīng),后正常沿樁身衰減的理論假設(shè),為此進(jìn)行了不同敲擊位置和傳感器接收位置的對比試驗,總結(jié)了一套應(yīng)用于具有上部結(jié)構(gòu)的樁基檢測方法,但應(yīng)用于實際尚需進(jìn)一步檢驗和完善。翁有法等提出了既有結(jié)構(gòu)樁身完整性檢測的基樁前期處理方法,采用頂置式傳感器,樁側(cè)激振,推薦激振平面和傳感器的安裝平面在樁身的同一高度,離樁頂(承臺、梁板底面)的距離宜為2~3倍樁徑。同時提出了實測波形的判讀原則,具有一定的參考意義。數(shù)值試驗方面,柴華友模擬了應(yīng)力波在平臺-樁系統(tǒng)的傳播過程,提出了兩測點測量方法,在樁頂和樁側(cè)布設(shè)傳感器,通過濾波和波形比較等方法,綜合確定樁身完整性。同時采用AN-SYS-DYNA對設(shè)想進(jìn)行了驗證。彭志豪等分別建立了有無梁板式碼頭的群樁模型,采用ANSYS-DYNA分析了不同面板尺寸,以及不同激振點和傳感器接收點對樁身內(nèi)波速傳播影響的數(shù)值試驗。季勇志基于三維導(dǎo)波理論,分析研究了碼頭樁基在樁頂固連和非固連兩種結(jié)構(gòu)形式下的無損檢測方法,對比研究了縱波和橫波在無損檢測中的優(yōu)劣,認(rèn)為橫波可以有效地避開上部結(jié)構(gòu)的干擾。動測信號數(shù)據(jù)處理也是研究的重點內(nèi)容,天津大學(xué)孫熙平、王元戰(zhàn)等人指出,利用小波分解的分析方法來解決高樁碼頭基樁檢測問題是一種很好的思路。李學(xué)軍提出了一種對多次激振后的檢測信號進(jìn)行數(shù)據(jù)加權(quán)融合的處理技術(shù),對有效信號的識別和判斷有較好的效果。
2結(jié)語
[關(guān)鍵詞]橋梁樁基礎(chǔ);無破損;檢測技術(shù)
中圖分類號:V448.15+1a 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)11-0154-01
引言
社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,對橋梁等交通設(shè)施建設(shè)的要求也在不斷的提高,而橋梁樁基礎(chǔ)是橋梁工程的重要部分,其質(zhì)量的好壞往往決定著橋梁的性能,但常規(guī)的檢測方法又具有一定的局限性,因而研究無破損檢測技術(shù)具有積極的意義,以下做簡要的論述。
1.橋梁樁基礎(chǔ)常見的病害及成因
橋梁樁基礎(chǔ)是地基加固的主要形式,也是整個橋梁結(jié)構(gòu)的承壓構(gòu)建,但是在施工中存在用料不規(guī)范、操作不按流程、施工隊伍素質(zhì)不齊、設(shè)備不精確、地質(zhì)環(huán)境影響等,都會造成橋梁樁基的缺陷,而橋梁樁基常見的缺陷有以下幾類。
1.1 樁基樁徑縮小
樁徑是決定橋梁豎向承壓能力的關(guān)鍵指標(biāo),但樁徑縮小是比較常見的施工問題,會導(dǎo)致抗彎能力減弱、承載不達(dá)標(biāo)等問題,樁基樁徑縮小主要有三個方面的原因:其一,地質(zhì)構(gòu)造含有承壓水的地層時,地下水的沖刷導(dǎo)致砂漿流失,樁徑縮??;其二,地質(zhì)條件不良,樁基周圍土層遇水后向樁孔中突起致使樁徑縮小;其三,鋼筋綁扎過密導(dǎo)致流動性差,部分鋼筋外漏導(dǎo)致樁徑縮小。在此類缺陷樁基中,需要對波形進(jìn)行分析,產(chǎn)生相反的反射波,縮徑越大,振幅就越大。
1.2 混凝土樁基沉渣
此類問題主要發(fā)生在施工過程中,在鉆孔灌注樁進(jìn)行混凝土灌注之前沒有進(jìn)行徹底的清洗,導(dǎo)致樁基本身的強度降低。混凝土樁基沉渣也有可能是沒有及時進(jìn)行灌注導(dǎo)致的,與施工的組織規(guī)劃有關(guān)。當(dāng)樁基礎(chǔ)底部為弱風(fēng)化圍巖時,產(chǎn)生同向反射波,波速急劇下降,周期變長,主頻變低;當(dāng)樁基礎(chǔ)很短強度高時,產(chǎn)生較強的同向反射波。
1.3 混凝土樁基離析
在橋梁樁基施工中,由于攪拌不均勻,成形之后的混凝土必然出現(xiàn)性能上的波動,如膠結(jié)不好,或者是樁孔內(nèi)存在大量的積水導(dǎo)致骨料受到?jīng)_刷,在樁基沉積,但砂漿浮在骨料之上,造成樁基離析的問題。此類樁基礎(chǔ)會出現(xiàn)波形小范圍的畸變,嚴(yán)重時波峰會消失,最后出現(xiàn)低頻合成波。
2.橋梁樁基礎(chǔ)無損檢測技術(shù)研究
2.1 人工激震動測技術(shù)研究
