桩基无损检测

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1、第八章桩基无损检测随着高层建筑、大型工程的蓬勃兴起，桩基础已在我国得到普遍采用。由于地质条件、施工技术等因素，部分桩基可能存在不同程度的缺陷。桩基属于隐蔽工程，肉眼不易察觉，但它的质量直接影响地面建筑物。因此，采用恰当的方法检测桩基的施工质量，防止工程事故的发生，就成为当今桩基工程中的重要问题。动态无损检测包括瞬态法和稳态法两种，均具有省时、省力、经济、简便、无损可靠等优点，已在全国推广应用。（不涉及以动力机器设计为目的的在桩基动力试验）8.1桩基的类型和质量问题目前采用的桩基主要有钻孔灌注桩、成管灌注桩、挖孔桩、打入预制桩、旋喷桩、振动碎石桩、振动挤密砂桩、砂井

2、—水泥桩等类型，可因地区和目的的不同加以选用。动态无损检测法能对前面几种类型的桩基进行检测。桩基按受力分类可分为摩擦桩、端承桩、扩底墩型桩。摩擦桩以桩周土的摩擦力为主，桩尖支承力为辅；端承桩的桩底坐落在坚硬的基岩上，它以桩底基岩的反向支承力为主，以桩周摩擦力为辅。桩基质量检测包括两方面的内容：桩基质量评价和桩基的承载力确定。8.1.1灌注桩的质量问题当前灌注桩的工程质量问题及其原因大体可归纳为以下几个方面：1．桩身混凝土（砼）强度低于设计要求。导致桩身混凝土强度低下的原因大体有如下几点：1）不按规定配比制备混凝土。2）浇注过程由于涌水导致混凝土稀释；临近桩成孔抽水

3、将未凝固的水泥浆带走；或者沉管灌注桩刚浇注完混凝土，桩周承压水涌出带走水泥浆。3）运输或浇注过程混凝土离析。4）混凝土坍落度过小和易性差或搅拌后放置时间太长。5）水泥材质太差。2．桩身结构不完整常见的问题有夹泥、空洞、漏筋、断裂、缩颈等。产生这些缺陷的原因是：1）混凝土浇注导管初始位置离孔底距离过大；或者埋入混凝土中太浅；或者拨管太快；或者坍孔，从而引起夹泥。2）混凝土稠度太大导致空洞、桩身不密实。3）孔位歪斜或钢筋笼未绑垫块，或钢筋笼弯曲等，导致漏筋。4）沉管灌注桩设计距太小；或者施工流向不合理；或者拨管太快；或者密集桩群施工速度过快，超孔隙压力大，地面隆起，导

4、致桩身断裂或缩颈。断桩、缩颈位置一般在近地面2—4米以内。3．桩底虚土、沉渣太厚；桩壁附着泥浆层太厚桩底虚土多是螺旋钻干法成孔的固有缺陷。目前克服办法有吊锤夯实、压浆以及使用孔底清土器等。孔底沉渣厚度主要是由于洗孔时间不够，或者成孔后浇注混凝土的间歇时间过长；或者浇注前坍孔等原因引起。端承桩承载力不符合设计要求，大都是由于孔底沉渣太厚所致。桩壁附着泥浆层太厚往往是由于浇注时孔内泥浆太稠所致。8.1.2钢筋混凝土预制桩的质量问题钢筋混凝土预制桩的施工质量问题主要有以下三方面：1．桩身折断、开裂，桩入土深度达不到设计要求主要的原因主要是：1）桩身接头构造或焊接不良，或

5、者桩尖贯入遇到障碍物弯曲变形，锤击而折断。2）桩身混凝土标号太低，或者锤击次数太多，桩身破裂。3）由于锤击能量偏小，与贯入阻力不匹配，无法贯穿硬夹层或者是无法贯入硬持力层足够深度，单桩承载力达不到设计要求，地面形成“树林”，需大量截桩。2．密集桩群施工流向不合理，土体侧移造成桩大量断裂破损。当桩距较小，打桩流向不合理，速度又太快，打桩挤土引起土体侧移，后施工的桩把先施工的桩身打断或挤破裂。3．相邻工序处理不当，造成基桩大量侧移对于已沉桩（送桩法沉入地面以下）的深基坑开挖、降水等，如果处理不当，会引起桩侧移甚至折断。8.2锤击法锤击法是一种瞬态动测法。嵌入土中的桩基

6、相当于一根在阻尼介质中上端自由而下端弹性连结的弹性杆。当在桩顶或桩侧施加瞬间外力F时，桩体内相邻质点间的应力发生变化，引起应变的传递，产生弹性波。由于桩体波速一般比桩周土层的速度大得多，因此该弹性波主要沿桩身传播。当桩体中存在波阻抗差异面时，则在这些面上将产生反射、透射和多次反射波等，其波的运动学和动力学特征将发生变化。利用埋置于桩顶部的速度检波器，即可接收到这些信号，经过分析和适当处理，可定量确定出桩体的质量以及估算出承载力的大小。8.2.1方法原理1．桩体缺陷检测设想桩体中存在一断裂面，如图1.8.1（a）所示，当在桩顶部竖直向下施加一瞬间力F，并在震源点附近

7、接收时，其断裂面和桩底面上将产生反射和透射的P波。由于为近法线入射，转换横波可不考虑。当桩长远大于桩径时，桩体可视为一维的弹性杆，考虑到低阻尼的条件，即c0，则波沿轴向传播的运动方程为：222uuVP（1.8.1）22xt其中，u为轴向位移，VP为纵波速度。考虑一定的边界条件，解上式可得：VP2L/t（1.8.2）其中，t为P波的双程垂直回声时间，L为桩长。在频率域中，若已知桩底反射的频率f1，则波的传播速度还可写为：VP2Lf1n（1.8.3）其中，1n2，当桩尖地基特别软时，如摩擦桩n1；对于嵌入基岩的端承桩n2；当桩底弹性固结时

8、，n介于1