朱丑元
摘要:主要論述了靜載試驗檢測地基承載力及低應變法檢測樁身完整性原理及檢測要點,并對實際檢測中發現的問題進行了分析。
關鍵詞:靜栽;低應變;不均勻沉降;樁身缺陷
1概述
地基是指承受建筑物上部結構荷載影響的土體或巖體,主要有天然地基、人工地基及樁基礎。地基檢測技術措施主要分靜載和動態檢測兩大部分:靜載檢測主要是靜載荷法,用于地基承載力檢測;動態法主要有低應變法、高應變法、聲波透射法,主要用于基樁的樁身完整性檢測。靜載試驗直接測試地基的承載力,動測法可以普查基樁的施工質量,兩種檢測方法相互驗證,保證地基基礎工程的施工質量。
2低應變法檢測樁身完整性
低應變法是目前應用最為廣泛的混凝土樁的樁身完整性檢測技術,用于判定樁身缺陷的程度及位置,屬于快速普查樁的施工質量的一種半直接法。
2.1檢測原理
低應變法的理論基礎是一維線彈性桿件模型,通過一維應力波理論分析對樁身完整性進行判定。即采用低能量瞬態或穩態激振方式在樁頂激振,瞬間的沖擊波沿著樁身傳遞給樁身底部再反射回樁身頂部,實測樁頂部的速度時程曲線或速度導納曲線,通過波動理論分析或頻域分析,對樁身完整性進行判定。
2.2檢測技術要點及適用范圍
(1)樁身截面宜基本規則,樁頭的材質、強度、截面尺寸應與樁身基本等同。(2)受檢樁的長細比、瞬態激勵脈沖有效高頻分量的波長與樁的橫向尺寸之比均宜大于5。(3)低應變法對樁身缺陷程度只作定性判定,缺陷性質往往較難區分。
3靜載試驗檢測地基的承載力
靜載試驗采用模擬接近地基的實際受力條件,測試地基的承載力,是目前公認的檢測地基承載力最直觀,最可靠的試驗方法。
3.1檢測原理及目的
在承壓板或基樁上部逐級施加荷載,觀測承壓板在每級荷載時隨時間產生的沉降量,以確定地基的承載力。
3.2檢測技術要點
(1)靜載試驗設備由承壓板、加荷系統、反力系統、觀測系統四部分組成。設備安裝順序是:先下后上、先中心后兩側。確保反力系統、加荷系統和承壓板的傳力重心在一條垂線上。(2)試驗基坑寬度不應小于承壓板寬度或直徑的3倍,最大加載量不應小于設計要求的2倍。加載反力裝置能提供的反力不得小于最大加載量的1.2倍。(3)承壓板應具有足夠的剛度,基準梁應具有一定的剛度,一端應固定,另一端應簡支。(4)試驗點、加荷平臺支點(或錨樁)和基準點之間的中心距離應滿足規范的要求。
4工程實例
(1)某公司擬建一工業廠房,地上2層,磚混結構、鋼屋架,條形基礎,面積約3000m2。地基采用強夯工藝進行了處理。設計要求處理后的地基承載力特征值達到180kPa。強夯施工完畢后進行了10個測點地基承載力靜載試驗。1)檢測結果如下:測點l至測點10,180kPa對應沉降量分別為6.13mm、5.41mm、6.51mm、2.18mm、3.52mm、2.70mm、5.08mm、7.05mm、6.56mm、6.83mm。測點l至測點10,360kPa對應沉降量分別為11.43mm、10.27mm、11.36mm、5.12mm、9.43mm、6.61mm、11.38mm、12.88mm、10.97mm、11.60mm。本次為驗收性檢測,最大加載量為承載力特征值的兩倍,10個試驗點的地基承載力特征值均不小于180kPa,滿足設計要求。2)工程事故:兩年后該工程在3點和6點附近墻體出現了豎向貫通裂縫,經過分析裂縫原因是由于地基的不均勻沉降引起。3)事故分析:該工程10個靜載試驗點按規范承載力特征值均不小于180kPa,滿足規范中極差的要求。
(2)某高層建筑,主樓地上12層,地下1層,結構形式為框架剪力墻鋼筋混凝土結構,基礎形式為筏板基礎;裙樓地上5層,地下1層,基礎形式為獨立基礎,地基處理采用鋼筋砼灌注樁,樁長不少于10m,樁徑600mm,樁身混凝土強度為C30,樁間距1200mm。下面是在低應變完整性檢測中出現的3根缺陷相近樁的處理方法。1)低應變檢測中缺陷樁的檢測結果:1#樁7.5m左右嚴重缺陷,類別Ⅳ,斷樁;2#樁8.Om左右嚴重缺陷,類別Ⅳ,斷樁;3#樁7.7m左右嚴重缺陷,類別Ⅳ,斷樁;2)對缺陷樁采取的處理方法:分別對三根樁進行了靜載試驗,其中1號、3號樁的承載力符合設計的要求,2號樁的承載力不滿足設計要求,最后經過甲方、設計、施工、監理、檢測各方研究做出如下處理:1#樁為斷樁,靜載試驗承載力滿足設計要求,分布在主樓,滿堂布樁,可以作為工程樁正常使用,不需進行處理。2#樁為Ⅳ類樁,靜載試驗承載力不滿足設計要求,分布在主樓,不能做為工程樁使用,在其附近補樁處理。3#樁為斷樁,靜載試驗承載力滿足設計要求,分布在裙樓,獨立基礎,不能作為工程樁使用,在其附近對稱補樁處理。
5結語
5.1低應變檢測要結合實際條件作出判定
低應變檢測中發現的缺陷樁應通過更準確的檢測方法進行驗證,并根據地質情況、設計及施工中的變異性等因素分析和判斷,合理確定是否能作為工程樁使用。
5.2地基承載力與不均勻沉降要同時滿足要求
現在地基檢測注重承載力的取值,很少關注各個試驗點的相對沉降,這點不可忽視,尤其在人工地基中更為重要。當地基承載力滿足設計要求時,而各測點存在不均勻沉降現象,要及早發現問題并分析解決,盡量避免以后出現因地基的不均勻沉降而導致的工程事故。