基樁應用領域的擴大(如跨海大橋、海上連島大橋、軌道交通等)、設計的需求、樁型的發(fā)展(軟土地區(qū)預制管樁向大直徑發(fā)展,灌注樁向大直徑、超長樁發(fā)展)、檢測技術和施工工藝的發(fā)展,對檢測的技術和方法提出了新的要求。近年來,各行業(yè)的相關規(guī)范也在逐步進行更新、修訂。
新版規(guī)程在低應變反射法、高應變法、超聲波法的基礎上,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、普遍認可、且比較成熟的檢測方法和檢測技術,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)量檢測的相關規(guī)定。修改了樁身完整性的分類原則。
明確了低應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、施工記錄和設計樁型等因素綜合分析評判。
高應變法檢測中規(guī)定“檢測單樁豎向抗壓極限承載力時,應具有同一條件下的動-靜試驗對比資料和實測經(jīng)驗,并應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)的標準、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)對應檢測設備的具體要求。
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,最小刻度不應大于10mm,端部垂球宜為平底圓錐體,質(zhì)量不應小于1kg。
接觸式孔徑儀應符合下列規(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。
孔深測量精度應不低于0.3%。
專用測斜儀應符合下列規(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''。
孔深測量精度應不低于0.3%。
超聲波法樁孔測量儀器應符合下列規(guī)定:
孔徑測量精度應不低于0.2%。
孔深測量精度應不低于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,可在樁身埋設有測量樁身應變(應力)、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倍或達到設計要求;檢測數(shù)量應滿足設計要求,不宜少于3 根。
為設計提供依據(jù)的試驗樁,應加載至樁側(cè)與樁端的巖土阻力達到極限狀態(tài);當樁的承載力以樁身強度控制時,可按設計要求的加載量進行,試驗樁數(shù)量應滿足設計要求,且不應少于3根。
豎向抗壓靜載試驗應采用慢速維持荷載法。
單樁豎向抗壓靜載試驗檢測儀器設備應包括加載裝置、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。
當埋設有樁身應變(應力)測量傳感器時或設有位移測量桿時,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,應按設計要求確定最大加載量,檢測數(shù)量應滿足設計要求,不宜少于3根。
為設計提供依據(jù)的試驗樁應加載至樁側(cè)土破壞或樁身結(jié)構(gòu)破壞,試驗樁數(shù)量應滿足設計要求,且不應少于3根。
單樁豎向抗拔靜載試驗應采用慢速維持荷載法。
檢測儀器設備
抗拔試驗檢測儀器設備應包括加載裝置、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)。
當樁身埋設有應變(應力)測量傳感器時,可量測相應水平荷載作用下的樁身內(nèi)力,并由此計算樁身彎矩。
為設計提供依據(jù)時,應加載至樁側(cè)土體破壞或樁身結(jié)構(gòu)破壞,檢測數(shù)量應滿足設計要求,且不應少于3根;對工程樁進行檢測和評判時,應按設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)量應滿足設計要求,不宜少于3根。
被檢樁的位置應根據(jù)工程地質(zhì)條件、設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 低應變反射波法
低應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能有效識別,當無法有效識別時,應采用其他方法檢測。
檢測儀器設備應包括激振設備、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性能指標不應低于現(xiàn)行《基樁動測儀》(JG/T 3055)中規(guī)定的2級標準要求,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。
激振設備應包括能激發(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覆蓋整個測試信號的頻率范圍。
06 高應變法
高應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)測混凝土預制樁和鋼樁沉樁過程中樁身應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,應具有同一條件下的動-靜試驗對比資料和實測經(jīng)驗,并應全部采用實測曲線擬合法。宜用于等截面非嵌巖灌注樁、預制混凝土樁和鋼樁的現(xiàn)場檢測。
高應變法檢測樁應具有代表性,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)條件復雜或?qū)κ┕べ|(zhì)量有疑問時,應增加檢測數(shù)量;當采用高應變法進行沉樁過程監(jiān)測或為選擇沉樁工藝參數(shù)時,不應少于3根。
檢測儀器設備應包括激振設備、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,嚴禁使用由鋼板制成的分片組裝錘。錘體應材質(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。