基桩动测工作有关问题.doc

关于基桩动测工作有关问题的认识【摘 要】 由于基桩动测技术本身在发展与应用过程中存在人为差异，从而形成了种种误解或疏忽，有必要针对如下几个方面以提高认识：明确动测目的，确定相应的动测方法；了解高应变法与低应变法的根本区别；动测试桩抽检方式与数量的确定；对预制桩进行动力检测的必要性；动测实施的时间及部位；依据波速来估计桩身混凝土强度等级应注意的因素；如何根据动测报告了解桩基施工质量。由于桩基静载试验的特点所限，不易实施、不能用于仰程桩的普查，而桩基动测技术的发展正适应了工程建设的需要，能对工程桩的成桩质量进行普查，从技术上保证了对工程质量的监督与管理，但由于动测技术本身在发展与应用过程中存在不尽如人意的方面，从而形成了种种误解或疏忽，有必要针对如下几个方面作出相应的说明，以提高认识，有利于桩基动测工作的发展与提高，更好地为工程建设服务。l 明确动测目的、确定相应的动测方法基桩动力检测的目的，主要是对成桩质量的检查，并可作为承载力检测的辅助测试手段。规范JGJ9494亦作出了相近的规定：对于一级建筑桩基和地质条件复杂或成桩质量可靠性较低的桩基工程，应进行成桩质量检测检测方法可采用可靠的动测法 这里的“可靠的动测法”应理解为理论成熟，操作易行的低应变动测法，如反射波法；另外，规范JGJ9494亦提出：对于三级建筑桩基以及作为一、二级建筑桩基静载试验检测的辅助检测可采用可靠的动测法对工程桩单桩竖向承载力进行检测。这里的“可靠的动测法”应理解为高应变动测法。在这里需进一步强调的是，静载试验是确定单桩承载力最基本最可靠的方法；而动测法确定承载力则是间接的，其中高应变动测法目前已较广泛地应用于工程实践，而一些低应变动测法，如机械阻抗法，动力参数法等，通过“动刚度”的理论推算承载力，则更是间接的方法，尚存在一定的学术分歧，但低应变动测法桩身成桩质量的检测，则是可靠的，被实践证明是可行的；2 高、低应变动测法的区别根据动测时桩土发生变形的大小，动测法分为高应变与低应变动测法两大类。高应变法是采用重锤(通常以吨位计)激振，使桩土发生相对位移，利用波动理论揭示桩土体系在接近极限阶段时的工作性状，评价桩身质量分析桩的承载力；而低应变法是利用低能量的瞬态或稳态激振，使桩在弹性范围内作低幅振动，利用振动和波动理论判断桩身缺陷，进一步分析可得到动刚度，通过静动对比，按容许沉降推算桩的容许承载力。高应变法与低应变法的根本区别在于高应变法考虑了桩周土的弹塑性响应，而低应变法使桩周土完全处于弹性范围内。直接测定桩的极限承载力，一般必须具备桩与桩周土之间产生足够的相对位移这一条件。据此观点，高应变法可以直接测定桩的极限承载力， 而低应变法是测不到桩的极限承载力的。因为低应变法测试时，一般桩土问相对位移尚难出现相应的土阻力激发，尽管测试时也在桩顶实际测定了桩的某些响应。从另一方面讲，也不能说低应变法完 不能提供单桩承载力，它只是间接地由某种理论模式推算而由动、静对比资料统计下通过经验参数换算得到，而决不是现场直接测定承载力。 此，在应用低应变法提供承载力参数值时，就必须十分注意所采用方法的原始假定，统计资料的多少与离散性，土质条件和成桩工艺的相似性等。3 动测试桩抽检方式与数量的确定从工程桩中抽检动测桩，一般应由设计或监理或建设方或测试单位随机抽取，应以测试单位为主抽取，并应结合结构部位、土质变化情况、施工条件、现场管理等因素，抽取有代表性的或有疑问的桩进行检测。对于高应变动力试桩的检测数量，建筑基桩检测技术规范JGJ1062003规定：承载力检测时，对工程地质条件、桩型、成型机具和工艺相同、同一施工单位的基桩，检测桩数不宜少于总数的2 ，并不得小于5根；在这里需强涮的是，规程所规定的抽检数量比例，是以同一条件下为前提的，对不同地质类型、不同的桩型与规格、不同的成桩工艺应分别抽取进行检测；对于桩身结构完整性检测的数量，规程JGJT9395作出规定如下：对于 柱一桩的建(构)筑物，全部基桩应进行检测；非一柱一桩时，应按施工班组抽测，检测混凝土灌注桩桃身完整性时，抽测数不得少于该批桩总数的20 ，且不得少于l0根；对于混凝土预制桩，抽测数不得少于该批桩总数的10 ，且不得少于5根，当抽取不合格的桩数超过抽测数的30 时，应加倍重新抽测，加强抽测后，若不合格桩数仍超过抽测数的30 ，应全数检测。实践证明规范规定的检测数量能够有效地控制桩基工程施工质量，对于不合格的基桩也可根据检测结果及时采取措施进行加固，消除桩基工程隐患，对于重要工程等的一级建筑桩基和桥梁工程桩基，一般均应全部逐根检测。