鉆孔樁成孔質(zhì)量檢測(cè)原理和方法

鉆孔灌注樁施工與質(zhì)量檢測(cè)原理與方法一、工程應(yīng)用背景我國(guó)的鉆孔灌注樁工程1963年誕生于河南省，隨著城市建設(shè)的現(xiàn)代化，高層及超高層建筑的增多，樁基礎(chǔ)的應(yīng)用日益廣泛。鉆孔灌注樁的樁徑從600mm增加到2.5m，樁長(zhǎng)也大大增長(zhǎng)，達(dá)到100米以上。在高層建筑、橋梁、碼頭的建設(shè)中，鉆孔灌注樁是采用最多的基礎(chǔ)形式之一，從自80年代以來(lái)，鉆孔灌注樁成為上海市中心首選樁基型式。二、鉆孔灌注樁的工程優(yōu)點(diǎn)施工簡(jiǎn)單噪聲小，對(duì)環(huán)境沒(méi)有振動(dòng)、擠土效應(yīng)單樁承載力高地層適應(yīng)性強(qiáng)三、鉆孔灌注樁的施工工藝1、基本原理正循環(huán)鉆孔灌注樁施工法是由鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)鉆桿和鉆頭回轉(zhuǎn)切削破碎巖土，鉆進(jìn)時(shí)用泥漿護(hù)壁、排渣，泥漿在泥漿泵、鉆桿、鉆孔和泥漿池之間反復(fù)循環(huán)運(yùn)行。2、施工工藝設(shè)置護(hù)筒安裝正循環(huán)鉆機(jī)、鉆進(jìn)第一次清孔放入鋼筋籠插入導(dǎo)管第二次清孔水下灌注混凝土，拔出導(dǎo)管四、鉆孔灌注樁的質(zhì)量缺陷原因由于樁基工程屬于地下隱蔽工程，不同的成樁工藝及施工參數(shù)將明顯影響基樁承載力，如鉆孔樁孔壁凹凸形狀、樁底沉渣厚度、樁徑大小、孔壁泥皮等因素控制不好，將使得單樁承載力降低30％左右，特別是目前在上海地區(qū)普遍采用的泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁，常常因樁孔縮頸、孔斜偏大，孔底成淤過(guò)厚，嚴(yán)重影響基樁樁身的完整性和基樁承載力的發(fā)揮。從已建的一些公路橋、鐵路橋、高層建筑的鉆孔灌注樁的實(shí)測(cè)資料來(lái)看，鉆孔樁成孔工藝及成孔質(zhì)量對(duì)其承載力的發(fā)揮影響很大。只有重視樁孔成孔質(zhì)量檢測(cè)，才能確保工程質(zhì)量，才能研究更成孰的施工工藝。五、鉆孔灌注樁的成孔質(zhì)量檢測(cè)的方法和原理鉆孔灌注樁的成孔質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)包括孔徑、孔深、垂直度及沉渣厚度四方面的內(nèi)容。各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)根據(jù)上海市工程建設(shè)規(guī)范《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》（DGJ08-218-2003）應(yīng)符合下表規(guī)定：項(xiàng)目名稱允許偏差孔徑-0+0.14D垂直度≤1%樁長(zhǎng)孔深-0+300mm沉渣厚度≤100mm鉆孔灌注樁在施工前必須進(jìn)行試成孔試驗(yàn)，數(shù)量不得少于2個(gè)，其目的是：核對(duì)地質(zhì)資料，檢驗(yàn)所選設(shè)備、機(jī)具，選擇合理的施工工藝和參數(shù)；監(jiān)測(cè)孔壁的穩(wěn)定性。連續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)時(shí)間宜為12h，每間隔3~4h監(jiān)測(cè)一次。工程樁的檢測(cè)數(shù)量為不少于總樁數(shù)的10%，且采用隨機(jī)、均勻的方式進(jìn)行抽檢。（一）孔形聲波檢測(cè)法1、檢測(cè)原理通過(guò)聲波在介質(zhì)傳播歷時(shí)長(zhǎng)短，可以判斷灌注樁的成孔形狀。聲波的傳播時(shí)間為：t=L/C式中L—聲波的聲程;t--超聲波通過(guò)介質(zhì)的時(shí)間.L—聲波的速度;2、檢測(cè)設(shè)備聲波孔壁測(cè)定儀可以檢測(cè)鉆孔形狀和垂直度及地下連續(xù)墻側(cè)壁形狀和垂直度，目前應(yīng)用較為廣泛的是武漢長(zhǎng)盛工程檢測(cè)技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司生產(chǎn)的JL-IUDS(A)智能超聲成孔質(zhì)量檢測(cè)儀，該儀器是根據(jù)超聲原理檢測(cè)成孔質(zhì)量的專用設(shè)備。系統(tǒng)由主機(jī)、超聲波發(fā)射接收探頭、深度計(jì)數(shù)器及線架等組成，探頭在主機(jī)的控制下勻速旋轉(zhuǎn)，探頭上的發(fā)射換能器以每秒10~500次的速率發(fā)射一定頻率的超聲波，探頭上的接收換能器接收經(jīng)孔壁反射的信號(hào)，反射信號(hào)到達(dá)時(shí)間反應(yīng)孔徑的大小，信號(hào)強(qiáng)度反應(yīng)孔壁的特性。主機(jī)控制探頭360度旋轉(zhuǎn)，超聲信號(hào)發(fā)射，采集反射信號(hào)、深度計(jì)數(shù)信號(hào)和電子羅盤(pán)方位信號(hào)。通過(guò)垂直向移動(dòng)探頭和360度連續(xù)掃描，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)全孔成孔質(zhì)量的檢測(cè)和評(píng)價(jià)。