混凝土灌注桩质量检测方法研究蒋明学

混凝土灌注桩质量检测方法研究蒋明学

摘要：桩基工程的应用和质量检测是一项系统而全面的综合性工作，由于每种检测方法各有所局限，本文通过介绍桩基检测方法的分类，并对每种检查方法进行研究。希望对桩基检测有指导作用。关键词：混凝土灌注桩；检测方法；分析随着经济建设及建筑技术的快速发展，桩基在城市建设中的应用越来越广泛，桩基是隐蔽工程，是建筑物的基础，支撑着地面上的构筑物，它直接影响到建筑物的安全性，所以桩基检测技术在工程中的应用就显得尤为重要，因此通过对混凝土灌注桩承载力检测方法的研究是十分有必要的。1桩基检测方法的分类由于基桩的承载力和完整性检测是基桩质量检测中的两项重要内容，按其完成设计与施工质量验收规范所规定的具体检测项目的方式，宏观上可以分为三种检测方法：直接法、半直接法、间接法。1.1直接法直接法是通过现场的原型试验直接获得检测结果的检测方法。在桩身完整性检测方面主要是采用钻孔取芯的方法，即直接从桩身混凝土中钻取芯样，以测定桩身混凝土的质量和强度,并可以检测桩底沉渣和持力层情况，测定桩长。承载力检测包括了单桩竖向抗压（拔）静载试验和单桩水平静载试验：竖向抗压（拔）静载试验用来确定单桩竖向抗压（拔）极限承载力，判定工程桩竖向抗压（拔）承载力是否满足设计要求。单桩水平静载试验用来确定单桩水平临界和极限承载力、判定工程桩水平承载力是否满足设计要求外，还主要用于浅层地基土水平抗力系数的比例系数的确定，以便分析工程桩在水平荷载作用下的受力特性。1.2半直接法半直接法是指在现场原型试验基础上，同时基于一些理论假设和工程实践经验并加以综合分析才能最终获得检测项目结果的检测方法。主要有三种：（1）低应变动力检测法在桩顶面实施低能量的瞬态或稳态激振，使桩在弹性范围内做弹性振动，并由此产生应力波的纵向传播，同时利用波动和振动理论对桩身的完整性做出评价的一种检测方法，主要包括反射波法、机械阻抗法、水电效应法等等，其中反射波法物理意义明确、测试设备轻便简单、检测速度快、成本低，是基桩质量（完整性）普查的良好手段。（2）高应变动力检测法通过在桩顶实施重锤敲击，使桩产生的动位移量级接近常规静载试桩的沉降量级,以便使桩周岩土阻力充分发挥，通过测量和计算判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求及对桩身完整性做出评价的一种检测方法,主要包括锤击贯入试桩法、波动方程法和静动法等等，其中波动方程法是我国目前常用的高应变检测方法。（3）声波透射法通过在桩身预埋声测管（钢管或塑料管），将声波发射、接受换能器分别放入2根管内，管内注满清水为耦合剂，换能器可置于同一水平面或保持一定高差，进行声波发射和接受，使声波在混凝土中传播，通过对声波传播时间、波幅、声速及主频等物理量的测试与分析，对桩身完整性作出评价的一种检测方法。1.3间接法依赖直接法已取得的试验成果，结合土的物理力学试验或原位测试数据，通过统计分析,以一定的计算模式给出经验公式或半理论、半经验公式的估算方法。由于地质条件和环境条件的复杂性，施工工艺、施工水平及人员素质的差异性，该方法对设计参数的判断有很大的不确定性，所以只适用于工程初步设计的估算。2各种检测分析方法2.1单桩竖向抗压（拔）静载试验和单桩水平静载试验单桩竖向抗压（拔）静载试验和单桩水平静载试验试验是采用接近于竖向抗压（拔）或水平方向推力，根据桩的实际工作条件的试验方法，确定单桩竖向抗压（拔）承载力和单桩水平静载力，是目前公认的检测基桩承载力最直观、最可靠的试验方法。