通過人工激勵的方式產(chǎn)生地震波,地震波傳遞之后產(chǎn)生反射,接收器接受之后可以進(jìn)行分析。由于地震波傳播的介質(zhì)是非均勻性的,必然會產(chǎn)生反射,地震波在橋梁樁基中出現(xiàn)衰減,波能轉(zhuǎn)化為熱能。如果橋梁樁基存在缺陷,波速降低,傳播時間增加,地震波信號發(fā)生散射而衰減。根據(jù)傳播方向和波動介質(zhì)點振動方向的差異,可以將波形分為橫波與縱波,其他形式的波也能分解為橫波與縱波。橫波傳播方向與質(zhì)點振動垂直,質(zhì)點位置發(fā)生剪切應(yīng)變,但橫波只能在固體介質(zhì)中傳播??v波是指傳播方向和質(zhì)點振動相同的波,由于交變拉壓應(yīng)力的存在,出現(xiàn)伸縮變形,在氣體、液體和固體中都能傳播。
在采用人工激震動測法檢測橋梁樁基時,地震波遇到樁基缺陷產(chǎn)生反射波,反射波相關(guān)于缺陷樁基的阻抗。缺陷樁基界面阻抗不同時,就會產(chǎn)生地震反射波,發(fā)射波與入射波振幅的比值即為反射系數(shù)。傳感器接收到波形的參數(shù)之后,如頻率、聲速、振幅等,對樁基的缺陷進(jìn)行分析,可以判別樁基的問題,離析樁、縮徑樁、斷樁等缺陷在人工激震動測技術(shù)下,其波形的表現(xiàn)會出現(xiàn)差異,通過這些差異來進(jìn)行鑒別。傳統(tǒng)的橋梁樁基檢測,在樁頂安裝傳感器,并進(jìn)行激振,獲取數(shù)據(jù)之后判斷樁基的質(zhì)量,但是傳統(tǒng)的檢測方式會有諸多的干擾,需要檢測人員有較高的分辨能力。而人工激震動測法能有效分離干擾波,利用兩點之間的缺陷時進(jìn)行波速計算,有效應(yīng)對深度缺陷的檢測。
2.2 聲波透射法
聲波透射法是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的一種無損檢測技術(shù),聲波在不同的介質(zhì)中波形具有差異,在缺陷樁基中傳播時可以體現(xiàn)出來。缺陷樁基的混凝土材料不均勻,產(chǎn)生不同聲阻抗聲學(xué)界面,聲波沿著不同的藍(lán)截面?zhèn)鞑ィp快,能量散射也比較嚴(yán)重。樁基混凝土中產(chǎn)生諸多的散射波和折射波,散射波與折射波相互疊加會有聲能散失,聲波在缺陷樁基中會繞著缺陷進(jìn)行傳播,傳播路線不是直線,聲時變大,聲速減小。聲波在遇到缺陷截面時發(fā)生多次的折射和反射,聲能出現(xiàn)衰減,頻率和波幅減小,整個波形發(fā)生畸變。在聲波透射檢測法中,需要在灌注之前預(yù)留孔道,并在預(yù)留的孔道中埋設(shè)聲波探測管,移動探測儀和接收儀,移動時注意方向和高度,逐步獲取樁基橫截面的數(shù)據(jù),由物理參數(shù)來判別樁基的完整性,聲波透射法對樁基的孔徑和長度要求不大。聲波透射法的檢測中,如果實測聲速值低于混凝土聲速臨界值,可以判定樁基存在缺陷;所檢測測點聲速值很小,并且趨于收斂,判定時采用聲速低限值進(jìn)行,如果聲速值低于底限值,則判定為異常樁基。
2.3 低應(yīng)變動測法
低應(yīng)變動測法對于樁長遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樁徑的情況比較實用,用振動儀對樁頂進(jìn)行激振,周圍土體和樁身會產(chǎn)生振動,通過樁基本身的應(yīng)變計將樁基振動的速度和加速度傳遞給接受裝置。低應(yīng)變動測法檢測方法簡單、速度快、范圍廣而被廣泛應(yīng)用,如果橋梁樁基本身存在斷樁、縮徑、擴徑等差異性界面,彈性波在傳播時產(chǎn)生反射,傳感器對聲波進(jìn)行處理,以便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。通過研究樁土之間的動態(tài)響應(yīng),達(dá)到判斷樁基的長度及質(zhì)量問題。隨著技術(shù)的發(fā)展,低應(yīng)變動測法檢測的精確性也越來越高,受到廣泛的重視。
2.4 高應(yīng)變動測法
高應(yīng)變動測法的成本低,其組成的部分包括傳感器、分析儀、激振設(shè)備和測量儀等,主要用于檢測樁基的豎向承壓能力和樁基的完整性,在樁頂施加豎向載荷,然后收集樁基相關(guān)動力系數(shù),主要是速度與力的時程曲線,進(jìn)行分析計算,從而判斷樁基的豎向承壓能力和質(zhì)量問題,高應(yīng)變動測法在高程摩擦型樁基和摩擦型樁基的檢測中比較常用。
3.橋梁樁基礎(chǔ)無破損檢測的技術(shù)要求
在進(jìn)行橋梁樁基礎(chǔ)無破損檢測時,需要注意幾個方面的技術(shù)要求:其一,樁頭處理,處理樁頭,確保清理干凈,平面整潔、干燥,便于后續(xù)的檢測;其二,樁基礎(chǔ)的強度要求,由于是無破損檢測,在檢測中不能削弱樁基礎(chǔ)的性能,一般要求達(dá)到樁基礎(chǔ)齡期達(dá)到10天以上,能夠很好的保護(hù)樁基礎(chǔ);其三,傳感器的選擇與安裝,樁基礎(chǔ)的缺陷檢測需要保證精度,因而檢測設(shè)備的選擇和安裝至關(guān)重要,傳感器是核心設(shè)備,要求精度高、靈敏性好,安裝位置要根據(jù)樁徑的大小合理選擇,避免漏測的情況,此外,傳感器必須固定好,以免差生較大的誤差,影響樁基礎(chǔ)缺陷的分析;其四,所有的檢測儀器必須無故障運行,同時儀器必須連接好,處于最佳的工作狀態(tài);其五,檢測后的設(shè)備保養(yǎng)維護(hù),橋梁施工現(xiàn)場的環(huán)境比較復(fù)雜,對儀器設(shè)備會有一定的影響,因而檢測后需要進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng),為下次的檢測打下良好的基礎(chǔ),同時也能避免成本上升的問題。
