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橋梁(liáng)樁基檢測方法的分(fèn)類及比較
更新時間:2021-04-10 17:51
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在橋梁建設中,樁基礎作(zuò)為基礎的一種重要形式,被廣(guǎng)泛運(yùn)用。由於樁基自身的(de)工序繁雜、施工難度大、技(jì)術要求高等特點,很容易出現質量問(wèn)題。 因此,十分有必要對(duì)基樁性能做出準確判斷,提(tí)高基樁的檢測質量。“千裏之堤毀於蟻穴”,基樁(zhuāng)若發生質量問題,必將發生重大工程質量事故,因此橋梁樁基檢(jiǎn)測是十分必要的。
在現階段橋(qiáo)梁樁(zhuāng)基檢測工作中,使用較多的是動測法和鑽芯法。 動測法又主要分為低應變動力檢測法和聲波透(tòu)射法二種。

一、橋梁(liáng)樁基檢測方法的分類
1.1 低應變動力檢測法

低(dī)應變動力檢(jiǎn)測法主要包括水電效應法、反射波法和(hé)機械阻抗法等等,是指在樁頂麵實施低能量的瞬態或穩態激振,使(shǐ)樁在彈性範圍內做彈性振動,並由此產生應力波的縱向傳播,同時利用波動和振動理(lǐ)論對樁身的完整性做出評價的一(yī)種檢測(cè)方法,其中以反射(shè)波法原理簡(jiǎn)單、檢測效率高、設備簡單、成(chéng)本低進而在橋梁樁基(jī)檢測(cè)過程中被大量(liàng)使(shǐ)用。
低應變(biàn)法,它屬於快速普查樁的施工質量的一種半直接法,主要適用於檢測混凝土樁(zhuāng)的樁身完整性(xìng),判定樁(zhuāng)身缺陷的程度及(jí)位(wèi)置等。資料完善時,可以估(gū)算(suàn)出樁長、區分缺陷(xiàn)類型和估測混凝土強度級別等。由於低應變動力(lì)試(shì)樁操作方法簡單,與其它(tā)測試方法(fǎ)相比,具有檢測速(sù)度快、費用低和檢測覆蓋麵廣等特點,已成為樁身施工質量(liàng)檢(jiǎn)測中應用最為普及的(de)方法。
低應變法的理論(lùn)基(jī)礎是一(yī)維線彈(dàn)性杆(gǎn)件模型,因此(cǐ)受檢樁的長細比、瞬態激勵脈衝有效高頻分量的波長與樁的橫向尺寸之比均宜大於(yú)5,設計(jì)樁身截麵宜基本規則。 另外,一維理論要求應力波在樁身中傳(chuán)播時平截麵假設成立,所以,對薄壁鋼管(guǎn)樁(zhuāng)和類(lèi)似(sì)於H型鋼樁的異型樁,低應變法(fǎ)不適用。 且由於受樁型(如截麵多變)、地質條件(jiàn)、激振方式、樁的(de)尺寸效應、樁身材料阻尼等因素的影響,樁過長(或長徑比較大)或樁身截麵阻抗多(duō)變或變幅較大引(yǐn)起的應(yīng)力波多次反射,往(wǎng)往測不到樁(zhuāng)底(dǐ)反射或正確判斷樁底反射位置,從而無法評價整根樁的完整(zhěng)性。另(lìng)外,檢(jiǎn)測結果分析判定(dìng)的準確性與操作人員的技術水平和實踐經驗有很(hěn)大關係。
1.2 聲波(bō)透射法
聲波檢測一般是以人為的激勵方式向介質(被(bèi)測對象)發射聲波,在一定距離上接收經介(jiè)質物理特(tè)性調製的聲波(反射波、透射波或散射波),通過觀測和分析聲波(bō)在介質中傳播時聲學參(cān)數和波(bō)形的變(biàn)化,對被測對象的(de)宏觀缺陷、幾何(hé)特征、組(zǔ)織結構、力學性(xìng)質進行推斷和表征。
具體原理是通過在樁身預埋聲測管(鋼(gāng)管(guǎn)或(huò)塑料管),將聲波發射(shè)、接受(shòu)換能器分別放入 2 根管中,其中管(guǎn)內注滿清水為耦合劑,換能器進行聲波發射(shè)和接受,使聲波(bō)在(zài)混凝土中傳播,通過對聲波傳(chuán)播主頻、時間、聲速(sù)和波幅等物理量測試與分析,對樁身完整性作出(chū)評價的一種檢測方法。
聲波透射法以(yǐ)其鮮明的技術特點,即以透(tòu)射聲波為測試和研究對象(xiàng)的,分析、判(pàn)別(bié)其缺陷的位置和範圍,進而評定樁基混凝土的質量情況,成(chéng)為目(mù)前混(hún)凝(níng)土灌注樁(尤其是大直徑灌注樁)完整性檢測的重要手段(duàn)之一。
聲波透射法的優點在於測試精度高,不受場地限製,缺陷的判斷上全麵,檢測範圍無盲點,缺(quē)點在於需要預(yù)埋聲測管,檢測成本相對較高(gāo),對樁身直徑也有一定的要求。
1.3 鑽(zuàn)孔取芯法
該方法主要是采用鑽孔機(jī)對樁基進行抽芯取樣,根據取出芯樣,檢測樁基(jī)樁長,樁身砼密實度及強度(dù),骨料粒徑,級(jí)配情(qíng)況、樁身完整性、樁底沉渣厚度及持力層的力學性質、砼(tóng)與樁(zhuāng)端持力層岩土體的(de)接觸關(guān)係,對該樁質量等級做出評價。

