樁基檢測技術(shù)

1、樁基檢測技術(shù),1. 樁基檢測的現(xiàn)狀與發(fā)展,目前，隨著國家基礎(chǔ)建設(shè)的增多，特別是在大量建設(shè)高速公路、高層建筑、特大橋時涉及若干樁基工程，從安全角度出發(fā)，最好每一根樁都能檢測到，但實際上，都是按某種比例抽檢。因此如果能整體檢測一個區(qū)域的樁就能更好地控制樁的質(zhì)量。 另外，由于工期普遍縮短，而樁是各種建筑物的基礎(chǔ)，任何后續(xù)工作必須在樁基檢測合格后才能進(jìn)行，所以如何快速準(zhǔn)確的檢測是樁基檢測的一個發(fā)展方向。 現(xiàn)在，樁的尺寸越來越大，樁的質(zhì)量控制也越來越難，出現(xiàn)缺陷的可能就會更多，給檢測帶來了難度。所以如何在不破壞樁的情況下全面檢測樁的各個部位也是一個等待解決的問題。 同時，由于部分樁基檢測方法會破壞樁體，

2、降低樁的強度，所以要求無損檢測技術(shù)能廣泛的運用到樁基檢測中來。因此，輕便容易攜帶，操作簡單省時，檢測結(jié)果清楚直觀，會是將來樁基檢測的主要發(fā)展方向。,2. 樁基檢測的目的,目的：檢測樁基的承載力及其完整性。 樁基承載力：豎向抗拔承載力、豎向抗壓承載力、水平承載力等。 樁基完整性：完整樁、縮勁樁、擴(kuò)勁樁、多缺陷樁等（見示意圖）。,完整樁,縮頸樁,擴(kuò)勁樁,多缺陷樁,3. 樁基檢測技術(shù)分類,樁基檢測法,開 挖 檢 測 法,直觀檢測法,勘 探 孔 檢 測 法,閉 路 電 視 檢 測 法,輻射能檢測法,超 聲 波 檢 測 法,放 射 性 元 素 能 量 衰 減 法,靜力試樁法,動力試樁法,高 應(yīng) 變 法,

3、低 應(yīng) 變 法,靜 荷 載 試 驗 法,鉆 樁 取 芯 試 驗 法,4. 樁基檢測特點,4.1靜力試樁法（靜載荷試樁法）,優(yōu)點：真實地反映了樁基礎(chǔ)的工作狀況，是確定承載力的最直接最可靠方法，為常用的承載力確定方法。 不足： 檢測周期長，費時、費力、費用昂貴，且為有損檢測，因此試樁數(shù)量受到限制，抽樣率低、試驗結(jié)果代表性差。另外，在對承載力較高的工程樁檢測時，施工前往往要指定靜載試驗樁位，因而樁基檢測不能做到隨機(jī)抽樣，使檢測結(jié)果的利用價值降低。,4. 樁基檢測特點,4.2動力試樁法,高應(yīng)變法,優(yōu)點：分為凱斯法和凱普維普法即波形擬合法。其中，凱斯法的優(yōu)點是可以快速地對單樁極限承載力和樁身結(jié)構(gòu)的完整性

4、作出估計，實現(xiàn)現(xiàn)場的實時分析， 同時可用來對打樁過程實行監(jiān)測和監(jiān)控，對預(yù)制打入樁特別適合，波形擬合法的優(yōu)點是精度高。同時，采用先進(jìn)的微電子儀器及信號處理技術(shù),具有設(shè)備輕便、快速、費用低廉等優(yōu)點。 不足：分析計算復(fù)雜, 需要經(jīng)過專業(yè)工程技術(shù)人員進(jìn)行信號擬合分析。,4. 樁基檢測特點,4.2動力試樁法,低應(yīng)變法,優(yōu)點：低應(yīng)變法是通過樁的動剛度和動靜對比系數(shù)來求得樁的承載力。它的優(yōu)點是設(shè)備簡單、檢測速度快、費用低廉, 可以大面積檢測。 不足：必須依賴靜載試驗以求出動靜對比系數(shù), 精度較差。,5. 靜力試樁法（靜載荷試樁法）,5.1概念,靜載荷試樁法：是指對樁基進(jìn)行靜力原型測試。其具體做法是按一定要求

