基樁應(yīng)用領(lǐng)域的擴大(如跨海大橋、海上連島大橋、軌道交通等)、設(shè)計的需求、樁型的發(fā)展(軟土地區(qū)預(yù)制管樁向大直徑發(fā)展,灌注樁向大直徑、超長樁發(fā)展)、檢測技術(shù)和施工工藝的發(fā)展,對檢測的技術(shù)和方法提出了新的要求。近年來,各行業(yè)的相關(guān)規(guī)范也在逐步進行更新、修訂。
新版規(guī)程在低應(yīng)變反射法、高應(yīng)變法、超聲波法的基礎(chǔ)上,新增了成孔質(zhì)量檢測、單樁豎向抗壓靜載試驗、單樁豎向抗拔靜載試驗、單樁水平靜載試驗和鉆孔取芯法。檢測內(nèi)容和檢測方法涵蓋了目前國內(nèi)外常用的、普遍認(rèn)可、且比較成熟的檢測方法和檢測技術(shù),體現(xiàn)了我國公路工程的特點。
在充分吸納交通運輸行業(yè)試驗檢測最新研究成果及原規(guī)程實施使用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,進行了大量的理論研究與試驗驗證。主要修訂內(nèi)容包括:
增加了成孔質(zhì)量檢測、單樁豎向抗壓靜載試驗、單樁豎向抗拔靜載試驗、單樁水平靜載試驗和鉆孔取芯法。
適用范圍調(diào)整為適用于公路工程基樁承載力、樁身完整性及成孔質(zhì)量檢測。
新增了基樁承載力、成孔質(zhì)量檢測的相關(guān)規(guī)定。修改了樁身完整性的分類原則。
明確了低應(yīng)變反射波法的使用條件,補充了對樁端信號的要求,提出樁身完整性類別評判應(yīng)結(jié)合時域或頻域曲線的完整性,并結(jié)合場地的巖土工程特征、成樁工藝、施工記錄和設(shè)計樁型等因素綜合分析評判。
高應(yīng)變法檢測中規(guī)定“檢測單樁豎向抗壓極限承載力時,應(yīng)具有同一條件下的動-靜試驗對比資料和實測經(jīng)驗,并應(yīng)全部采用實測曲線擬合法”。調(diào)整了CASE法的適用條件。新增混凝土樁的樁頭加固處理、對實測波形的要求、錘擊信號作為計算依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)、錘擊能量的要求等,明確了檢測數(shù)量規(guī)定。
完善了超聲波法檢測方法,提出了聲測管的材料、厚度及布置數(shù)量、方法等要求,調(diào)整了聲速數(shù)據(jù)處理方法。樁身完整性類別判定依據(jù)可根據(jù)各剖面的可疑缺陷區(qū)的分布、可疑缺陷區(qū)域測點的聲參量偏離正常值的程度和接收波形變化情況,結(jié)合樁型、地質(zhì)情況、成樁工藝等因素進行綜合評判,更切合現(xiàn)場實際情況。
增加了各檢測方法中檢測參數(shù)對應(yīng)檢測設(shè)備的具體要求。
為兼顧我國地域特征和不同等級公路項目的適用性,規(guī)程為同一技術(shù)參數(shù)提供了多種測試方法,并明確了各測試方法的適用范圍。
檢測方法一覽表▼
被檢樁的選定應(yīng)具有代表性和滿足工程檢測的特定要求;用于沉樁過程監(jiān)控的樁型、材質(zhì)、沉樁工藝及工程地質(zhì)條件應(yīng)與工程樁相同。灌注樁的試樁,在成孔后混凝土灌注前,必須進行孔徑、孔深、沉淀厚度及樁孔傾斜度檢測,沒有代表性的樁不應(yīng)作為試樁。
▼基樁樁身完整性類別
01 成孔質(zhì)量檢測
灌注樁的成孔質(zhì)量檢測應(yīng)包括孔深、孔徑、樁孔傾斜度及沉淀厚度。專用測量繩可用于檢測灌注樁孔深。接觸式測量方法和超聲波測量方法可用于檢測灌注樁孔深、孔徑、樁孔傾斜度。