4.結(jié)語
橋梁樁基礎(chǔ)是橋梁建設(shè)中的重要部分,對于橋梁的性能有很明顯的影響,而橋梁是當(dāng)今交通基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵,影響著社會經(jīng)濟的運行,因而研究橋梁樁基礎(chǔ)的質(zhì)量問題具有積極的意義。隨著技術(shù)的發(fā)展,追求缺陷無損檢測,既能達(dá)到質(zhì)量控制的目的,又能節(jié)省成本,減少破壞作用,因而研究無破損檢測技術(shù)十分重要。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】樁基;小波變換法;樁身完整性;低應(yīng)變實測信號
1引言
近幾十年來,隨著混凝土、新型打樁機和成孔機器的采用,樁的形式越來越豐富,其強度顯著提升,適用范圍越來越廣泛。針對樁基檢測技術(shù)研究與應(yīng)用問題,越來越多的學(xué)者對此進(jìn)行了研究,并取得了一系列的成果。陳啟魁等[1]基于各種對樁基檢測的研究,分析了鉆孔取芯法、低應(yīng)變法、聲波透射法等檢測技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用。葛天興等[2]以某實際樁基工程為背景,基于低應(yīng)變反射波法的理論,評估了低應(yīng)變反射波法在該工程中的應(yīng)用效果。王春慶等[3]開展了低應(yīng)變反射波法檢測樁基淺部缺陷的研究,對該樁基檢測的效果進(jìn)行評析。王飛等[4]利用小波分析進(jìn)行低應(yīng)變檢測數(shù)據(jù)處理,檢測了樁基淺部缺陷。肖家友等[5]基于某樁基工程背景,開展了一維連續(xù)小波去噪在多缺陷基樁檢測中應(yīng)用的研究,分析該樁基檢測法的效果。張敬一等[6]利用小波變換的反射波法對某實際工程的樁基進(jìn)行檢測。本文結(jié)合某樁基工程背景,論述了小波變換法理論,進(jìn)行了縮徑缺陷類型樁分析和斷樁缺陷類型樁分析,詳述了如何利用小波分析對檢測的低應(yīng)變檢測信號進(jìn)行處理,從而判定樁身完整性。
2小波變換法理論
1980年,MORLEF對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時,首次提出了小波變換理論,作為以傅里葉變換理論為基礎(chǔ)所衍生出的全新理論。該理論有效彌補了傅里葉變換存在的不足,在時頻分析和處理領(lǐng)域具有極為重要的作用?,F(xiàn)階段,該理論已在模式識別、信號處理過程中得到了廣泛運用。該理論與傅里葉變換理論的區(qū)別,主要是其在頻域、時域中均能夠表現(xiàn)出相應(yīng)的局部化特征,可被用來分析目標(biāo)信號對應(yīng)各頻率子段并得出正確的頻率信息,為后續(xù)信號分類的工作的開展提供支持。小波變換將信號視為小波系數(shù),指出可利用小波系數(shù)對信號進(jìn)行描述。對其進(jìn)行分類的依據(jù)如下:首先,是對稱性。要想避免信號出現(xiàn)畸變或是失真的情況,關(guān)鍵是要增強其對稱性,并通過增強對稱性的方式,使信號重構(gòu)精度得到優(yōu)化。其次,是正則性?;谠摾碚搶D像、信號進(jìn)行重構(gòu),通??杀WC所得到全新圖像、信號具有理想的平滑性。最后,是支撐長度。若頻率、時間為無窮大,則將有限值收斂至0的長度越短,區(qū)分奇異點的效果越理想。對其進(jìn)行計算的步驟可被概括如下:第一步,確定小波函數(shù),保證所選擇小波、計劃分析信號的起始點處于相同位置;第二步,對二者逼近程度進(jìn)行計算,計算所得數(shù)值越大,說明信號和函數(shù)波形越相似;第三步,沿時間軸向右平移小波函數(shù),重復(fù)以上步驟,直至小波函數(shù)覆蓋全部的信號長度;第四步,對小波函數(shù)尺度進(jìn)行伸縮,重復(fù)上述步驟,得出最終結(jié)論。
3工程案例分析
3.1工程概況
本文以某公建工程試樁檢測為背景。該工程基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ),樁基為直徑0.8m,樁長約6m的后注漿灌注樁。該樁基的單樁承載力特征值為3300kN。
3.2縮徑缺陷類型樁分析