二、三種橋梁樁基檢測(cè)方(fāng)法的比較
樁基低(dī)應變反射波檢測(cè)方法是基於若幹假設的前提下進(jìn)行的:
1、樁是一個等截麵、均質(各項同性)的一維直杆;
2、杆側及杆端物質的密度明(míng)顯(xiǎn)小於杆的密度;
3、橫截麵的直徑遠小於杆的長度。 因(yīn)此隻有滿足以上前提假設,其檢測結果才是有效的。但是既然是“假設”,必然存在誤差。
因此,特殊情況下,現場(chǎng)監(jiān)理在灌注過程中發現(xiàn)的問題比(bǐ)任何檢測方(fāng)法都及時和準確。
超聲波(bō)透射法檢測具有檢測(cè)細致準確,結果準(zhǔn)確,檢(jiǎn)測範圍可以覆蓋聲(shēng)測管埋設到的各個截麵,且不受樁長、樁徑(jìng)以及場地(dì)的限製等優點,被廣泛地運用在大直徑灌注樁的檢(jiǎn)測中。但它有如下(xià)缺(quē)點:
1.超聲法進行質量檢測,僅能定性地(dì)判斷基樁的完(wán)整性(xìng),不能定量判(pàn)斷缺陷(xiàn)大小。
2.超聲法檢測某(mǒu)樁時必須預埋與樁同長的聲(shēng)測管,因此費用比較高。
鑽芯檢測法直觀,但該方(fāng)法成(chéng)本較高,鑽芯取樣的時間也較長,使得其無法在大範圍內得到應用(yòng)。同時鑽芯法的代表性也(yě)受到質疑,尤其在確定縮徑等(děng)缺陷時更是無能為力。 一般地說(shuō)鑽(zuàn)芯(xīn)法對確定斷樁、夾泥、離析也有一(yī)定的優勢,在確定樁(zhuāng)身(shēn)質量也有較強的說服力,芯樣獲取(qǔ)率要達到 95%-100%。 但其(qí)要(yào)求操作的技術員實踐經驗豐富,對鑽進過程所遇到的各種情況要有(yǒu)準確,完整的記錄。有時斷樁部(bù)位在鑽芯過程中隻反(fǎn)應為幾或十幾厘米(mǐ)的突然掉鑽,如不能準確(què)下來,從(cóng)提取的芯樣上很難判斷出嚴重的缺陷。因此鑽芯檢測法主(zhǔ)要是對動(dòng)檢測法的一個補充,重點是對混(hún)凝土質量有懷疑的合格樁及動測評為不合格缺陷樁進行驗(yàn)證(zhèng)。深度不大的徑縮(suō)缺陷采用開挖(wā)方法予以驗證(zhèng)。
三、基樁的質量控製
橋梁(liáng)樁基由於處在重(chóng)要的工程(chéng)部位,影響和意義都十分重大,這就(jiù)要求它必須是100 %合(hé)格。 對樁基質(zhì)量的控製,主要在形成過(guò)程中,隻要成孔和灌注兩(liǎng)過(guò)程(chéng)得到很好的控製,便不會出現不(bú)合格樁。同時(shí),現場(chǎng)監理人員的現場監督(dū),也是樁(zhuāng)基質量得到保證的重要因素之一。
在選用(yòng)檢測方法時,要綜合考慮檢測目的、每種檢測方法的適用範圍、地質情況、設計條(tiáo)件和施工(gōng)因素等,合理選擇檢測方法和確定抽檢數量。 同時,可選用兩種或多種方法進行檢測,可使各種方法能夠相互補(bǔ)充、驗證,提高檢測結果的可靠性,對樁身質(zhì)量(完整性)做出準(zhǔn)確的判定。

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