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水泥粉噴樁檢測(cè)技術(shù)方法內(nèi)容與選擇(二)

發(fā)布時(shí)間:2010-01-14 共1頁(yè)

  2.6 應(yīng)力波反射法 
  在一定齡期后水泥粉噴樁具有介于彈性體至散體之間的力學(xué)性質(zhì),但對(duì)于樁周土(軟粘土、淤泥等)來說,在施加較小外力的情況下,可視為彈性體。由于水泥粉噴樁在形態(tài)上其長(zhǎng)度遠(yuǎn)于樁徑,因此可將樁視為一維彈性桿件,同時(shí)樁身的強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)其阻抗明顯于樁周土及樁底阻抗,這符合應(yīng)力波反射動(dòng)測(cè)的理論假設(shè),應(yīng)力波反射法是以彈性體內(nèi)的應(yīng)力波傳播理論為依據(jù),在樁頂中心用尼龍棒等垂直施加一沖擊力,使樁質(zhì)點(diǎn)受迫振動(dòng)并產(chǎn)生彈性波,沿樁身向下傳播。當(dāng)樁身存在松散、夾泥、攪拌不均勻等缺陷時(shí)會(huì)造成密度、截面或波速變化,這必然引起波阻抗的差異,從而產(chǎn)生波的反射和疊加。該振動(dòng)信號(hào)被置于樁頂?shù)募铀俣葌鞲衅鹘邮眨瑐髦翗渡硗暾詸z測(cè)儀,經(jīng)檢測(cè)儀將采集到的信號(hào)進(jìn)行放、濾波處理和初步分析,數(shù)據(jù)采集結(jié)束后再用專門軟件在計(jì)算機(jī)上作詳細(xì)分析,綜合時(shí)域曲線和頻譜圖形,評(píng)價(jià)樁身質(zhì)量(即樁身的完整性、攪拌的均勻性、連續(xù)性等和樁身水泥土抗壓強(qiáng)度)。
  其測(cè)試系統(tǒng)。同三線寧波段高速公路3K+782處粉噴樁(樁徑50cm,樁長(zhǎng)9.0m)檢測(cè)中出現(xiàn)的幾種典型波形. 
  應(yīng)力波反射法測(cè)水泥粉噴樁較簡(jiǎn)捷方便,且節(jié)約工期,較適用于數(shù)量粉噴樁普查與評(píng)價(jià)分析。但使用該方法檢測(cè)和分析時(shí)要注意: 
  (1)測(cè)試時(shí)樁的齡期不宜太短,一般至少要28d,否則因樁身強(qiáng)度太低使樁身與樁周土波阻抗差異不,無法測(cè)得反映樁身實(shí)際施工質(zhì)量的理想波形曲線。 
  (2)在對(duì)測(cè)試出的曲線結(jié)果進(jìn)行分析時(shí),不能象剛性樁那樣把各種缺陷(如斷樁、短樁、離析、夾泥等)仔細(xì)確定。在實(shí)測(cè)曲線上,波沿樁身傳播出現(xiàn)有界面反射但不能仔細(xì)確定時(shí),一般可以判定為攪拌不均勻。 
  2.7 水電效應(yīng)法 
  水電效應(yīng)法也叫電火花振動(dòng)測(cè)樁法,它的基本原理是利用在樁頂水中高壓放電,激起水體瞬間熱膨脹產(chǎn)生的巨脈沖力來激勵(lì)樁的振動(dòng),而樁質(zhì)量的好壞可用瞬態(tài)激勵(lì)所得到的樁~土系統(tǒng)的頻響函數(shù)來識(shí)別。 
  水電效應(yīng)法的測(cè)試系統(tǒng)整體上來講由激振裝置、信號(hào)接收、記錄裝置及信息處理裝置等三部分組成。 
  水電效應(yīng)法的測(cè)試過程由以下幾部分組成: 
  (1)現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備。包括樁頭處理、安裝水管、管內(nèi)注水、安裝高壓電極及傳感器等。 
  (2)儀器調(diào)試。包括振源調(diào)試和傳感器、二次儀表調(diào)試。 
  (3)正式試驗(yàn),記錄好振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)。 
  (4)信號(hào)數(shù)據(jù)數(shù)字化處理并進(jìn)行分析計(jì)算,對(duì)樁的完整性進(jìn)行判斷并計(jì)算承載力,然后得出結(jié)論
  水電效應(yīng)法既可方便地測(cè)出樁身的完整性,同時(shí)也可快捷地推算出單樁或復(fù)合地基的承載力,是檢測(cè)粉噴樁特別快捷、有效的一種方法,如西寶高速公路的部分粉噴樁就是利用該方法檢測(cè)的,但目前該方法在國(guó)內(nèi)粉噴樁測(cè)試中尚未廣泛使用。 
  2.8 靜載試驗(yàn)法 
  由于粉噴樁最終的控制參數(shù)是復(fù)合地基的整體承載力,靜載試驗(yàn)法是在樁體達(dá)到一定齡期后,對(duì)單樁或復(fù)合地基通過具有一定剛度的壓板加載來測(cè)試地基承載力的方法,是最能貼近地基受力的實(shí)際情況,最能準(zhǔn)確、直接測(cè)出單樁或復(fù)合地基承載力的最標(biāo)準(zhǔn)的方法,包括單樁靜載試驗(yàn)和復(fù)合地基靜載試驗(yàn)。其試驗(yàn)要點(diǎn)如下:
  (1)對(duì)于單樁靜載試驗(yàn),壓板直徑應(yīng)與樁徑相等。對(duì)于復(fù)合地基靜載試驗(yàn),壓板尺寸按面積置換率確定。壓板中心必須與試驗(yàn)面中心重合,壓板下須用10mm厚的粗砂墊平。 
  (2)試驗(yàn)荷載應(yīng)按等量分級(jí)施加,加載等級(jí)可分為8~12級(jí)。對(duì)于工程樁總加載量接近或等于但不得超過設(shè)計(jì)值的1.5倍,對(duì)于試樁總加載量不宜少于設(shè)計(jì)值的兩倍,加載方式常用堆載法或錨樁作反力支承法等,寧波學(xué)發(fā)明的水箱法氣壓反力樁基靜載試驗(yàn)裝置等都是較方便實(shí)用的加載方法
  (3)測(cè)讀沉降的間隔時(shí)間及穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)的不同,分慢速法和快速法。 
  在工程樁上進(jìn)行的單樁靜載試驗(yàn)可采用快速法,快速法觀測(cè)沉降的間隔時(shí)間為5、10、15、15、15min,加載滿1h即施加下一級(jí)荷載。 
  在試驗(yàn)樁上進(jìn)行的靜載試驗(yàn)和在工程上進(jìn)行的復(fù)合地基載荷試驗(yàn)宜采用慢速法,慢速法觀測(cè)的間隔為10、10、10、15、15min,以后每隔0.5h讀一次沉降,當(dāng)加載量尚未超過設(shè)計(jì)要求值時(shí),1h內(nèi)沉降增量小于0.1mm才可加下一級(jí)荷載;當(dāng)加載量于設(shè)計(jì)要求值以后,1h內(nèi)沉降增量小于0.2mm即可加下一級(jí)荷載
  (4)當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)可終止試驗(yàn),確定極限承載力: 
  ①承壓板周圍的土明顯地側(cè)向擠出或壓板周圍出現(xiàn)明顯的裂縫; 
  ②沉降S驟增,荷載與沉降(Q~S)曲線出現(xiàn)陡降段; 
  ③累計(jì)的沉降量已于壓板寬度B或直徑D的10%; 
  ④總加載量已達(dá)到預(yù)定的要求; 
  ⑤對(duì)于慢速法,在某一級(jí)荷載下,24h內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。 
  當(dāng)出現(xiàn)終止加載條件1、5兩種情況時(shí),極限承載力取該級(jí)荷載的前一級(jí)荷載;當(dāng)出現(xiàn)終止加荷條件第2種情況時(shí),極限承載力取相應(yīng)于陡降段的起點(diǎn)即第二拐點(diǎn)的荷載值
  (5)卸載觀測(cè)。每級(jí)卸載為加載的兩倍,如為奇數(shù),第一級(jí)可分3倍。每級(jí)卸載后,隔15min測(cè)讀一次;讀兩次后,隔0.5h再讀一次,即可卸下一級(jí)荷載。全部荷載卸完后,當(dāng)測(cè)讀到0.5h回彈量小于0.1mm即認(rèn)為穩(wěn)定。 
  (6)地基承載力的確定: 
  ①對(duì)于單樁當(dāng)極限承載力能確定時(shí),取極限承載力的1/2;未能確定極限承載力時(shí),可取S/D=0.01~0.012所對(duì)應(yīng)的荷載值。 
  ②對(duì)于復(fù)合地基: 
  a)當(dāng)Q-S曲線上有明顯的比例界限時(shí),可取該比例界限所對(duì)應(yīng)的荷載; 
  b)當(dāng)極限承載力能確定時(shí),取極限承載力的一半,并與按比例界限所對(duì)應(yīng)的荷載相比,取兩者中的小值;    
  c)如總加載量已為設(shè)計(jì)要求值的兩倍以上,取總加載量的一半; 
  d)按相對(duì)變形確定。根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)沉降的要求和樁端土層的軟硬,可取S/D=0.004~0.010所對(duì)應(yīng)的荷載值。 
  靜載試驗(yàn)法是在現(xiàn)場(chǎng)直接通過加載檢測(cè)單樁及復(fù)合地基承載力的方法,最接近單樁或復(fù)合地基在工程實(shí)際中的受力狀況,用該法檢測(cè)的結(jié)果最能反映單樁和復(fù)合地基的實(shí)際承載力,但靜載試驗(yàn)法得到的是維持荷載作用下,最薄弱破壞模式相應(yīng)的樁土體系喪失承載剛度的外荷,盡管它能全面獲得承載剛度的變化情況,描述最弱的破壞模式,并得到與之相應(yīng)的承載力,但它不能提供樁身質(zhì)量的完整性、均勻性、連續(xù)性的完整信息,更不能定量定位,加之水泥粉噴樁具有樁體壓碎破壞發(fā)生在淺層的特點(diǎn),也就不能對(duì)粉噴樁的施工質(zhì)量作出全面的評(píng)價(jià)。僅對(duì)承載力有懷疑的單樁或復(fù)合地基而言,目前靜載試驗(yàn)法是最權(quán)威的檢測(cè)方法,但要對(duì)粉噴樁的施工質(zhì)量作出全面評(píng)價(jià),還須用其它的檢測(cè)方法與之配合和補(bǔ)充。 