本工程采用低應(yīng)變法采集數(shù)據(jù)。從低應(yīng)變實測曲線可以看出,直達(dá)波和樁底反射現(xiàn)象較為明顯,在判定樁身完整性時,由于信號受干擾,對樁身缺陷位置的判定受到影響。對低應(yīng)變實測信號開展小波分析,該樁的檢測曲線呈低頻正弦波形振蕩趨勢,樁底反射可以清晰地看到??膳卸渡頊\部位置有缺陷。進(jìn)一步分析可知,在時間0.46ms時,第7階高頻信號突出,對比實測曲線可知,實測信號在該時刻缺陷信號也顯著。在實測信號中同樣將第7階信號剔除,并重構(gòu)。將實測信號與重構(gòu)信號對比可知,在時間0.46ms時,缺陷信號突出現(xiàn)象減弱,可見,第7階信號為缺陷信號。有效信號的振幅弱于初至波,有效信號在分析時會被掩蓋,同時樁底反射信號不能判斷樁身完整性。因此,剔除實測信號中的樁底反射信號和初至波之前的信號,得到圖1帶干擾信號和剔除干擾信號。從圖1中可以看出,缺陷信號主要在3350~3600Hz范圍內(nèi),其中1400~3350Hz的信號無意義,因此,剔除該段信號。對圖1中的信號進(jìn)行分析,得到圖2所示結(jié)果。因為干擾信號屬于低頻信號,因此,剔除第1至第7階中頻率最低的第7階信號。第7階信號的頻譜如圖3所示。對比圖2和圖3可知,第7階信號主要集中在200~600Hz,與干擾信號所分布范圍一致,因此第7階信號易于分解。經(jīng)過小波分析的處理,干擾信號被很好地壓制,同時有用的特征缺陷信息被保留。可見,小波分析法能較好地處理樁基檢測的數(shù)據(jù)。經(jīng)過處理后的信號可以看出,缺陷信號在時間1.84ms處尤為清晰,可判定該處為縮徑缺陷位置。
3.3斷樁缺陷類型樁分析
結(jié)合該工程另一根樁的低應(yīng)變實測曲線進(jìn)行分析可知,低應(yīng)變曲線信號呈現(xiàn)顯著的振蕩現(xiàn)象,且各峰值等間距出現(xiàn)。188可見,應(yīng)力波在某處遇到顯著的波阻抗,信號不易傳至樁底位置,因此,無樁底反射信號出現(xiàn)。進(jìn)一步觀察該曲線可知,在距樁頂1.8m處樁身發(fā)生斷裂,之后的波峰呈現(xiàn)周期性出現(xiàn)。
4結(jié)語
本文詳述了小波變換法理論,結(jié)合某樁基工程利用低應(yīng)變法檢測樁身完整性。具體進(jìn)行了縮徑缺陷類型樁分析和斷樁缺陷類型樁分析。詳述了如何利用小波分析對檢測的低應(yīng)變檢測信號進(jìn)行處理,從而判定樁身完整性。從研究結(jié)果可知,斷樁檢測的低應(yīng)變實測信號不同于其他類型的缺陷樁的檢測信號。這是因為混凝土的波阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的波阻抗。對于某工程而言,低應(yīng)變曲線信號呈現(xiàn)顯著的振蕩現(xiàn)象,且各峰值等間距出現(xiàn)??梢姡瑧?yīng)力波在某處收到顯著的波阻抗,信號不易傳至樁底位置,因此無樁底反射信號出現(xiàn)。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞:樁基礎(chǔ);檢測技術(shù)
中圖分類號:P2文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、樁基檢測技術(shù)的重要意義
由形式古老的木樁到現(xiàn)如今的混凝土、鋼材等材質(zhì),樁基礎(chǔ)的使用歷史已經(jīng)經(jīng)歷了一萬多年。樁基礎(chǔ)具有較強的抗震與承載力等方面優(yōu)點,長久以來一直是建筑工程中廣泛應(yīng)用的技術(shù),多用于如橋梁、高層建筑等?,F(xiàn)如今對高層建筑的標(biāo)準(zhǔn)十分嚴(yán)格,若想確保安全質(zhì)量達(dá)標(biāo),樁基的安全檢測這一環(huán)節(jié)必須得到落實。樁基安全檢測技術(shù)涉及多個領(lǐng)域的知識與技術(shù),如物理學(xué)、建筑學(xué)、土木工程學(xué)等。安全檢測技術(shù)不僅極大的減小了安全隱患,而且對樁基的承載力、質(zhì)量等有最全面的把握,從而避免因為誤估而導(dǎo)致的人力與財力方面的不必要浪費。
二、幾種常見檢測策略及其特點
1、鉆芯法
鉆芯法多用于混凝土灌注樁的檢測,方法是直接從樁體中抽取芯樣,了解樁的完整性,譬如樁的長度、樁底部的沉渣厚度、底部巖土性狀等,是檢測混凝土強度的最可靠的方法。但是鉆芯法屬于有損檢測,不利于在直徑小于800毫米的樁上使用,這種方法對檢測大面積的疏松孔洞時較為有效,而局部的疏漏縫隙則難以被發(fā)現(xiàn)。這種試驗鉆孔少,往往使得出的結(jié)果片面,所以,鉆芯法適合與其它無損檢測相互配合進(jìn)行,彼此對照驗證。
2、靜載試驗法
