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桩基工程检测方法-建筑施工技术

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:表2.2试桩、锚桩和基准桩之间的中心距离注

桩基工程检测方法-建筑施工技术

预制成桩质量检查主要包括制桩、打入(静压)深度、停锤标准、桩位及垂直度检查。制桩应按图制作,其偏差应符合有关规范要求。沉桩过程中应检查每米进尺锤击数、最后1m锤击数、最后3阵贯入度及桩尖标高、桩身垂直度等。

灌注桩的成桩质量检查主要包括成孔及清孔、钢筋笼制作及安放、混凝土制备及灌注3个工序的质量检查。成孔及清孔中,主要检查已成孔的中心位置、孔深、孔径、垂直度、孔底沉渣厚度;制作安放钢筋笼时,主要检查钢筋规格、焊条规格与品种、焊口规格、焊缝长度及焊缝质量、钢筋制作偏差及钢筋笼安放实际位置等;搅拌和灌注混凝土时,主要检查原材料质量、混凝土配合比与配料、混凝土坍落度和强度等。下面主要介绍成孔垂直度、孔径、孔底沉渣厚度检测的几种方法。

2.3.1.1 成孔垂直度检测

成孔垂直度检测一般采用钻杆测斜法、测锤(球)法及测斜仪等方法。

1.钻杆测斜法

钻杆测斜法是将带有钻头的钻杆放入孔内到底,在孔口处的钻杆上装一个与孔径或护筒内径一致的导向环,使钻杆保持在桩孔中心线位置上。然后将带有扶正圈的钻孔测斜仪下入钻杆内,分点测斜,检查桩孔偏斜情况。

2.测锤法

测锤法是在孔口沿钻孔直径方向设标尺,标尺中点与桩孔中心吻合,将锤球系于测绳上,量出滑轮到标尺中心距离。将球慢慢送入孔底,待测绳静止不动后,读出测绳在标尺上的偏距,由此求出孔斜值。该法精度较低。

2.3.1.2 孔径检测

孔径检测一般采用声波孔壁测定仪及伞形、球形孔径仪和摄影(像)法等测定。

1.声波孔壁测定仪

声波孔壁测定仪可以用来检测成孔形状和垂直度。测定仪由声波发生器、发射和接收探头、放大器、记录仪和提升机构组成。

声波发生器主要部件是振荡器,振荡器产生一定频率的电脉冲经放大后由发射探头转换为声波,多数仪器振荡频率是可调的,取得各种频率的声波以满足不同检测要求。

放大器把接收探头传来的电信号进行放大、整形和显示。显示用标记或数字,也可以与计算机连接把信号输入计算机进行谱分析或进一步计算处理,或者波形通过记录仪绘图。

图2.21是声波孔壁测定仪检测装置,把探头固定在方形底盘四个角上,底盘是钢制的,通过两个定滑轮、钢丝绳和提升机构连接,两个定滑轮对钢丝绳的约束作用,以及底盘的自重,使探头在下降或提升过程中不会扭转,稳定探头方位。

钻孔孔形检测时安装8个探头,底盘四个角各安装一个发射探头和一个接收探头,可以同时测定正交两个方向形状。

探头由无级变速电动卷扬机提升或下降,它和热敏刻痕记录仪的走纸速度是同步的,或成比例调节,因此探头每提升或下降一次,可以自动在记录纸上连续绘出孔壁形状和垂直度(图2.22),当探头上升到孔口或下降到孔底都设有自动停机装置,防止电缆和钢丝绳被拉断。

图2.21 声波孔壁测定仪

1—电机;2—走纸速度控制器;3—记录仪;4—发射探头;5—接收探头;6—电缆;7—钢丝绳

图2.22 孔壁形状和偏斜

2.井径仪

井径仪由测头、放大器和记录仪3部分组成,它可以检测直径为0.08~0.6m、深数百米的孔,当把测量腿加大后,最大可检测直径1.2m的孔。

2.3.1.3 孔底沉渣厚度检测

对于泥浆护壁成孔灌注桩,假如灌注混凝土之前,孔底沉渣太厚,不仅会影响桩端承载力的正常发挥,而且也会影响桩侧阻力的正常发挥,从而大大降低桩的承载能力。因此,《建筑桩基技术规范》(JGJ94—2008)规定:泥浆护壁成孔灌注桩在浇筑混凝土前,孔底沉渣厚度应满足以下要求:端承桩不大于50m;摩擦端承桩或端承摩擦桩不大于100mm;摩擦桩不大于300mm。

目前孔底沉渣厚度测定方法还不够成熟,以下介绍几种工程中使用的方法。

1.垂球法(www.xing528.com)

