工程師論文港口樁基檢測技術(shù)

　　這篇工程師論文闡述港口樁基檢測的內(nèi)容。樁基對于港口碼頭的建設(shè)具有非常重要的意義。對于樁基檢測，設(shè)計的方面廣，難度大，面對的挑戰(zhàn)在不斷的發(fā)展，技術(shù)也在不斷的發(fā)展。必須要切實(shí)的保障港口樁基的質(zhì)量�！�中國港口》(月刊)創(chuàng)刊于1985年，由中國港口協(xié)會有辦。本刊集專業(yè)性、指導(dǎo)性、權(quán)威性為一身的優(yōu)秀刊物，為交通部主管的港口界的權(quán)威性刊物，主要讀者為港口企事業(yè)單位中層以上管理人員、科技人員以及與港口相關(guān)的科研、金融、院校外事機(jī)構(gòu)等相關(guān)人員。辦刊宗旨為：“立足港口、縱橫延伸、面向市場、走向世界”。

　　摘要：隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，海上運(yùn)輸發(fā)揮著越來越重要的作用。相應(yīng)的，港口工程也獲得了極大的發(fā)展。樁基是港口工程的重要組成部分，對于港口建設(shè)的安全具有非常重要的意義。但是現(xiàn)在的使用的樁基還是存在一些質(zhì)量問題，本文就將從灌注樁和預(yù)制樁兩個方面入手，詳細(xì)的介紹一下樁基檢測的方法。并根據(jù)工作中的經(jīng)驗(yàn)，深入的比較鉆孔取芯法、高應(yīng)變應(yīng)力反射波法、超聲波透射法以及低應(yīng)變應(yīng)力反射波法，為樁基檢測技術(shù)人員提供一定的參考。

　　關(guān)鍵詞：港口工程;樁基檢測;質(zhì)量

　　一、前言

　　在最近的一段時間內(nèi)，特別是近十年的時間，我國的港口工程有了很大的發(fā)展。隨著海運(yùn)的發(fā)展和船舶噸位的增大，也新建了很多的大型深水碼頭。隨著配套的，為了保障港口的建設(shè)安全，樁基的截面積也在不斷的增大。另外，為了保障一定的穩(wěn)定性和使用強(qiáng)度，必須要加大樁基的承載力，樁基的深度也在不斷的加深。樁基本身具有隱蔽的特點(diǎn)，一旦建成，必須保障足夠的使用強(qiáng)度和壽命，而且在沒有出現(xiàn)事故之前很難發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的質(zhì)量問題。因此在樁基使用之前，樁基的質(zhì)量檢測就變得越來越重要。樁基檢測是樁基工程中必須存在的環(huán)節(jié)。本文中詳細(xì)的介紹一下常用的樁基檢測方法。根據(jù)工作中的經(jīng)驗(yàn)，對這些方法進(jìn)行深入的分析，比較各種方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，為以后的檢測提供一定的參考。

　　二、港口樁基存在的常見問題

　　1.灌注樁的質(zhì)量問題(1)鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁是灌注樁中的重要一種。灌注樁在施工和使用的過程中一般會發(fā)生四種質(zhì)量問題。①灌注樁的承載能力會出現(xiàn)大幅度的下降，導(dǎo)致樁基的承載能力達(dá)不到使用的標(biāo)準(zhǔn)。②樁基的澆注一般是在水下完成的，這樣就自然的出現(xiàn)了弊端，樁基的水下質(zhì)量很難直接觀測。樁基的水下部分主要是容易出現(xiàn)兩種問題，分別是樁身斷裂，另一個方面是混凝土不穩(wěn)定，發(fā)生離析現(xiàn)象。③樁身出現(xiàn)擴(kuò)徑或者縮頸的現(xiàn)象。灌注樁的施工是在水下完成的，需要有鉆孔的支持。④這個問題是其他問題導(dǎo)致的樁身斷裂現(xiàn)象。樁身的骨骼是鋼筋籠，當(dāng)鋼筋籠出現(xiàn)錯位的時候，樁身本身的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，應(yīng)力嚴(yán)重的不符合設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，最后一定會發(fā)生樁身斷裂的問題。(2)沉管灌注樁。沉管灌注樁和鉆孔灌注樁在結(jié)構(gòu)上存在一定的差別，所以出現(xiàn)問題的原因也是有一定的不同的。①是拔管的速度帶來的影響。拔管的速度過快會因?yàn)槟Σ亮Φ脑�因造成樁身的縮頸、夾泥以及斷樁的質(zhì)量問題。②是樁基間距的問題，樁基間距應(yīng)該有一定的距離，當(dāng)距離比較近的時候，相鄰樁基施工會相互產(chǎn)生影響。③是承壓水層的影響。沉管樁的地層有的時候有承壓水的砂層，一般砂層的上部還伴隨著透水性不太好的土層。(3)人工挖孔樁。人工的操作問題是影響樁的質(zhì)量的重要因素。比如，施工的過程中，直接把混凝土直接倒入到孔中，混凝土的距離過大，導(dǎo)致樁身的質(zhì)量下降，另外，孔內(nèi)的水還沒有排干就開始澆筑。