在檢測樁基豎向的承載能力時,靜載實驗法最為直接可靠。實驗時,對樁頂部施加豎向壓力、拔力以及水平方向推力,通過對樁基的移動位移來判斷其豎向承載力、豎向抗拔力和是平層承載力,這種檢測試驗方式最為直觀可靠。但是實驗過程費時費力,花費較多,試驗對象有限,不易進(jìn)行深坑作業(yè),對環(huán)境要求較高,并且,基準(zhǔn)樁時常被忽略,由于打入不深而在試驗過程中位移。靜載試驗的方法屬于直接測量,得到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高,但因為過程較為費力,更加適用于對數(shù)據(jù)或承載力有精確要求的情況下使用。
3、高應(yīng)變法
高應(yīng)變法是通過用重錘擊打樁頂部,測量其速度力時程曲線,再根據(jù)波動理論最終判定單樁的的承載力極限與樁身完整性。這種方法可以檢測出樁的豎向承載力是否符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),檢測速度快,方式便捷,可以在同一時間得到樁的承載力與完整性的數(shù)據(jù),但針對薄壁鋼管樁、異性樁等樁基來說,這種方法并不廣泛適用。
4、低應(yīng)變法
樁基檢測中的低應(yīng)變法是用來檢測樁的完整性的其中一種方法,其操作過程是用錘對樁頂進(jìn)行敲擊,固定在樁頂部的計量儀器會將樁中的感應(yīng)波進(jìn)行檢測分析,探測波在樁體中的傳播歷程,從而獲得樁體完整性。低應(yīng)變法檢測具有諸多優(yōu)點,抽查全面、簡單易操作、現(xiàn)場進(jìn)行、節(jié)時省力,經(jīng)濟實惠等。但是,這種方法對不同的樁身存在不確定性,需要實踐經(jīng)驗豐富的檢測人員進(jìn)行檢測以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性。
5、聲波透射法
聲波檢測法是較全面的檢測樁的完整性的方法,其技術(shù)原理是利用超聲波對材質(zhì)復(fù)雜的混凝土樁進(jìn)行檢查,通過聲波在樁身中的頻率變化、振幅的衰減情況等參數(shù)來分析確定樁的均勻缺陷等問題。這種方法十分全面細(xì)致,受限條件較少,應(yīng)用廣泛,但是會存在散射、反射等影響結(jié)果的問題,并且聲測管須在成樁之前就放置樁體力,否則后期檢測較為困難。
三、樁基檢測在實際應(yīng)用中的問題與建議
1、主觀原因
盡管樁基檢測技術(shù)整體的發(fā)展良好,但是地區(qū)之間的經(jīng)濟水平發(fā)展不同導(dǎo)致設(shè)備、裝置與先進(jìn)技術(shù)、儀器維護(hù)維修程度等各有不同,較為落后的地區(qū)的檢測技術(shù)就會一定程度上落后于經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)。此外,一些工程達(dá)不到國家相關(guān)檢測規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)是由于檢測工作人員檢測結(jié)果不準(zhǔn)確、資料模糊不具體造成。因為檢測收費不同,一些檢測單位為了更好生存草率處理數(shù)據(jù),缺乏規(guī)范性的檢測體系市場嚴(yán)重威脅工程質(zhì)量。因此,為了確保樁基檢測的準(zhǔn)確性,應(yīng)該加強對有關(guān)工作人員的管理,提高道德修養(yǎng)與專業(yè)技術(shù)水平,建設(shè)高水平高素質(zhì)的檢測技術(shù)團隊,形成良好風(fēng)氣,規(guī)范樁基檢測體系,構(gòu)建和諧市場環(huán)境。
2、自然因素
樁基深入地下,屬于隱蔽性的工程,盡管檢測方法多樣,但是每一種檢測方法都存在著不足之處,樁基的特性不易完全把握。這種檢測結(jié)果的誤差不可避免,所以,需要檢測人員提高自身檢測水平,總結(jié)實踐的經(jīng)驗方法,不斷探究改進(jìn)檢測技術(shù),依靠自身能力盡可能的減少檢測誤差,彌補設(shè)備檢測的缺陷。
四、結(jié)語
保證安全質(zhì)量是對任何建筑工程的基本要求,而樁基是建筑工程尤其是高層建筑的基礎(chǔ)工程,具有十分重要的意義。樁基技術(shù)隨著經(jīng)濟與科技的發(fā)展而進(jìn)步,因此,為了更加保證樁基的質(zhì)量安全,檢測技術(shù)也隨之不斷提高變化?,F(xiàn)代科學(xué)造就的樁基檢測技術(shù)蘊含了多種學(xué)科領(lǐng)域的理論與技術(shù),物理力學(xué)、聲學(xué)超聲波等,是現(xiàn)代化科技的成果與人類智慧的結(jié)晶。在如今的科學(xué)力量影響下,樁基檢測技術(shù)愈加的準(zhǔn)確、可靠、完善,在經(jīng)濟飛速發(fā)展的未來有著廣闊的發(fā)展空間,造福人類社會。
參考文獻(xiàn)
[1]張浩文.高層建筑工程樁基施工技術(shù)研究[J].2009(8)
[2]梁如福.淺談高應(yīng)變檢測在工程基樁檢測上應(yīng)用以及注意的事項[J].科學(xué)之友.2010(12).