5、將荷載分級加到試樁上，每級荷載維持不變直至樁頂?shù)南鲁猎隽窟_(dá)到某一規(guī)定的相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，然后繼續(xù)加下一級荷載，當(dāng)達(dá)到規(guī)定的終止試驗條件時便停止加荷，再分級卸荷直至零載。,5. 靜力試樁法（靜載荷試樁法）,5.2分類,按載荷方式分：堆載法（見圖4.2-1）、錨樁反力梁法（見圖4.2-2）。 按加載方向分：豎向抗壓靜載試驗，豎向抗拔靜載試驗，水平靜載試驗。,圖4.2-1 堆載法,圖4.2-2 錨樁反力梁法,5. 靜力試樁法（靜載荷試樁法）,5.3單樁豎向抗壓靜載試驗,檢測目的：確定單樁豎向抗壓極限承載力，判斷豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計要求，通過樁身內(nèi)力及變形測試，測定樁側(cè)、樁端阻力，驗證高應(yīng)變法的單樁

6、豎向抗壓承載力檢測結(jié)果。 檢測時間：樁身混凝土強度達(dá)到設(shè)計要求。 休止期：砂土-7d； 粉土-10d； 非飽和粘土-15d； 飽和粘土-25d。,5. 靜力試樁法（靜載荷試樁法）,5.4單樁豎向抗拔靜載試驗,檢測目的：確定單樁豎向抗拔極限承載力，判斷豎向抗拔承載力是否滿足設(shè)計要求，通過樁身內(nèi)力及變形測試，測定樁的抗拔摩擦力。 檢測時間：樁身混凝土強度達(dá)到設(shè)計要求。 休止期：砂土-7d； 粉土-10d； 非飽和粘土-15d； 飽和粘土-25d。,5. 靜力試樁法（靜載荷試樁法）,5.5單樁水平靜載試驗,檢測目的：確定單樁水平臨界和極限承載力，推定土抗力參數(shù)，判定水平承載力是否滿足設(shè)計要求，通過樁

7、身內(nèi)力及變形測試，測定樁身彎矩和饒曲。 檢測時間：樁身混凝土強度達(dá)到設(shè)計要求。 休止期：砂土-7d； 粉土-10d； 非飽和粘土-15d； 飽和粘土-25d。,5. 靜力試樁法（鉆樁取芯試驗法）,檢測目的：樁身完整性及樁端持力層情況為檢測目的：檢測灌注樁樁長、樁身混凝土強度、樁底沉渣厚度，判定或鑒別樁端巖土性狀，判定樁身完整性類別（見下圖）。,6. 動力試樁法（高應(yīng)變法）,6.1原理及分類,原理：利用重錘沖擊樁頂產(chǎn)生的瞬時沖擊力，使樁周土產(chǎn)生塑性變形，通過安裝在樁頂兩側(cè)的力傳感器和加速度傳感器實測樁頂力和速度的時程曲線，并用應(yīng)力波理論分析確定樁的極限承載力以及檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性。 分類：根據(jù)理

8、論模型和計算承載力的方法不同又可分多種檢測方法，具體如下：打樁公式法、錘擊貫入法、波動方程半經(jīng)驗解析解法（也稱case法）、實測曲線擬合法、靜動法（statnamic）等。 目前：實測曲線擬合法分析檢測基樁承載力（高應(yīng)變）是目前得到肯定與推廣的主要動測方法。,6. 動力試樁法（高應(yīng)變法）,6.2目的及檢測時間,檢測目的：判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計要求，檢測樁身缺陷及其位置，判斷樁身完整性類別；分析樁側(cè)和樁端土阻力。 檢測時間：樁身混凝土強度達(dá)到設(shè)計要求。 休止期：砂土-7d； 粉土-10d； 非飽和粘土-15d； 飽和粘土-25d。,6. 動力試樁法（低應(yīng)變法）,6.4反射波法及其實例

