它是桩基结构的主要承重部分,其质量直接关系到结构的适用安全性和耐久性。但桩基是隐蔽工程,对其质量的评价和判断必须通过专业的检测手段。
桩基检测方法
桩基有很多种。一般按承载力分为摩擦桩、端承桩、摩擦端承桩。桩基检测技术从20世纪80年代后期的仅使用声波透射法的随机检测发展到现在的低应变、声波透射法、静载荷、钻探取芯、高应变的综合勘察。
一、低应变检测方法
1.1基本原则
低应变检测法是用小锤敲击桩顶,通过附着在桩顶的传感器接收来自桩的应力波信号,利用应力波理论研究桩-土系统的动力响应,将测得的速度信号和频率信号反分析得到桩的完整性。
1.2.测试目的
(1)检测桩身缺陷和扩颈位置。根据波形特征无法确定缺陷的性质,缩颈、夹泥、混凝土离析或断桩等缺陷的反射波差别不大。确定缺陷的性质,必须对施工工艺、施工记录、地质报告和某一桩型的质量问题非常熟悉,根据个人工程经验做出大致的估计。估算是否准确,只能通过开挖或取芯钻探来验证。
(2)确定桩的完整性类别。所谓完整性范畴就是缺陷的程度,缺陷在桩截面中所占的比例会影响桩结构的正常承载力。但目前只能定性判断缺陷的程度,不能定量。
1.3适用范围
(1)低应变检测法适用于判断混凝土桩的完整性,如灌注桩、预制桩、预应力管桩、水泥粉煤灰碎石桩等。
(2)在低应变检测法的过程检测中,由于桩侧土的摩擦阻力、桩材料的阻尼、桩截面阻抗的变化等因素的影响,应力波的能力和振幅会逐渐降低。往往应力波尚未到达桩底,其能量已完全下降,无法检测到来自桩底的反射信号,无法判断整桩的完整性。根据实测经验,将可测桩长限制在50m,桩基直径限制在1.8m较为合适
1.4优势和劣势分析
低应变检测方法简单、快速。测试一根桩的费用大概在60元左右。
二。声波透射法
2.1基本原理和检测目的
声波透射法是在桩基灌注混凝土前,在桩中埋设若干根测音管,作为超声波脉冲发射和接收探头的通道。用超声波探测仪沿桩的纵轴逐点测量通过每个截面的超声波脉冲的声音参数,然后用各种特定的数值标准或图像来判断这些测量值。处理后给出桩身缺陷及其位置,确定桩身完整性类别。
2.2适用范围
声波透射法适用于埋有声管的混凝土灌注桩。
2.3优劣势分析
声波透射法可以检测整个桩长各截面的混凝土质量,桩身是否存在混凝土离析、夹泥、缩颈、密实度差、断桩等缺陷,其结果比低应变完整性检测更直观可靠。同时现场操作简单,检测速度快,不受长颈比和桩长的限制。其缺点是检测桩需要预埋声测管,增加了桩基成本。一米声测管的成本在12元左右。同时,声波透射法的检测费用高于低应变检测法,每根桩约300元。
三。静态负载测试方法
3.1基本原理和检测目的
桩基静载试验法是指在桩顶施加荷载,了解荷载施加过程中桩与土的相互作用,通过测量Q~S曲线(即沉降曲线)的特性,最终判断桩的施工质量,确定桩的承载力。
3.2适用范围
(1)静载试验法适用于检测单桩的竖向抗压承载力。
(2)采用静载试验方法,可将桩加载至破坏,为设计提供单桩承载力数据,作为设计依据。
3.3优劣势分析
桩基静载试验方法主要以慢速持续载荷法为主。在桥梁施工中,由于桩基承载力大,施工环境恶劣,检测时间长,检测费用高(每根桩约4 ~ 5万元),配套工作麻烦,所以很少采用这种方法。
四。钻井和取芯方法
4.1基本原理和检测目的
钻孔取芯法主要是用钻机(一般内径10mm)对桩基进行取芯取样。根据取出的芯样,可以对桩基的长度、混凝土的强度、桩底沉渣的厚度、持力层的情况做出明确的判断。
4.2适用范围
钻孔取芯法适用于检测桩基长度、混凝土强度、桩底沉渣厚度、持力层状况等。它常用于测试嵌岩桩。
4.3优劣势分析
钻孔取芯法直观,不仅可以了解灌注桩的完整性,查明桩底碴和桩端持力层的厚度,而且是检测灌注桩混凝土强度的唯一可靠方法。但这种方法受限于一孔之见,对桩基局部缺陷和水平裂缝的判断不一定很准确,一般与其他检测方法结合使用。钻孔取芯法的检测费用与桩长有关,每根桩在1万元左右。
五、高应变检测方法
5.1基本原理和检测目的
高应变检测法是检测桩基完整性和单桩竖向承载力的一种方法。这种方法是用重量大于桩重的10%或大于单桩竖向承载力的1%的重锤,以自由落体的方式击打桩顶,从而获得相关的动力系数。应用规定的程序,通过分析计算得到桩身完整性参数和单桩竖向承载力,也称为Case法或Cap-wape法。
5.2适用范围
高应变检测法适用于需要检测桩身完整性和复核桩基承载力的桩基。
5.3优势和劣势分析
高应变检测法的检测结果结合了低应变检测和静载检测。高应变检测的成本高于低应变检测,低于静载检测。高应变法检测桩基承载力的精度不如静载试验,一般误差在10%左右。结论从以上分析可以看出,各种桩基检测技术由于各自的理论假设和各种因素的影响,都具有一定的局限性,需要充分利用各种方法的长处来解决实际工程问题。
对于前三次检测不符合要求的桩基或结构相对复杂的重要桥梁(单跨大于25m、拱桥、斜拉桥、连续梁桥、悬索桥等)的桩基。),需要对高应变、静载的桩基进行承载力检测。两种检测方法的优缺点是明确的,可以根据实际情况选择不同的比例。
六。自平衡方法
自平衡法,顾名思义,是在没有外力的情况下,由桩自身重量提供反力的静载试桩法。通过在桩间埋设压力箱并用千斤顶加载,测试上、下桩的承载力,得到整个桩的承载力。
自平衡法不同于传统的堆载法和锚桩法。该技术在施工过程中将根据桩承载力参数要求成型的荷载箱置于桩身底部,在桩顶连接压力油管和位移测量装置。混凝土养护至标准龄期后,顶部高压油泵对底部荷载箱加压,得到桩端承载力和桩侧总摩阻力。
自平衡试桩法是一种基于寻求桩基内部荷载反力的间接静载试验方法。主要装置是专用荷载箱,与钢筋笼连接,放置在桩的下部。试验时,通过压力管从桩顶向荷载箱内腔施加压力,将箱盖和箱底推开,从而调动桩周土的摩擦阻力和端阻力,直至破坏。单桩抗压承载力由桩侧土摩阻力和桩底土阻力叠加得到,
自平衡方法有许多优点:
(a)设备简单,不占用场地,不需要运输数百吨材料,不需要笨重的反应架,试验安全,无污染;
(b)利用桩基的侧阻力和端阻力作为反力,可以直接测出桩基的侧阻力和端阻力。
(c)试桩的准备省时省力,测试费用也低。
(d)试验后,桩基仍可作为工程桩使用,必要时,可通过压力管对柱底进行灌浆。
(e)在积水试桩、边坡试桩、基坑底试桩等狭窄场所更有优势。