　　2.預(yù)制樁的質(zhì)量問題(1)鋼樁。①錘擊力過高時，鋼樁因?yàn)槌休d力的限制，容易出現(xiàn)局部的損壞，最終樁身失去穩(wěn)定性。②H型鋼樁是比較特殊的一種，他的形狀和手里在不同的方向上存在差異。這樣的性質(zhì)在入土比較深的時候會往土質(zhì)比較差的方向上發(fā)生變形。③錘擊的過程中次數(shù)過多和第一節(jié)樁不能和手里面垂直，這樣的情況會導(dǎo)致斷樁。(2)混凝土預(yù)制樁�；炷�土預(yù)制樁的質(zhì)量問題有四個方面。①錘擊過程中產(chǎn)生的拉應(yīng)力過大，樁身承受不了的時候就會出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。②一般焊接的部分要達(dá)到一定的使用強(qiáng)度的時候才可以承受足夠的應(yīng)力，但是當(dāng)焊接結(jié)束以后冷卻不足的情況下直接錘擊，這時往往會出現(xiàn)開焊的情況。③錘擊的過程，作用力應(yīng)該是豎直向下的，但是樁身如果和樁帽不能在一條線上的時候直接錘擊，就會出現(xiàn)偏離軸向方向的應(yīng)力，造成樁身開裂，嚴(yán)重的時候會出現(xiàn)斷樁的情況。④樁與樁之間需要有一定的間距，當(dāng)距離過小的時候，臨近的樁擠土，使附近的地面隆起來，影響附近的樁承載力。

　　三、港口工程常用的樁基質(zhì)量檢測方法

　　1.鉆孔取芯法鉆孔取芯法是比較常用的一種方法，進(jìn)行鉆孔取芯法的目的就是為了了解灌注樁內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是否能夠達(dá)到使用的強(qiáng)度好要求。通過鉆孔取芯法，可以檢查沉底的厚度以及樁的持層力的情況。從目前來看，鉆孔取芯法是檢測混凝土強(qiáng)度最可靠的方法。2.超聲波透射法超聲波透射法也是非常常用的一種方法。它是根據(jù)聲學(xué)原理來判斷的。根據(jù)聲學(xué)的原理，聲音在不同的介質(zhì)中傳遞的時候速度是不同的，在經(jīng)過樁身的時候，如果存在砂眼或者密度不均的情況就會發(fā)生不同的結(jié)果。根據(jù)這個結(jié)果的不同就可以判斷樁身的內(nèi)部是否存在缺陷。

　　3.高應(yīng)變應(yīng)力發(fā)射波法所謂的高應(yīng)變應(yīng)力指的是用能量很高的重錘錘擊樁頂。這個能量一般最少需要幾十牛頓，高的能量可以達(dá)到幾百牛頓。同時，需要在樁身的兩側(cè)距離樁頂一段距離的地方放置力和速度檢測裝置，測定錘擊作用并轉(zhuǎn)化為電信號傳遞給計算機(jī)部分。當(dāng)有能量作用在樁頂部的時候，樁身的應(yīng)力和應(yīng)變水平應(yīng)該達(dá)到使用的標(biāo)準(zhǔn)，動載荷的存在會讓樁克服泥土的阻力，產(chǎn)生一定的貫入度。4.低應(yīng)變應(yīng)力反射波法低應(yīng)變反射波法是樁頭瞬態(tài)激振、樁頭信號接收，通過實(shí)測樁頂加速度或速度響應(yīng)時域曲線借助一維波動理論來判定基樁的完整性�；蛩�中放電等方法，給樁作用較小能量。作用在樁頂上的動荷載遠(yuǎn)小于樁的使用荷載，不足以使樁產(chǎn)生貫入度，也就是說樁土之間不產(chǎn)生相對位移，只產(chǎn)生彈性變形。低應(yīng)變反射波法是通過應(yīng)力波沿樁身傳播和反射原理進(jìn)行樁的檢驗(yàn)。圖1為檢測示意圖。