4 对预制桩进行动力检测的必要性有人认为，混凝土预制桩在地面上浇注，桩身混凝土质量可以得到保证，不需要进行低应变动测。持这种观点的人往往忽略了预制桩在施工中可能出现的桩身开裂、折断、接头破损及错位等现象，尤其当预制桩制作质量较差、桩身混凝土强度偏低、接头连接质量较差时更易出现这种情况。因此，对预制桩工程进行检测是十分必要的。但由于预制桩桩接头处的构造不同， 一定程度上影响了应力波的传递，遇到硫磺胶泥接头不密实，接头松动或钢板连接问隙较大时，接头以下的桩身结构完整性就难以判断。对此，规程JGJT9395规定：对多段接长的预制桩，宜采用多种方法进行综合分析判断。5 动测法的适用范围及误差低啦变法有反射波法、机械阻抗法，动力参数法和声波透射法。上述方法均有各自的适合范围和技术要求，应根据不同的检测对象和检测要求选用。对于反射波法，规程JGJT9395规定：本方法可适用于检测桩身混凝土的完整性，推定缺陷类型及其在桩身中的位置。本方法也可对桩长进行核对，对桩身混凝土的强度等级作出估计。反射波法检测时，通过判断桩底反射来确定波速与桩长，利用已知的桩长来确定波速或用波速来核对桩长及确定缺陷位置。这其中由于波速的确定存在一定的误差，加之桩身混凝土沿不同的深度强度不均匀的影响，造成通过波速推定的桩长与实际桩长有差异，有经验的检测人员一般可控制在5 以内；另外，动测仪器数据采集仪的采样时间间隔决定了桩长缺陷位置的最小误差，当然这种系统误差远远高于工程实际要求的精度。在确定桩基承载力方面，高应变动测法作为承载力的辅助检测手段，可以实现静载试验所难以进行的普查，能够获得比静载试验更多的桩土体系的参数，更能全面反映桩基的工作性状；但由于高应变动测法理论模式与实际桩土体系的差别，测试及分析时有关参数的不确定性，尤其是对于灌注桩；另外由于试桩桩头的处理好坏及现场测试的实施均直接影响承载力结果；因此在现场采集较为理想的条件下，有经验的分析人员所得到的结果误差在10左右。6 动测实施的时间及部位用高应变法进行桩基承载力检测的时间，涉及到桩身混凝土强度龄期及桩周土的恢复期问题，另外，进行高应变法动测的桩应进行桩头预处理，使桩头材料与强度尽量与桩身一致。对于预制桩，如果桩头不疏松破裂，在桩周土达有关规程规定的恢复期后即可实施动测(不同类型的土有不同的恢复期，一一般为25天)；对于灌注桩，应待桩身混凝土强度达设计要求后方可进行( 般为28天)，J 小 t i 的恢复期用低应变反射波法进行桩身完 性榆测的时问， 町根据工程进度的需要，穿插进行，对于灌注桃般 于7天，对于预制桃，成桩后即可进行。动测实施的部化，一般要求于设汁承仃底或梁底 高进行。桩头要预先处理，凿除浮浆或疏松开裂部分，纠杯商 立l】果发现桩头不好，继续向下清除，检测 再进行接桩处理7 对于静载试验桩应事先进行动测。以确定成桩质量在一般情况下，单桩的懂向极限承载力取决于地基土对桩的支承，也就是保证基桩结构完整条件下的地基土对桩的支承。因此，作为承载力试验的桩，必须保证桩身结构完整或基本完整。这是承载力检测必须遵循的准则。通常需要进行承载力检测的桩，在进行桩头加固前，应作低应变动测，以便对桩身结构完整性预先作出判断，如果出现了静载试桩达不到设计要求的情况，能排除桩身破坏的 素，有助于分析其它原因进而作出相应的措施来解决问题。8 依据波速来估计桩身混凝土强度等级应注意的因素据有关资料及经验，C20、C25、C30强度等级的混凝土时应的桩身波速大致分别在3 200ms3 500ms、3 400ms3700ms、3 600ms4 000ms 范围，冈此根据报告巾的波速可估计所测桩的砼强度等级，但由于影响桩身波速的因素很多。不能说明波速越高，桩身混凝土强度越商，下面对一些因素作简要说明：(1)桩身缺陷的存在也影响波速，缩颈使波速增大，扩颈使波速减小；(2)工程桩施：的灌注条件不同，也会引起波速的变化。现场浇制与商品混凝土在密实度、所用的砂石材料及配合比的不同均会影响桩身波速；(3)桩周土的状态不同导致“参振土体”的不同，也影响桩身混凝土的波速；因此，对波速的理解应从多方面考虑。桩身波速是平均波速，沿桩身深度不同砼强度也存在较大的差异。只能认为，在桩身结构完好的前提下，同一地质条件、成桩工艺、施工水平的情况下，波速高的混凝土强度也高，反之亦然。9 如何根据动测报告了解桩基施工质量(1)首先应注意到试桩数量占总桩数的比例，了解其代表性的高低，并了解缺陷桩的类型及所占检测桩的比例大小，以决定是否增加抽检数；(2)了解检测方法及其原理，以确定其适用范围；对于用动测方法提供承载力的情况，应注意有尤静载资料作对比；(3)桩身结构完整性的评价方面，对于缺陷程度的判