全角掃描式成孔儀克服了現(xiàn)有的僅能在兩個(gè)垂直方位進(jìn)行檢測(cè)的成孔儀的不足，為全面了解成孔狀況，保證成孔質(zhì)量提供了更充分的信息（二）井徑儀檢測(cè)法目前孔徑測(cè)量均采用四壁腿帶動(dòng)突塊頂動(dòng)推桿，推桿上推動(dòng)一滑線電阻，測(cè)量滑線電阻的變化來(lái)測(cè)量井徑的大小。四條測(cè)量腿的上下移動(dòng)帶動(dòng)四個(gè)電阻，四個(gè)電阻相互串連作為四個(gè)壁合成井徑。當(dāng)放大器供給滑動(dòng)電阻電源為恒流時(shí)，電壓變化和孔徑的關(guān)系為：?=?o+KΔV/I式中?—被測(cè)孔徑;?o—起始孔徑.ΔV—電壓變化;I—電流化;K—率定系數(shù);檢測(cè)設(shè)備目前采用的是上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司研制的JJC-1D型灌注樁孔徑檢測(cè)系統(tǒng)。（三）、ADDI－2，全新概念，全新一代第二代全自動(dòng)數(shù)字型成孔質(zhì)量檢測(cè)試儀器(ADTI－2)，是成孔質(zhì)量檢測(cè)儀器設(shè)備飛躍性發(fā)展的里程標(biāo)志，從手工到機(jī)械，從模擬到數(shù)字，ADDI將完全改變檢測(cè)的概念。從精度、效率、可操作性到數(shù)據(jù)處理等多角度，ADDI具有模擬儀器無(wú)法比擬的優(yōu)越性：ADDI－2硬件由便攜式地面數(shù)字采集記錄儀、數(shù)字綜合探管（集孔徑探管、孔斜探管、電阻率探管三位一體化）、脈沖傳動(dòng)式井口滑輪、無(wú)級(jí)變速電動(dòng)絞車、便攜式計(jì)算機(jī)及打印機(jī)組成。軟件測(cè)孔信息系統(tǒng)系在Microsoft公司發(fā)布的VisualC++6.0環(huán)境下研制開(kāi)發(fā)。能對(duì)各種數(shù)據(jù)(孔深、孔徑、垂直度、沉渣)進(jìn)行分析，同時(shí)可結(jié)合場(chǎng)地地質(zhì)資料分析成孔過(guò)程，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)生成、打印用戶所需各種圖、表、速報(bào)及報(bào)告曲線。1、檢測(cè)原理1)樁孔垂直度測(cè)量樁孔要求所測(cè)角度都很小(一般小于2)，主要是測(cè)微角度，因此要求所測(cè)的精度很高。為實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量頂角，必須采樣無(wú)觸點(diǎn)測(cè)量方法。樁孔垂直度測(cè)量的主要工作原理是采樣一個(gè)感應(yīng)式差動(dòng)位移傳感器,并在傳感器線圈內(nèi)放置一個(gè)重力擺錘（鐵芯），擺錘與擺柄相連，擺柄上端固定在兩端鑲有1mm滾珠的軸承上。當(dāng)擺錘在感應(yīng)器線圈內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)時(shí)，可產(chǎn)生一個(gè)正負(fù)電壓，用相敏檢波的方法，即可測(cè)出電壓的大小和正負(fù)，即代表擺錘的擺距和方向。在探管內(nèi)放置兩個(gè)互相垂直的頂角位移傳感器，分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)擺錘在互為垂直方向上的擺距x、y，進(jìn)行矢量合成即可得樁孔頂角。Y＋X－X＋Y－2)、孔徑測(cè)量ADDI在機(jī)械上采取了推靠壁和測(cè)量壁互相垂直，測(cè)量壁帶動(dòng)連桿作上下移動(dòng)，連桿上端接一電工軟鐵，軟鐵在差動(dòng)傳感器線圈內(nèi)移動(dòng)，所產(chǎn)生的電信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)變即為相應(yīng)測(cè)量腿張開(kāi)的距離大小。在探管內(nèi)供設(shè)置四個(gè)差動(dòng)位移傳感器，分別對(duì)應(yīng)于四個(gè)測(cè)量腿，當(dāng)被測(cè)井徑大小變化時(shí)，四條測(cè)量腿將相應(yīng)的擴(kuò)張和收縮，從而帶動(dòng)四個(gè)軟鐵在其差動(dòng)傳感器線圈內(nèi)來(lái)回移動(dòng)，所產(chǎn)生的電信號(hào)經(jīng)和成轉(zhuǎn)變數(shù)字信號(hào)后，再傳輸?shù)降孛娼邮諆x器即可得井徑的大小。線圈移動(dòng)鐵芯測(cè)量壁連桿推靠壁沉渣測(cè)量沉渣是孔孔底沉積顆顆粒物質(zhì)，它它的電阻率率與泥漿、水水等物質(zhì)的的電阻率不不同，通過(guò)過(guò)測(cè)量孔底底電阻率的的變化，就就可測(cè)出沉沉渣的厚度度。在探管管下端安裝裝2個(gè)電極，當(dāng)當(dāng)電極埋入入沉渣中時(shí)時(shí)，通電即即可測(cè)出此此時(shí)周圍物物質(zhì)的電阻阻率；當(dāng)探探管提升出出沉渣進(jìn)入入泥漿時(shí)，又又可測(cè)出此此時(shí)泥漿的的電阻率，從從電阻率變變化曲線上上可定出沉沉渣厚度?？咨顪y(cè)量樁孔深度通過(guò)安安裝在井口口滑輪上的的光電脈沖沖發(fā)生器進(jìn)