作者簡介:李曉東(1985―),男,漢族,河北石家莊市人,石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院,??疲颖焙慊ㄔO(shè)工程質(zhì)量檢測有限公司,研究方向:地基檢測技術(shù)。
1橋梁樁基常見的施工技術(shù)
1.1人工挖孔樁人工挖孔樁是現(xiàn)階段中國建筑行業(yè)應(yīng)用較多的施工技術(shù),具有操作簡單、技術(shù)含量低、施工設(shè)備成本少、橋梁樁基的檢測方便等優(yōu)點,非常適合我國目前建筑業(yè)的發(fā)展水平,在人工挖孔樁之后,加以鋼筋的穩(wěn)固,混凝土的澆灌,就能夠形成質(zhì)量安全的工程施工項目。人工挖孔樁雖然具有上述優(yōu)勢,其本身存在的問題也比較多,其中最大的弊端就是人員工作危險系數(shù)較大,人工挖孔樁是依靠工作人員進(jìn)行挖孔,井下作業(yè)的情況較多,地下土質(zhì)的不安全因素較大,當(dāng)挖孔時,遇到空地積水較多時不僅會減緩工程的進(jìn)度,還會降低工作的質(zhì)量,對工作人員的實際工作產(chǎn)生威脅。另外,在發(fā)現(xiàn)橋梁的地下水文條件與地形存在和施工準(zhǔn)備提供的資料明顯不符時,還需重新進(jìn)行調(diào)查,加大施工項目的投資。
1.2鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁技術(shù)是應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備儀器,利用機器來進(jìn)行鉆孔,具有成孔速度快、成孔質(zhì)量高、應(yīng)用類型廣的特點,相比于人工挖孔,鉆孔灌注的技術(shù)更加便捷,并且工作效率高,單位時間內(nèi)完成的鉆孔數(shù)額較多,因此,對于施工進(jìn)度的縮短、施工質(zhì)量的提升具有積極影響。對于鉆孔灌注樁技術(shù),在現(xiàn)階段的發(fā)展中,還存在著一些問題。首先,就是建筑行業(yè)施工過程中常見的地質(zhì)環(huán)境問題。鉆孔灌注樁技術(shù)對于地質(zhì)結(jié)構(gòu)的要求非常大,不同的地層應(yīng)使用不同的鉆進(jìn)方法,不能一概而論,這就要求相關(guān)技術(shù)人員著重關(guān)注地質(zhì)問題;其次,就是泥漿的調(diào)和程度,鉆孔灌注樁技術(shù)最為核心,最為重要的就是泥漿的孔內(nèi)補充,泥漿要按照比例調(diào)和均勻,并且,及時地灌入到孔內(nèi)才能夠達(dá)到施工要求,增強橋梁的穩(wěn)定性,提高建筑質(zhì)量安全。
2橋梁樁基施工工藝、內(nèi)容
2.1開挖灌注樁孔開挖灌注樁孔是橋梁樁基施工的第一個環(huán)節(jié),要把握幾個步驟:(1)將橋梁施工的設(shè)計方案和圖紙進(jìn)行系統(tǒng)的研究,掌握設(shè)計精髓,保證鉆孔過程中順利施工。(2)挖孔過程中孔樁中心點的選擇??讟吨行狞c的選擇影響著整個橋梁施工的穩(wěn)定,與質(zhì)量的安全關(guān)系重大。(3)孔壁的保護(hù)。在挖孔完成后,要對孔壁進(jìn)行強化和穩(wěn)固,防止孔壁塌方,對孔壁的強化穩(wěn)固通常情況下都使用混凝土來進(jìn)行,進(jìn)而防治其影響整個施工項目。(4)要保持孔底地下整潔,如果孔底出現(xiàn)淤泥和施工殘渣,要及時清理。
2.2制作鋼筋籠制作鋼筋籠主要涉及兩點內(nèi)容:(1)根據(jù)設(shè)計圖紙和相關(guān)資料,并結(jié)合施工過程中具體的施工情況進(jìn)行鋼筋籠樣板的制作。這主要是為了確定主筋之間的距離,保證鋼筋籠的正確定位,提高橋梁建筑的承載能力。(2)焊條與鋼筋籠的匹配狀況,在橋梁樁基施工過程中,焊條與鋼筋性能的匹配情況影響著橋梁建筑的穩(wěn)定性,不同型號的焊條所對應(yīng)的鋼筋有所不同,因此在項目施工過程中,工程技術(shù)人員與項目操作人員要進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)。
2.3安裝鋼筋籠鋼筋籠在實際安裝的過程中主要應(yīng)注意兩個方面:(1)對于鋼筋籠的穩(wěn)定性進(jìn)行保護(hù),因為在鋼筋籠剛剛焊接完成之后,其穩(wěn)定性相對較差,容易發(fā)生變形或是損毀,因此,針對這種情況,相關(guān)人員在對鋼筋籠進(jìn)行移動和搬運的過程中應(yīng)采取相應(yīng)的措施,防止鋼筋籠受壓變形;(2)鋼筋籠的安裝問題。鋼筋籠安裝在鉆孔的孔內(nèi),并不能隨意進(jìn)行安裝,要進(jìn)行調(diào)整和匹配,在安裝過程中,鋼筋籠不能碰觸孔壁,在調(diào)整好位置后,要及時進(jìn)行固定處理,防止鋼筋籠移動。
2.4混凝土灌注混凝土的灌注起到穩(wěn)定橋梁樁基的重要作用,在混凝土灌注工程中,首先,應(yīng)對鉆孔的質(zhì)量以及孔壁、孔底進(jìn)行檢查,鉆孔的質(zhì)量要符合施工的標(biāo)準(zhǔn),對于孔壁,應(yīng)具備穩(wěn)定性,孔底要干凈整潔,不能存在淤泥、積水和施工殘渣。其次,就是在鋼筋籠安裝后,檢查相關(guān)導(dǎo)管的安裝情況,因為混凝土?xí)S著導(dǎo)管進(jìn)入孔底,導(dǎo)管的安裝一定要符合要求,不能隨意穿插。
3橋梁樁基檢測技術(shù)