　　四、工程應(yīng)用實(shí)例

　　1.工程名稱及概述工程名稱為萬基•濱江國際工程樁基檢測。萬基•濱江國際工程位于青田縣。為檢測基樁樁身完整性是否滿足設(shè)計要求，擬對本工程基樁進(jìn)行低應(yīng)變試驗(yàn)。試驗(yàn)內(nèi)容為檢測基樁樁身缺陷及其位置，判定樁身完整性類別，本次檢測低應(yīng)變1,090根。2.檢測的目的和準(zhǔn)備工作檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性，評估樁身質(zhì)量等級(含樁端);在樁底信號清晰的前提下，根據(jù)基樁平均波速推斷有效樁長。測試前將樁頂不合要求的樁頂砼鑿去，保持樁頭平整、干燥;管樁若樁頭未被擊碎，無須處理樁頭;若樁頂被擊碎，須等截樁(割除破損段)后，再檢測;以便測試時傳感器與樁頂面能更好地耦合，確保測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。施工單位應(yīng)提供試驗(yàn)樁的施工記錄、樁位平面圖、地質(zhì)報告，并填寫現(xiàn)場測試員提供的基樁測試基本情況登記表。3.檢測執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)程》(JGJ106-2003)《基樁低應(yīng)變動力檢測技術(shù)規(guī)程》(DBJ10-4-98)設(shè)計單位及建設(shè)單位要求遵循的項(xiàng)目文件(招標(biāo)文件等)

　　4.檢測儀器及設(shè)備檢測所用儀器為武漢巖海工程技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)的RS-1616K(S)型基樁動測儀，配LC型加速度傳感器(幅頻線性寬度為2~10,000Hz);2010年6月4日由浙江省計量科學(xué)研究院檢定，有效期至2011年6月7日。5.執(zhí)行的質(zhì)量評定等級和標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2003，評定樁身質(zhì)量等級分為四類，如表1。6.檢測的具體流程(1)資料分析：工程資料(包括工程地質(zhì)概況)、土層參數(shù)及綜合柱狀圖、施工過程及記錄資料、樁形尺寸及分布圖。(2)檢測系統(tǒng)聯(lián)結(jié)調(diào)試與傳感器安裝。(3)動測參數(shù)選�。簶堕L、樁徑、樁身砼強(qiáng)度等級、采樣間隔。(4)用激振材料沖擊樁頂進(jìn)行觸發(fā)采集，數(shù)據(jù)一致性較差時，應(yīng)進(jìn)行重復(fù)采集，若隨機(jī)噪聲過大或樁尖反射信號太弱，則可采用時域平均法進(jìn)行完整性診斷。(5)低應(yīng)變完整性分析和缺陷定位，若無缺陷則可到此為止，有缺陷則進(jìn)入下一流程進(jìn)行定量分析。(6)低應(yīng)變反射波法定量分析，包括樁的缺陷(等效截面比或阻抗比)與土層阻抗參數(shù)的定量分析。7.正式報告包含的內(nèi)容檢測結(jié)束后三天內(nèi)告知測試的初步結(jié)果，七天內(nèi)提交正式報告;報告一式五份，由單位總工批準(zhǔn)。正式報告包含以下內(nèi)容：(1)委托方名稱、工程名稱、地點(diǎn)、建設(shè)、勘察、設(shè)計、監(jiān)理和施工單位，基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)型式，層數(shù)，設(shè)計要求，檢測目的，檢測依據(jù)，檢測數(shù)量，檢測日期;(2)地質(zhì)條件描述;(3)受檢樁的樁號、樁位和相關(guān)的施工記錄;(4)檢測方法、檢測儀器設(shè)備，檢測過程敘述;(5)樁身完整性描述，包括缺陷位置、性質(zhì)及類別;動測實(shí)測曲線圖;(6)結(jié)論及建議。

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