橋梁工程樁基檢測方法

1、橋梁工程樁基檢測方法橋梁工程樁基檢測方法近年來，全國高公速路公路建設在飛快發(fā)展，面對如此大規(guī)模的基礎設施建設，公路工程質量顯得特別重要。橋梁工程是公路工程中重要的工程項目。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，它承受由橋跨結構傳給墩臺的巨大荷載.其質量的好壞.直接影響橋梁使用的長久性和安全性。樁基屬隱蔽工程，要想控制其質量，不僅在設計施工中控制，還要有先進的檢測方法。本文就是簡論樁基的一些常用檢測方法。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樁和被動樁等。8)按其質量分為空心樁、完整樁、基本完整樁、缺陷樁和嚴重缺陷樁等。二、樁基檢測方法分類樁基檢測方法主要分為靜載荷試驗法、動力測樁法、聲波透射法.還有鉆孔取芯法、動力觸探以及埋設傳感器等輔助方法。靜載荷試驗法主要采用錨樁法、堆載

3、平臺法、地錨法、錨樁和堆載聯(lián)合法以及孔底預埋法等。動測技術分為低應變動測法和高應變動測法。低應變動測法常用應力波反射法(錘擊波動法)；高應變動測法常用case法或capwap法。三、樁基檢測時間1)為設計提供依據(jù)的先期檢測；2)施工階段的施工檢測；3)施工完畢后的驗收檢測；4)施工階段和使用階段的鑒定檢測。四、樁基檢測的使用樁基豎向橫向承載力檢測；樁基持力層承載力及變形性狀的檢測；樁基結構完整性檢測；樁土共同作用荷載分擔比檢測，樁體及土體應力應變檢樁基施工中對環(huán)境影響檢測(如震動、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。五、各種檢測方法1、靜載荷試驗法單樁豎向承載力的確定在樁

4、基工程中特別重要。靜載荷試驗法在檢測單樁豎向承載力時雖然是最原始的，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，判別樁基的施工質量，就是靜載荷試驗法。使用1x 104kn級以上的樁基靜載設備，最大加載能力達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、檢測時間長、樁基荷載壓力大、費用高、配套工作繁復.加上樁基設計安全系數(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。特殊項目也有應用.一般按規(guī)范抽取1o%來檢測。2、高應變動測法高應變動測法是采用錘重達樁身重量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，獲得相關的動力系數(shù).應用規(guī)定的程序.進行分析和計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90年代，其檢測費用比靜載荷試驗法大大降低。由于這種方法檢測程序相對繁瑣，所以較少采用。高應變動測法對于其它檢測方法和樁基設計均有幫助。3、低應變動測法使用小錘敲擊樁頂，通過粘結在樁頂?shù)膫鞲衅鹘邮諄碜詷吨械膽Σㄐ盘?，采用應力波理論來研究樁土體系的動態(tài)響應，反演分析實測速度信號和頻率信號，判斷樁身質量。該檢測方法稱為低應變動測法，主要檢測樁基的完整性。此法主要分兩個階段進行：一是原始數(shù)據(jù)的野外采集，記錄檢測振動曲線并及時作

6、出初步判斷，以確定波形是否能反映出樁基的實際情況：二是室內數(shù)據(jù)分析，判斷樁身缺陷性質與位置，完成檢驗報告。優(yōu)點：檢測速度快；檢測簡便；檢測成果可靠；檢測費用低。適用范圍：樁長550m；樁徑1.8m。技術要求：ø；樁身砼強度要求。樁基齡期達到1o12天后方可檢測。ø；樁頭處理。將樁頭鑿至露出堅硬砼為止。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.避免漏測。ø；檢測儀器的要求。檢測前檢查所有儀器有無故障.保證儀器能夠正常工作，同時將各儀器連接

7、好，檢查連接部位。ø；測試點的選擇。一般要求樁徑120cm以上測試34個點，測試點距鋼筋籠不少于1 ocm，于樁中心及四周均布，測試點必須打磨。ø；錘擊點的選擇。錘擊點選擇據(jù)傳感器2030cm，錘擊點無需打磨。ø；采集信號頻率。一根樁不少于1o錘。檢測系統(tǒng)：主要包括信號采集儀(可與計算機聯(lián)為一體或測試后再與計算機相聯(lián)對信號進行處理)力錘傳感器打印機等。信號采集儀應采用12位或16位nd轉換器。系統(tǒng)采樣頻率應大于截止頻率的2.5倍。要避免出現(xiàn)干擾信號，最好用直流電源。傳感器應選沖擊型或內裝放大式加速度計。高阻尼速度傳感器和普通傳感器要慎用。檢測波形分析：分析前

8、應了解所測樁位的地質情況持力層情況樁基的施工方法(樁頂是否有護筒，如有要了解護筒的深度)。樁基一般存在的質量缺陷有離析斷(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。樁周邊檢測點曲線畸

9、變，而樁中心檢測點曲線規(guī)則。ø；樁底有沉渣波形特征。檢測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預埋縱向聲測管，將超聲脈沖發(fā)射和接收探頭置于聲測管中，管內充滿清水作混合劑，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換成電信號。由儀器中的測量系統(tǒng)測出超聲脈沖穿過樁體所需時間、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)按判斷軟件對接收信號的各種參數(shù)進行綜合判斷和分析，即可對混凝土各種內部缺陷的性質、大小、位置做出判斷，并給出混凝土總體均勻性和強度等級的評價指標。適用范圍：樁徑在o.61om，對已埋設聲測管的

10、范圍內進行完整性檢測，聲測管以外(包括持力層擴孔部分等)不在檢測范圍內。優(yōu)點：儀器輕便；抗干擾能力強檢測結果直觀可靠觀測精確度高。技術要求：樁基齡期達到7天以上；聲測管埋設合格；檢測前檢查所有儀器，保證儀器能夠正常工作。檢測系統(tǒng)：超聲檢測儀；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；聲時分析：選取聲時平均值t與聲時2倍標準差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為測點數(shù)：ti為第個測點的聲時值：t為聲時平均值：t為聲時標準差,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、幅是對缺陷最為敏感的聲學參數(shù)，選取接收到的超聲波信號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為第個測點的波幅；n為測點數(shù)：qd為判斷樁身有無缺陷的臨界點。若：qi qd即判定樁身在此深度可能存在缺陷。ø；c psd法：提出聲時一深度曲線相鄰兩點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測點之間聲時一深度；曲線的斜率hi-l和hi為相鄰兩測點的深度。根據(jù)psd的性質，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的臨界判據(jù)；l為聲測管間距；v1為混凝土的平均聲速；v2為夾層內含物的估計聲速。當某點的psd判據(jù)ki kc時，該點可判為斷樁。5、鉆孔取芯法利用鉆孔機(鉆頭內徑一般為1oomm)對樁進行抽芯取樣，根據(jù)取出芯樣對混凝土強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確判斷的檢測樁基質量的方法叫鉆孔取芯法。優(yōu)