3.1成孔檢測由于成孔檢測是成樁檢測技術(shù)的先決條件,成孔檢測作為橋梁樁基檢測的重要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)在整個施工過程中占據(jù)著非常重要的地位,在我國,相較于成孔檢測,橋梁樁基檢測的發(fā)展程度要更先進(jìn)一些,但是為了保證施工的各個階段的質(zhì)量安全,對于鉆孔的檢測非常有必要。
3.2靜載荷試驗法靜載荷試驗法是指按照樁的使用功能,分別在樁頂逐級施加壓力,觀測樁的測驗點的起伏沉降情況以及水平位移狀態(tài),以此判定單樁水平承載力以及豎向抗壓承載力的情況。在目前的檢測技術(shù)上來看,靜載荷試驗法是現(xiàn)階段最為可靠、最為直觀的檢測手段之一。但是,由于我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平還不是很完善,相關(guān)的檢測設(shè)備存在問題,因此,導(dǎo)致靜載荷試驗法在對橋梁樁基檢測的過程中存在誤差。
3.3聲波透射法聲波透射法是指在預(yù)埋聲測管之間發(fā)射并接收聲波,通過實測聲波在混凝土介質(zhì)中傳播的聲時、頻率和波幅衰減等聲學(xué)參數(shù)的相對變化,對樁身完整性進(jìn)行檢測的方法。聲波透射法對于相關(guān)技術(shù)的要求較為專業(yè),并且設(shè)備質(zhì)量的需求標(biāo)準(zhǔn)高,因此,在過去的橋梁樁基檢測過程中并沒有過多地使用。不過,隨著經(jīng)濟全球化、技術(shù)全球化的深入,我國社會主義市場經(jīng)濟的發(fā)展,相關(guān)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,已經(jīng)讓聲波透射法在橋梁樁基的檢測上有了質(zhì)的飛躍。聲失時判讀已不再是唯一的選擇,聲幅和聲頻已開始進(jìn)入了分析判斷領(lǐng)域,尤其令人欣慰的是,聲波CT已步入實用階段,為聲波透射法的后續(xù)研究提供了廣闊的前景。因此,對于橋梁樁基而言,聲波透射法也是一項非常合適的技術(shù)檢測手段。
4結(jié)語
[關(guān)鍵詞]地基檢測技術(shù) 現(xiàn)狀 發(fā)展
中圖分類號:V448.25+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)07-0036-01
引言
最近幾十年來,我國開始致力于地基檢測技術(shù)的研究,通過實際動手實踐,積累了大量的操作經(jīng)驗。但是,我國關(guān)于此方面技術(shù)的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,無法達(dá)到生產(chǎn)生活的需要,這不僅反映在地基處理與地基檢測的不協(xié)調(diào)上,還反映在其發(fā)展的落后性上。究其根源,很大程度是因為地方對此項技術(shù)的重視程度還不夠。根據(jù)數(shù)據(jù)采樣,可以得出結(jié)論,大多數(shù)土建事故時有地基問題所引起的。
鑒于此上情況,相關(guān)工作人員應(yīng)該對現(xiàn)有的地基檢測技術(shù)進(jìn)行翻新,不斷地與先進(jìn)科技進(jìn)行融合,使檢測方法具有科學(xué)性,先進(jìn)性,標(biāo)準(zhǔn)型等特性。只有這樣,地基檢測方法才能真正的為土建工程服務(wù),達(dá)到它本該達(dá)到的效果。
現(xiàn)在目前所使用的檢測方法,大部分是比較傳統(tǒng)的檢測方法,雖然它有著一定規(guī)范,但卻無法滿足日益翻新的地基工程技術(shù),所以,相關(guān)工作人員應(yīng)該結(jié)合一些先進(jìn)的科技,提出新的能夠適應(yīng)時展的地基檢測技術(shù)。
一、現(xiàn)有的地基檢測方法以及存在的某些問題
工程物探、原位測試、室內(nèi)土工等都被包括在地基檢測范圍之內(nèi)。其中十字板剪切、室內(nèi)土工、動探、靜力觸探、旁壓試驗等等,不僅是巖土工程最重要的組成部分,也是最常見的勘測手段。
(一)靜力觸探
在地基檢測方法之中,靜力觸探可以算得上是一種比較廣泛而常見的測試技術(shù)。這個方法被創(chuàng)造于上個世紀(jì)初,發(fā)展至如今,一共有三個階段。如今這三個階段發(fā)展?fàn)顩r各不相同,單橋發(fā)展良好,受到廣泛使用,雙橋漸漸走進(jìn)人們視野,逐步被人們所接收,而孔壓則是發(fā)展最為緩慢的。它們主要被用來進(jìn)行劃分土類,確定土的物理指標(biāo)等等,近些年來,也常常被用來加強地基檢測。
靜力觸探在地基檢測板塊發(fā)展時間較長,技術(shù)也比較成熟,但也并非毫無缺陷。包括有限元法、孔穴擴張法、應(yīng)變路徑法等理論雖然已經(jīng)十分成熟但里面依舊存在著一些假設(shè)性設(shè)定。然而,這些假設(shè)性設(shè)定碰上地基的復(fù)雜與不確定性體質(zhì),就給觸探探究以及地基檢測帶來了很多無法輕易解決的困難。比如砂土,因為不同類型之間密度其有很大差異,所以并不能用統(tǒng)一的模式去對它進(jìn)行參考描述。
有時相關(guān)工作人員在下鉆去,因為探桿不容易控制,測量成果可能無法十分精確,會有人為差異,所以,某些程序并不能用該種方法進(jìn)行操作。這就進(jìn)一步說明了,靜力觸探在實際使用中還存在一些局限性。最后,不同地方的工作人員在對觸探結(jié)果進(jìn)行處理的時候,使用的方式,公式也不盡相同,這就要求處理人員必須有著非常豐富的實踐經(jīng)驗。