静载试验可确定桩的承载力，单桩竖向抗压静载试验确定单桩竖向抗压承载力，单桩竖向抗拔静载试验确定单桩竖向抗拔承载力，单桩水平静载试验确定单桩水平承载力。可以为设计提供依据、为工程验收提供依据、验证检测或其它目的。该测试方法虽然测试结果准确，但是由于其检测过程较繁琐，测试费用较高，一般只在为设计提供依据和按标准要求进行小批量抽检。2.2低应变法该法适合钢筋混凝土灌注桩和预应力混凝土的检测，时普查基桩的完整性，判定桩身缺陷程度和位置的常用方法之一。该法测试设备简便，费用低、检测速度快，适用于检测混凝土桩的桩身完整性。但该方法只能作出定性判定，且对桩长、嵌岩桩桩端嵌岩情况及桩身截面渐变或多变的灌注桩难以进行判定。2.3高应变法高应变法检测的主要功能之一是判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。它是单桩竖向抗压静载试验的补充。高应变动力试桩利用几十甚至几百千牛的重锤打击桩顶,使桩产生的动位移接近常规静载试桩的沉降量级,以便使桩侧和桩端岩土阻力较大乃至充分发挥,即桩周土全部或大部产生塑性变形，直观表现为桩出现贯入度。由于高应变法理论与低应变法基本相同，但是由于高应变试验用锤击设备为预制桩打桩机械或自制自由落锤。高应变法检测桩身完整性的可靠性比低应变法高，只是与低应变法检测的快捷、廉价相比，在带有普查性的完整性检测中应用尚有一定困难。但由于其激励能量和检测有效深度大的优点，特别在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时,能够在查明这些“缺陷”是否影响竖向抗压承载力的基础上，合理判定缺陷程度。高应变检测技术是从打入式预制桩发展起来的，试打桩和打桩监控属于其特有的功能，是静载试验无法做到的。由于预制桩截面恒定、材质均匀，可以直接通过桩顶附近的应力波测量，准确地测得桩身最大压应力、桩身完整性系数和桩锤传递给桩的能量，进而控制打桩过程的桩身应力和减少打桩破损率，为合理选择沉桩设备参数和确定桩端持力层以及停锤标准提供依据。2.4声波透射法声波检测一般是以人为激励的方式向介质发射声波，在一定距离上接收经介质物理特性调制的声波，通过观测和分析声波在介质中传播时声学参数和波形的变化，对被测对象的宏观缺陷、几何特征、组织结构、力学性质进行推断和表征。而声波透射法则是以穿透介质的透射声波为测试和研究对象的。所以，声波透射法以其鲜明的技术特点成为目前混凝土灌注桩完整性检测的重要手段。该方法一般不受场地限制，测试精度高,在缺陷的判断上较其他方法更全面，检测范围可覆盖全桩长的各个横截面，但由于需要预埋声测管，抽样的随机性差，且对桩身直径有一定的要求,检测成本也相对较高。2.5钻芯法钻芯法是一种微破损或局部破损检测方法，具有科学、直观、实用等特点，不仅可检测混凝土灌注桩，也可检测地下连续墙的施工质量，检测地下连续墙的施工质量是钻芯法的优势所在；同时，它不仅可检测混凝土质量及强度，而且可检测沉渣厚度、混凝土与持力层的接触情况，以及持力层的岩土性状、是否存在夹层等，这一点也是目前其它检测方法无法比拟的。钻芯法借鉴了地质勘探技术，在混凝土中钻取芯样，通过芯样表观质量和芯样试件抗压强度试验结果，综合评价混凝土的质量是否满足设计要求。3结语桩基工程的应用和质量检测是一项系统而全面的综合性工作，由于每种检测方法各有所局限，所以建议在实际应用情况中，应根据安全、经济、适用原则，对