專用測量繩宜采用金屬材質(zhì),最大量程不宜小于測量孔深的1.2 倍,最小刻度不應(yīng)大于10mm,端部垂球宜為平底圓錐體,質(zhì)量不應(yīng)小于1kg。
接觸式孔徑儀應(yīng)符合下列規(guī)定:
被測孔徑小于1.2m 時,孔徑測量允許誤差±15mm,被測孔徑不小于1.2m 時,孔徑測量允許誤差±25mm。
孔深測量精度應(yīng)不低于0.3%。
專用測斜儀應(yīng)符合下列規(guī)定:
頂角測量范圍0º~10º。
頂角測量誤差在±10'之間。
分辨率優(yōu)于36''。
孔深測量精度應(yīng)不低于0.3%。
超聲波法樁孔測量儀器應(yīng)符合下列規(guī)定:
孔徑測量精度應(yīng)不低于0.2%。
孔深測量精度應(yīng)不低于0.3%。
02 單樁豎向抗壓靜載試驗
單樁豎向抗壓靜載試驗適用于確定單樁豎向抗壓承載力。
當(dāng)測定樁周各土層側(cè)摩阻力、端阻力或截面的沉降量時,可在樁身埋設(shè)有測量樁身應(yīng)變(應(yīng)力)、樁底反力測量傳感器或位移測量桿。
對工程樁抽樣檢測和評價時,最大加載量宜采用承載力容許值的2.0倍或達到設(shè)計要求;檢測數(shù)量應(yīng)滿足設(shè)計要求,不宜少于3 根。
為設(shè)計提供依據(jù)的試驗樁,應(yīng)加載至樁側(cè)與樁端的巖土阻力達到極限狀態(tài);當(dāng)樁的承載力以樁身強度控制時,可按設(shè)計要求的加載量進行,試驗樁數(shù)量應(yīng)滿足設(shè)計要求,且不應(yīng)少于3根。
豎向抗壓靜載試驗應(yīng)采用慢速維持荷載法。
單樁豎向抗壓靜載試驗檢測儀器設(shè)備應(yīng)包括加載裝置、反力裝置、荷載測量裝置、變形測量裝置等。
03 單樁豎向抗拔靜載試驗
單樁豎向抗拔靜載試驗適用于確定單樁豎向抗拔承載力。
當(dāng)埋設(shè)有樁身應(yīng)變(應(yīng)力)測量傳感器時或設(shè)有位移測量桿時,可直接測量樁側(cè)抗拔摩阻力或樁端上拔量。
對抽樣檢測的工程樁,應(yīng)按設(shè)計要求確定最大加載量,檢測數(shù)量應(yīng)滿足設(shè)計要求,不宜少于3根。
為設(shè)計提供依據(jù)的試驗樁應(yīng)加載至樁側(cè)土破壞或樁身結(jié)構(gòu)破壞,試驗樁數(shù)量應(yīng)滿足設(shè)計要求,且不應(yīng)少于3根。
單樁豎向抗拔靜載試驗應(yīng)采用慢速維持荷載法。
檢測儀器設(shè)備
抗拔試驗檢測儀器設(shè)備應(yīng)包括加載裝置、反力裝置、荷載測量裝置、變形測量裝置等。
04 單樁水平靜載試驗
單樁水平靜載試驗適用于檢測樁頂自由時的單樁水平承載力,推定樁側(cè)地基土水平抗力系數(shù)。
當(dāng)樁身埋設(shè)有應(yīng)變(應(yīng)力)測量傳感器時,可量測相應(yīng)水平荷載作用下的樁身內(nèi)力,并由此計算樁身彎矩。
為設(shè)計提供依據(jù)時,應(yīng)加載至樁側(cè)土體破壞或樁身結(jié)構(gòu)破壞,檢測數(shù)量應(yīng)滿足設(shè)計要求,且不應(yīng)少于3根;對工程樁進行檢測和評判時,應(yīng)按設(shè)計要求的最大水平加載量或最大水平位移量控制,檢測數(shù)量應(yīng)滿足設(shè)計要求,不宜少于3根。