9、,反射波法：射波是以手錘或力棒敲擊樁頂，給樁一定的能量，產(chǎn)生一縱向應(yīng)力波，應(yīng)力波沿樁身向下傳播，由傳感器(速度型或加速度型)拾取樁身缺陷及不同界面的反射信號，通過檢測和分析應(yīng)力波在樁身中的傳播歷程，便可分析出基樁的完整性，并根據(jù)樁身突然變化界面時(如：樁底沉渣過厚、樁身夾泥、斷裂、擴(kuò)徑或縮徑等)所產(chǎn)生的反射和透射波，來確定樁身缺陷性質(zhì)、估算樁長或缺陷位置，且根據(jù)應(yīng)力波在樁身中的傳播速度來估算混凝土的強度（詳見示意圖）。,6. 動力試樁法（低應(yīng)變法）,6.4反射波法及其實例,完整樁的波形：指在樁身內(nèi)的任意截面內(nèi)不產(chǎn)生反射波，樁頂?shù)膫鞲衅鹘邮盏降母鹘缑娴姆瓷洳ǖ男盘枮榱?樁底反射信號除外)，并且應(yīng)

10、力波的波形規(guī)則衰減，波速正常，樁底反射清晰，達(dá)到設(shè)計樁長（如示意圖圖所示）。,完整樁波形示意圖,6. 動力試樁法（低應(yīng)變法）,6.4反射波法及其實例,縮頸樁的波形：應(yīng)力波通過灌注樁突然變化的截面(表現(xiàn)為縮頸或擴(kuò)頸等)時，其反射波、透射波與入射波發(fā)生變化。因縮頸表現(xiàn)為彈性波由樁頂向下傳播時，下行彈性波將產(chǎn)生反射波和透射波，且反射應(yīng)力波為上行拉力波，由應(yīng)力符號定義，上行拉力波和下行壓縮波的方向一致，因此入射波到達(dá)樁頂時，傳感器測到的應(yīng)力波和初始沖擊壓縮波的方向一致，且反射波的速度、方向也與入射波相同，在波形上表現(xiàn)為振動方向一致（如示意圖所示）。,縮頸樁波形示意圖,6. 動力試樁法（低應(yīng)變法）,6.

11、4反射波法及其實例,擴(kuò)頸樁的波形：對于擴(kuò)頸表現(xiàn)為彈性波由樁頂向下傳播，由小截面到大截面上時，上行的壓縮波與下行的壓縮波的方向相反，因此，反射波到達(dá)樁頂時，傳感器測到的應(yīng)力波與初始沖擊壓縮波的方向相反，且速度反射波也與入射波方向相反，在波形上表現(xiàn)為振動方向相反（如示意圖所示）。,擴(kuò)頸樁波形示意圖,6. 動力試樁法（低應(yīng)變法）,6.4反射波法及其實例,夾泥或離析樁的波形：當(dāng)樁身某處局部夾泥離析時產(chǎn)生的反射波形同“縮頸”波形相似，與激發(fā)脈沖波形是同相位的。但夾泥離析對整樁平均縱波速與縮頸不同，縮頸現(xiàn)象對整樁波速影響不大，而局部離析樁的整樁平均波速則會有所下降且樁底反射較弱（如示意圖所示）。,夾泥或離

12、析樁波形示意圖,6. 動力試樁法（低應(yīng)變法）,6.4反射波法及其實例,斷樁的波形：當(dāng)樁身內(nèi)出現(xiàn)水平斷裂缺陷時，反射波波形尖銳，相位與初始相位相同，且能量強，在樁身可連續(xù)追蹤兩次以上等距多次反射波，難以判定樁底反射，多次反射能量逐步衰減。若兩個以上斷裂并存時，波形畸變，能量相互干涉，除了第一斷裂位置易于判斷外，難以判斷第二斷裂位置，出現(xiàn)若干小振幅、不規(guī)則的高頻波（如示意圖所示）。,夾泥或離析樁波形示意圖,7. 其他檢測方法簡介,射線法：屬于放射性元素能量衰減法中的一種，是根據(jù)射線穿過混凝土?xí)r，混凝土質(zhì)量的差異將會產(chǎn)生不同的輻射效應(yīng)，以此來檢驗樁基的質(zhì)量。該法所用儀器設(shè)備復(fù)雜昂貴，又要在樁中預(yù)埋管道，操作時易危及人的安全。,7. 其他檢測方法簡介,超聲波法：是以彈性波理論為基礎(chǔ)，采用由壓電材料制成的聲-電換能器在不同位置發(fā)射和接收聲波，測量并記錄聲波穿透介質(zhì)所需要的時間和波形，計算聲波的傳播速度，結(jié)合聲波幅度、頻率等特征來分析介質(zhì)的性質(zhì)。聲波透射法分辨能力很高，可以從微觀角度分析介質(zhì)的聲學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。并具