另外,因為靜力觸探樣本有限,對同一塊地的接觸也就有限,所以在實際研究中,此種方法只能夠?qū)龅氐牡鼗闆r進(jìn)行大概的反映,而不能細(xì)化反映。
(二)動力觸探法
動力觸探法是一種具有悠長歷史的地基檢測方法,它通過對地面進(jìn)行敲擊來進(jìn)行土地原位測試,擁有直觀、快速、實用性廣、經(jīng)濟、常見等特性,是一種比較全能的檢測方法。
動力觸探法主要被用于劃分土層、確定液化密度、區(qū)分土地類別等等。這種方法雖然用法簡單直觀,但是結(jié)論通常是根據(jù)相關(guān)公式直接計算出來的,無論是可靠度、精確度都有著很大的探討空間。并且在實際測試的時候,影響因素較多,無法做到精密準(zhǔn)確。另外,此種方法的數(shù)據(jù)統(tǒng)計通常是根據(jù)簡單估算配合公式計算得出的,這種方法其實比較草率,會造成結(jié)果數(shù)據(jù)粗糙、不精確、離散性大。對于場地,此種方法無法均勻得對場地進(jìn)行反映,具有很大的浮動性,會造成工作人員評價的不客觀和不穩(wěn)定。
在實際應(yīng)用之中,如果測試土地有著較多的粘土層以及礫石層,可以對動力觸探法進(jìn)行優(yōu)先考慮。不僅如此,還可以將靜力觸探和動力觸探相結(jié)合,對地基進(jìn)行客觀評價。
(三)平板載荷
平板載荷是一種模擬性的地基測試方式,它主要是通過向檢測地基施加荷載來進(jìn)行的。這種方法最初出現(xiàn)于上個世紀(jì)初,通常我們在進(jìn)行大型工程地基檢測時,必須要使用此種方法。這種方法主要被用于評價濕性地基、確定地基沉降等。
相關(guān)學(xué)者通過分析之后得出結(jié)論,荷載板大約有板寬兩倍左右的影響,且對于大型工程建筑,它的影響會比一般建筑更大。由此我們可以得出結(jié)論,尺寸效應(yīng)會對載荷試驗產(chǎn)生影響,使受力具有不確定性,甚至可能引發(fā)安全隱患。且通過大量的實際操作,我們可以得知,載荷試驗與實際構(gòu)筑有著非常大的差別,載荷試驗更容易對水泥土進(jìn)行錯誤評估最終造成工程事故,近些年來,以載荷試驗作為評價標(biāo)準(zhǔn)的工作大部分都因為事故而停止使用。因此,我們應(yīng)該吸取教訓(xùn),正視此種方法存在的問題,并且想辦法將其解決,使它能夠更好的為地基檢測工作做貢獻(xiàn)。
(四)地基檢測的其他檢測方法
目前社會上的地基檢測,不僅僅有上面提到的三種方法,還有其他的方法,比如旁壓測試、野外十字板剪切等等,這些方法雖然有著各自的優(yōu)點,但不可避免的都存在著或多或少的問題,無法做到相對完善的地基檢測。
二、地基檢測方法的發(fā)展情況
但值得慶幸的時,隨著社會經(jīng)濟與科技的不斷發(fā)展,人民對于地基檢測也是越來越重視。相關(guān)工作人員開始將各個領(lǐng)域加以結(jié)合,尋求新的突破點,而原有監(jiān)測方法的缺點也促使著檢測方式的不斷更新,社會開始出現(xiàn)了一批新興的檢測方法。
(一)瑞利波法
在上個世紀(jì)五十年代,土建工程相關(guān)的工作人員開始對瑞利波法進(jìn)行研究,希望能將其運用到地基檢測中去,而我國,也緊隨其后才是對此種技術(shù)進(jìn)行研究。在進(jìn)行了長時間的研究之后,此種技術(shù)開始逐步被運用到地基檢測中。
該種方法是利用瑞雷波的傳遞而進(jìn)行工作的,不同的頻率,不同的介質(zhì),瑞雷波的傳遞速度都有所不同。
和現(xiàn)在社會上所使用的檢測方法相比,瑞利波不但具有經(jīng)濟、簡便、可大范圍操作、快速、操作容易上手等特性,還能夠?qū)Φ鼗囊恍┨匦赃M(jìn)行反應(yīng),這就在一定程度上將離散性大的傳統(tǒng)方法缺點進(jìn)行了克服。當(dāng)此種方法尚未被完全開發(fā)出來,還需要對它進(jìn)行全方面的檢測和試驗,因此,我們還不能確定其實際功能的大小。為此,許多學(xué)者都在對它進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶接懀M軌虮M快將它投入使用。
(二)探地雷達(dá)法
這種方法是于上個世紀(jì)八十年代被提出來的,其主要原理是對高頻脈沖進(jìn)行電磁波的檢測。相比于瑞利波法來說,這種方法發(fā)展速度更快,已經(jīng)開始被運用到實際的地基檢測中去了。
這種方法具有準(zhǔn)確、快速、經(jīng)濟等特性,能夠較好的對地基進(jìn)行評估。但此種方法并未完全在社會上普及,因此,相關(guān)工作人員進(jìn)行對此進(jìn)行全面推廣,讓它能夠被廣泛利用。
(三)其他測試方法
在地基檢測方法的發(fā)展之中,還有些其他不同的方法,比如說小應(yīng)變測等等,它們在原有檢測方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了積極創(chuàng)新,對原有的技術(shù)漏洞進(jìn)行了克服,更為基地檢測提供了新的思路。而我們應(yīng)該知道的是,不同地基地有著不同的特性,我們需要對這些特性進(jìn)行認(rèn)識,然后采取適合此特性的不同檢測方式。這就需要我們對地基檢測方式進(jìn)行不斷地更新,利用不斷發(fā)展地科技將其包裝起來,克服原本存在的問題,達(dá)到不同的檢測目的與要求,最終得出最正確,最精準(zhǔn)的答案,使得土建工程能夠順利安全的施工。
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