被檢樁的位置應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、設(shè)計要求和類似工程經(jīng)驗等因素綜合確定。對于水平受荷樁,施加水平力的作用點宜與實際工程樁的水平受荷高程一致。
單樁水平靜載試驗裝置示意圖
05 低應(yīng)變反射波法
低應(yīng)變反射波法適用于檢測混凝土樁的樁身完整性和缺陷位置及程度。
被檢樁的反射信號應(yīng)能有效識別,當(dāng)無法有效識別時,應(yīng)采用其他方法檢測。
檢測儀器設(shè)備應(yīng)包括激振設(shè)備、傳感器、信號采集及處理器和專用附件等。
檢測儀器的主要技術(shù)性能指標(biāo)不應(yīng)低于現(xiàn)行《基樁動測儀》(JG/T 3055)中規(guī)定的2級標(biāo)準(zhǔn)要求,具有連續(xù)采集、快速自動存貯、顯示實測信號和處理分析信號的功能。
激振設(shè)備應(yīng)包括能激發(fā)窄脈沖和寬脈沖的力棒、力錘和錘墊。傳感器宜選用壓電式加速度傳感器,也可選用磁電式速度傳感器,其頻響曲線的有效范圍應(yīng)覆蓋整個測試信號的頻率范圍。
06 高應(yīng)變法
高應(yīng)變法適用于檢測單樁豎向抗壓極限承載力,通過采用實測曲線擬合法分析得到樁側(cè)土阻力的分布和樁端土阻力;用于檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性,判定樁身缺陷的位置和缺陷程度;用于監(jiān)測混凝土預(yù)制樁和鋼樁沉樁過程中樁身應(yīng)力和錘擊能量傳遞比,為選擇沉樁工藝參數(shù)和確定樁長提供依據(jù)。
檢測單樁豎向抗壓極限承載力時,應(yīng)具有同一條件下的動-靜試驗對比資料和實測經(jīng)驗,并應(yīng)全部采用實測曲線擬合法。宜用于等截面非嵌巖灌注樁、預(yù)制混凝土樁和鋼樁的現(xiàn)場檢測。
高應(yīng)變法檢測樁應(yīng)具有代表性,單位工程同一條件下檢測單樁豎向抗壓極限承載力時,不宜少于5根;對工程地質(zhì)條件復(fù)雜或?qū)κ┕べ|(zhì)量有疑問時,應(yīng)增加檢測數(shù)量;當(dāng)采用高應(yīng)變法進行沉樁過程監(jiān)測或為選擇沉樁工藝參數(shù)時,不應(yīng)少于3根。
檢測儀器設(shè)備應(yīng)包括激振設(shè)備、信號采集及分析儀、傳感器和貫入度測量儀等。
激振錘宜采用由鑄鐵或鑄鋼整體制作的自由落錘,也可采用柴油錘、液壓錘,嚴(yán)禁使用由鋼板制成的分片組裝錘。錘體應(yīng)材質(zhì)均勻、形狀對稱、錘底平整,高徑(寬)比不得小于1,宜采用穩(wěn)固的導(dǎo)向裝置。
檢測單樁豎向抗壓極限承載力時,激振錘的重量不得小于預(yù)估單樁極限承載力的1.2%,灌注樁的樁徑大于800mm或樁長大于35m時宜適當(dāng)增加錘重。
07 超聲波法
超聲波法包括跨孔聲波透射法和單孔聲波折射法。
聲波透射法適用于檢測直徑不小于800mm的混凝土灌注樁的完整性,評判樁身缺陷的位置、范圍和程度;單孔聲波折射法適用于輔助評判缺陷的位置、范圍和程度。
檢測儀器系統(tǒng)應(yīng)由徑向換能器、聲波發(fā)射、接收放大、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、顯示及存儲等部分組成。
08 鉆孔取芯法
鉆孔取芯法適用于檢測混凝土灌注樁的樁長、樁身混凝土強度、樁底沉淀厚度、樁身缺陷及其位置、樁端巖土性狀。