  盡管水泥粉噴樁的檢測(cè)方法已有這么多種,但每一種檢測(cè)方法都有其局限性,沒有一種方法是對(duì)樁身質(zhì)量的全面評(píng)價(jià)。在沒有一種更完美方法的情況下,為了保證水泥粉噴樁的樁身質(zhì)量,確保軟基處理的成功,應(yīng)根據(jù)經(jīng)粉噴樁復(fù)合地基處理工程的重要性、復(fù)雜程度及所具有的檢測(cè)儀器設(shè)備的實(shí)際條件與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,從中選擇合理、可靠、有效的檢測(cè)方法。可以用一種,也可以用多種方法聯(lián)合檢測(cè),如常用組合有:用應(yīng)力波反射法普查,用靜載試驗(yàn)法對(duì)個(gè)別單樁或復(fù)合地基的承載力進(jìn)行檢驗(yàn),還有用鉆孔取芯法與動(dòng)力觸探法標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)配合進(jìn)行等等。 
  3 結(jié)束語(yǔ) 
  隨著水泥粉噴樁在軟土地基處理中越來越廣泛的應(yīng)用,水泥粉噴樁所構(gòu)成的柔性復(fù)合地基的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)不斷得到發(fā)展,對(duì)于水泥粉噴樁質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)的要求也越來越高。通過科學(xué)合理的檢測(cè)方法對(duì)試樁進(jìn)行檢測(cè),能為水泥粉噴樁的設(shè)計(jì)、施工提供可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù),以便設(shè)計(jì)人員確定正確的設(shè)計(jì)參數(shù)及施工人員確定合理的工藝參數(shù);通過便捷、有效的檢測(cè)方法及對(duì)施工好的水泥粉噴樁進(jìn)行檢測(cè),并提出準(zhǔn)確可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù),以便監(jiān)理及施工人員對(duì)粉噴樁施工質(zhì)量作出正確的判斷和評(píng)價(jià),對(duì)合格的樁及時(shí)認(rèn)可其質(zhì)量;對(duì)不合格的樁及時(shí)采取有效措施,既要保證工程質(zhì)量又不影響工程進(jìn)度,這就迫切要求質(zhì)量檢測(cè)人員盡快創(chuàng)造出一種可以全面檢測(cè)水泥粉噴樁的完美的檢測(cè)方法。不僅如此,對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)操作進(jìn)行規(guī)范化管理以及加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)試驗(yàn)的管理亦刻不容緩。在實(shí)際工程建設(shè)中,由于建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位等過分強(qiáng)調(diào)工期及經(jīng)濟(jì)效益,有關(guān)單樁或復(fù)合地基試驗(yàn)普遍存在測(cè)試齡期太短、試驗(yàn)點(diǎn)少等問題,加上目前檢測(cè)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng),不平等競(jìng)爭(zhēng)時(shí)有發(fā)生,導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果帶有很偶然性,測(cè)試質(zhì)量低劣,甚至個(gè)別測(cè)試單位在檢測(cè)中弄虛作假等,因此為了保證水泥粉噴樁檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠,確保水泥粉噴樁復(fù)合地基工程質(zhì)量,必須采取相應(yīng)的措施,加強(qiáng)水泥粉噴樁及其復(fù)合地基的檢測(cè)管理、監(jiān)督,制定必要的規(guī)范、規(guī)程,以保證檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)性、公證性和可靠性,減少工程質(zhì)量事故,確保工程質(zhì)量。
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