垂球法为工程中最常用的简单测定孔底沉渣厚度的方法。一般根据孔深、泥浆比重,采用质量为1~3kg的钢、铁、铜制锥、台、桩体垂球,顶端系上测绳,把球慢慢沉入孔内,凭手感判断沉渣顶面位置,其施工孔深和量测孔深之差即为沉渣厚度。测量要点是每次测定后须立即复核测绳长度,以消除由于垂球或浸水引起的测绳伸缩产生的测量误差

2.电容法

电容法沉渣测定原理是当金属两极板间距和尺寸固定不变时,其电容量和介质的电解率成正比关系,水、泥浆和沉渣等介质的电解率有较明显差异,从而由电解率的变化量测定沉渣厚度。

3.声呐法

声呐法测定沉渣厚度的原理是以声波在传播中遇到不同界面产生反射而制成的测定仪。同一个测头具有发射和接收声波的功能,声波遇到沉渣表面时,部分声波被反射回来由接收探头接收,发射到接收的时间差为t1,部分声波穿过沉渣厚度直达孔底原状土后产生第二次反射,得到第二个反射时间差t2,则沉渣厚度为

式中 H——沉渣厚度,m;

C——沉渣声波波速,m/s;

t1,t2——时间,s。

2.3.1.4 单桩承载力检测

对于重要的建筑物,桩基和地质条件复杂或成桩质量可靠性较低的桩基工程,应采用静载法或动测法检查成桩质量和单桩承载力;对于大直径桩还可采取钻取芯样、预埋管超声检测法检查。具体检测方法和检测桩数由设计确定。

1.试验装置

一般采用油压千斤顶加载,千斤顶的加载反力装置根据现场实际条件有3种形式:锚桩横梁反力装置(图2.23)、压重平台反力装置和锚桩压重联合反力装置。千斤顶平放于试桩中心,当采用两个以上千斤顶加载时,应将千斤顶并联同步工作,并使千斤顶的合力通过试桩中心。

图2.23 竖向静载试验装置

(a)剖面图;(b)平面图
1—百分表;2—千斤顶;3—锚筋;4—厚钢板;5—硬木包钢皮;6—基准桩;7—主梁;8—次梁;9—基准梁

荷载与沉降的量测仪表:荷载可用放置于千斤顶上的应力环、应变式压力传感器直接测定,或采用联于千斤顶的压力表测定油压,根据千斤顶率定曲线换算荷载。试桩沉降一般采用百分表或电子位移计测量。对于大直径桩应在其2个正交直径方向对称安置四个位移测试仪表,中等和小直径桩可安置2个或3个位移测试仪表。沉降测定平面离桩顶距离不应小于0.5倍桩径,固定和支承百分表的夹具和基准梁在构造上应确保不受气温、振动及其他外界因素影响而发生竖向变位。试桩、锚桩(压重平台支墩)和基准桩之间的中心距离应符合表2.2规定。

表2.2 试桩、锚桩和基准桩之间的中心距离

注 d 为试桩或锚桩的设计直径,取其较大者(如试桩或锚桩为扩底桩时,试桩与锚桩的中心距不应小于2倍扩大端直径)。

2.加卸载方式与沉降观测

(1)试验加载方式。采用慢速维持荷载法,即逐级加载,每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载,直到破坏,然后分级卸载到零。当考虑结合实际工程桩的荷载特征可采用多循环加卸载法(每级荷载达到相对稳定后卸载到零)。当考虑缩短试验时间,对于工程桩检验性试验,可采用快速维持荷载法,即一般每隔1h加一级荷载。

(2)加载分级。每级加载为预估极限荷载的1/15~1/10,第一级可按2倍分级荷载加荷。

(3)沉降观测。每级加载后间隔5min、10min、15min各测读一次,以后每隔15min测读一次,累计1h后每隔30min测读一次。每次测读值记入试验记录表。

(4)沉降相对稳定标准。每1h的沉降不超过0.1mm,并连续出现两次(由1.5h内连续3次规测值计算),认为已达到相对稳定,可加下一级荷载。

(5)终止加载条件。当出现下列情况之一时,即可终止加载:某级荷载作用下,桩的沉降量为前一级荷载作用下沉降量的5倍;某级荷载作用下,桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍,且经21h尚未达到相对稳定;已达到锚桩最大抗拔力或压重平台的最大重力时。

(6)卸载与卸载沉降观测。每级卸载值为每级加载值的2倍。每级卸载后隔15min测读一次残余沉降,读两次后,隔30min再读一次,即可卸下一级荷载,全部卸载后,隔3~4h再读一次。

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