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隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,混凝土鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式以其適應(yīng)性強(qiáng)、施工方便、成本低廉等特點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其它工程領(lǐng)域。灌注樁能將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞到深層穩(wěn)定的土層中,從而大大減少基礎(chǔ)沉降,是一種極為有效,安全可靠的基礎(chǔ)形式,但是灌注樁的施工大多是在地面下或水下完成,施工工序多,質(zhì)量控制難度大,稍有不慎易產(chǎn)生斷樁等嚴(yán)重缺陷。因此,需要加強(qiáng)質(zhì)量檢測(cè),依據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)判斷樁身質(zhì)量,探索簡(jiǎn)便使用的檢測(cè)方法,確保施工質(zhì)量。
一、鉆孔灌注樁的特點(diǎn)
(一)優(yōu)點(diǎn)
1、可以穿越各種土質(zhì)復(fù)雜或軟硬變化較大的土層,對(duì)施工場(chǎng)地要求不高。
2、樁豎向抗壓承載力較高,抗拔、抗剪性能好,沉降量小。
3、基礎(chǔ)剛度大,穩(wěn)定性好,抗震性能好。
4、施工噪音小,適合于人口密集地區(qū)施工,對(duì)周?chē)h(huán)境影響小。
(二)缺點(diǎn)
混凝土鉆孔灌注樁基礎(chǔ)通常在地下和水下施工,施工工序多,工藝復(fù)雜,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高,施工比較困難,如果施工管理不完善或者發(fā)生突發(fā)事件,就很容易引發(fā)質(zhì)量問(wèn)題,如斷樁、混凝土離析、縮頸、孔底虛土或沉渣過(guò)厚等,都會(huì)影響到成樁質(zhì)量。鑒于成樁過(guò)程中可能出現(xiàn)的這些質(zhì)量問(wèn)題,所以必須要做大量的質(zhì)量檢測(cè)工作,以確保樁的質(zhì)量符合要求。
二、鉆孔灌樁常見(jiàn)缺陷
混凝土鉆孔灌注樁常見(jiàn)的質(zhì)量缺陷有斷裂、夾泥、縮徑、擴(kuò)徑、空洞、混凝土離析等,這些缺陷的產(chǎn)生,主要有以下幾點(diǎn)原因:
1、 灌注混凝土過(guò)程中,混凝土運(yùn)送不及時(shí),埋深測(cè)量不準(zhǔn)導(dǎo)致拔管時(shí)偏差或者坍孔造成混凝土中夾泥沙過(guò)多形成斷樁。導(dǎo)管插入混凝土中的深度較大,拔出時(shí)表層混凝土已接近初擰,成成薄硬殼,當(dāng)繼續(xù)澆筑后,會(huì)造成表面破裂形成隱形斷樁。
2、 土質(zhì)松軟,泥漿護(hù)壁效果不好,鉆孔速度過(guò)快,空鉆較多,孔中水壓不夠,土層壓力擠壓,孔壁平衡破壞,造成局部孔壁坍塌,同時(shí)也會(huì)引起夾泥現(xiàn)象。
3、 混凝土攪拌不均勻或運(yùn)輸路徑太長(zhǎng)水分流失等缺水或多水現(xiàn)象,造成樁身混凝土離析。
4、 混凝土鉆孔樁斷樁主要由二次澆灌或受較大外力作用等原因,缺陷相當(dāng)嚴(yán)重,但容易發(fā)現(xiàn)。
5、 塑性土膨脹會(huì)引起孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑,對(duì)于此現(xiàn)象,要選用優(yōu)質(zhì)泥漿,降低失水量,同時(shí)加快成孔速度,在孔壁形成泥漿護(hù)壁,避免孔壁滲水和膨脹。
6、 清孔不徹底,泥漿質(zhì)量不好,比重小都會(huì)引起樁底浮渣。泥漿注入量不足時(shí)也會(huì)難以將浮渣帶出。
三、常見(jiàn)鉆孔灌注樁檢測(cè)方法及特點(diǎn)
由于鉆孔灌注樁在施工中質(zhì)量難以控制,施工工藝和工序都比較繁雜,引起樁身質(zhì)量因素有很多,所以要加強(qiáng)施工過(guò)程中的質(zhì)量管控,做到每一道工序都符合技術(shù)要求,進(jìn)而才能為成樁質(zhì)量打好基礎(chǔ)。
成樁質(zhì)量檢測(cè)主要目的是檢測(cè)樁身的完整性,也可以估算單樁的承載力,檢測(cè)樁身的質(zhì)量缺陷以及其位置、大小、確定其對(duì)樁身質(zhì)量的影響程度,進(jìn)而確定樁身質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn),保證其使用壽命和安全。
根據(jù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)JTG/T 3512-2020 《公路工程基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》的分析,常見(jiàn)的檢測(cè)方法有以下幾種:
(1)超聲波透射法
超聲波透射法檢測(cè)準(zhǔn)確,檢測(cè)范圍大,且不受樁長(zhǎng)、樁徑以及場(chǎng)地的限制等優(yōu)點(diǎn)。因此在工程中被廣泛應(yīng)用。它的檢測(cè)原理是在砼中傳播時(shí),聲波會(huì)在質(zhì)量缺陷斷面上產(chǎn)生反射和散射等物理現(xiàn)象,從而引起聲波的不規(guī)律變化,根據(jù)其波動(dòng)與變化特征,可以找出缺陷的位置。
但它也存在以下缺點(diǎn):
只能判定樁身缺陷的位置,不能檢測(cè)出缺陷的大小。此檢測(cè)方法必須在混凝土灌注前就預(yù)埋長(zhǎng)度和樁一樣的聲波檢測(cè)管,這樣就增加了施工工序和成本。
(2)鉆芯取樣法
鉆芯取樣法可用來(lái)檢測(cè)樁長(zhǎng)、樁身完整性,同時(shí)可以檢測(cè)樁身的強(qiáng)度,它的檢測(cè)原理很簡(jiǎn)單,結(jié)果明確直觀。主要是截取芯樣制作試件,進(jìn)一步檢測(cè)其質(zhì)量進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),確定其抗壓強(qiáng)度的代表值。
但鉆芯取樣法僅能反映小部分砼的質(zhì)量,同時(shí)檢測(cè)設(shè)備龐大、費(fèi)用較高,效率較低,對(duì)樁身有一定的損害,只能作為抽樣檢查,不宜作為大面積檢測(cè)的方法。
(3)高應(yīng)變動(dòng)力試樁法
高應(yīng)變動(dòng)力試樁法主要是用來(lái)判定單樁豎向抗壓承載能力是否滿足設(shè)計(jì)要求的一種檢測(cè)方法,其原理是利用重錘沖擊樁頂產(chǎn)生的瞬時(shí)沖擊力,使樁周土產(chǎn)生塑性變形,安裝在樁頂量測(cè)的傳感器會(huì)實(shí)測(cè)一些數(shù)據(jù),并用應(yīng)力波理論分析確定樁身完整性和極限承載力。這種檢測(cè)方法能夠同時(shí)測(cè)得力和速度,能定量計(jì)算截面缺陷,測(cè)得的樁身承載力精度比較高。但同樣存在一些缺點(diǎn),如:準(zhǔn)確性相對(duì)較高,但不是很精確,設(shè)備昂貴,對(duì)場(chǎng)地要求高,且易破壞樁頭等。
(4)靜荷載試驗(yàn)
靜荷載試驗(yàn)主要是通過(guò)檢測(cè)樁基的承載力來(lái)判斷樁基的質(zhì)量,主要檢測(cè)原理是依據(jù)樁基的設(shè)計(jì)承載力,在樁頂逐步加壓,檢測(cè)出比較準(zhǔn)確的極限承載力。該方法檢測(cè)精度高,相對(duì)誤差較小,但加載周期較長(zhǎng),加載設(shè)備及場(chǎng)地龐大,費(fèi)用較大。
(5)低應(yīng)變反射波法
低應(yīng)變反射法可以檢測(cè)樁身完整性,彈性波理論是其理論支撐與依據(jù),主要檢測(cè)原理是在樁頭瞬態(tài)激振的情況下,進(jìn)行波形測(cè)試,通過(guò)彈性波傳播特征與波形變化來(lái)分析判斷樁身質(zhì)量。這種方法可以用于檢測(cè)樁身缺陷及其在長(zhǎng)方向的位置,判定樁身完整性類(lèi)別。檢測(cè)方法比較簡(jiǎn)易快捷,結(jié)果比較精確,檢測(cè)成本較小。
但檢測(cè)環(huán)境容易受到干擾,檢測(cè)時(shí)第一個(gè)缺陷的波動(dòng)信號(hào)會(huì)影響之后的傳播信號(hào),所以只能有效檢測(cè)第一個(gè)缺陷,對(duì)于多個(gè)缺陷的樁檢測(cè)精度不高。
四、總結(jié)
混凝土鉆孔灌注樁可以說(shuō)是一項(xiàng)隱蔽工程,其質(zhì)量的好壞直接影響到建筑物質(zhì)量,所以樁的質(zhì)量檢測(cè)不容忽視。由以上幾種樁身質(zhì)量檢測(cè)方法原理及特點(diǎn)可以看出,超聲波與低應(yīng)變檢測(cè)方法比較準(zhǔn)確,而且方便,但不能進(jìn)行單樁承載力的估算;高應(yīng)變檢測(cè)方法比較全面,但準(zhǔn)確度有所欠缺;鉆芯法和靜載試驗(yàn)法也比較準(zhǔn)確,但實(shí)際操作起來(lái)比較麻煩,費(fèi)工費(fèi)時(shí),由此可以看出各個(gè)方法都有其優(yōu)缺點(diǎn),故在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)該綜合考慮,選擇合理有效的檢測(cè)方法,必要時(shí)可采用同種方法復(fù)測(cè),其他檢測(cè)方法驗(yàn)測(cè)的形式來(lái)綜合進(jìn)行計(jì)算、分析,進(jìn)一步保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
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