國內(nèi)常見樁基質(zhì)量檢測方法介紹

目前，我國的樁基質(zhì)量檢測方法主要有：靜載試驗(yàn)、鉆芯法、低應(yīng)變法、高應(yīng)變法、聲波透射法。

1靜載試驗(yàn)

樁基靜載試驗(yàn)是檢測樁基與地基承載力的一種*直觀、*可靠的傳統(tǒng)方法，單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)、單樁水平荷載試驗(yàn)、地基平板荷載試驗(yàn)都可以稱之為靜載試驗(yàn)的。

單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)可以確定單樁豎向抗壓承載力，它采用接近于豎向抗壓樁的實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法，其試驗(yàn)?zāi)康闹饕校簽闃兜脑O(shè)計(jì)與工程驗(yàn)收提供依據(jù)、驗(yàn)證高應(yīng)變法單樁承載力檢測結(jié)果。靜載試驗(yàn)方法主要有維持荷載法，主要包括慢速維持荷載法和快速維持荷載法。

單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)也是確定單樁豎向抗拔承載力，采用的方法也是接近于豎向抗拔樁的實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法，其試驗(yàn)?zāi)康闹饕校簽樵O(shè)計(jì)提供依據(jù)、為工程驗(yàn)收提供依據(jù)、驗(yàn)證試驗(yàn)等，單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)方法主要是慢速維持荷載法。

單樁水平靜載試驗(yàn)使用與樁頂自由時(shí)的單樁水平靜載試驗(yàn)；同時(shí)有豎向設(shè)計(jì)荷載下單樁水平靜載試驗(yàn)的及其形式的水平荷載試驗(yàn)可參照使用。單樁水平靜載試驗(yàn)可用于對工程樁的水平承載力進(jìn)行檢測和判定，可以確定試驗(yàn)樁的水平承載力，也可以確定有關(guān)地基土的水平抗壓力的比例系數(shù)。

地基平板荷載試驗(yàn)是在一定面積的承壓板上向地基土施加荷載，測定承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)巖土的承載力和變形特性的原位測試方法。地基平板荷載試驗(yàn)實(shí)際上是一種與建筑物基礎(chǔ)工作條件相似，直接對地基土進(jìn)行的現(xiàn)場模擬試驗(yàn)，一般認(rèn)為，地基平板荷載試驗(yàn)確定的地基承載力比用其他測試方法得到的地基承載力更接近實(shí)際。地基平板荷載試驗(yàn)可分為平板荷載試驗(yàn)和螺旋板荷載試驗(yàn)，平板荷載試驗(yàn)根據(jù)試驗(yàn)深度的不同又可進(jìn)一步分為淺層平板荷載試驗(yàn)和深層平板荷載試驗(yàn)。淺層平板荷載試驗(yàn)通常在地面或試坑進(jìn)行，而深層平板荷載試驗(yàn)在試井內(nèi)進(jìn)行。

2鉆芯法

采用鉆機(jī)鉆取芯樣，通過芯樣觀察和對芯樣進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，*終確定被檢樁基的樁長、被檢樁基的樁身混凝土缺陷、被檢樁基的樁底沉渣厚度以及驗(yàn)證被檢樁基樁身混凝土的強(qiáng)度、密實(shí)性和連續(xù)性的方法。

3低應(yīng)變法

反射波法的理論基礎(chǔ)是以一維線彈性桿件模型為依據(jù)，因此，受檢測的樁基的長細(xì)比、瞬間激勵(lì)脈沖有效高頻分量的波長與樁的橫向尺寸之比均宜大于5，設(shè)計(jì)樁身截面宜基本規(guī)則。該方法對樁身缺陷程度只作定性判斷。對于樁身不同類型的缺陷，反射波測試信號中主要反映出樁身阻抗減小的信息，缺陷性質(zhì)往往較難區(qū)分。例如：混凝土灌注樁出現(xiàn)的縮頸與局部松散、夾泥、空洞等，只憑測試信號就很難區(qū)分。

4高應(yīng)變法

直到二十世紀(jì)三十年代，人們才意識到打樁問題是一維波的傳播問題。1960年，Smith提出了以離散質(zhì)量—彈簧模型來模擬錘—樁—土組成的打樁系統(tǒng)，采用差分法數(shù)值求解一維波動方程來分析動力打樁過程的新方法，建立了目前高應(yīng)變動力檢測數(shù)值方法的雛形，為應(yīng)力波理論在樁基工程中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。1965年美國Case技術(shù)學(xué)院G.C.Goble教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組以行波理論為依據(jù)，提出了一套樁的動力測試和分析的新方法，也就是俗稱的Case法。Case法從行波理論出發(fā)，推導(dǎo)出一系列簡便的分析計(jì)算公式，并改善了相應(yīng)的測試儀器，形成了一套通過監(jiān)測現(xiàn)場打樁過程實(shí)時(shí)分析計(jì)算樁的承載力、打樁系統(tǒng)的效率、樁身應(yīng)力、樁身質(zhì)量的方法。Case法具有公式簡潔、實(shí)時(shí)分析功能強(qiáng)等許多優(yōu)點(diǎn)，但由于在推導(dǎo)過程中對樁—土力學(xué)模型作出了許多與樁—土體系實(shí)際的力學(xué)性狀相差較大的簡化假定，邏輯上是不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，因此Case法又稱為一維波動方程的準(zhǔn)封閉解或半解析解。1974年，高勃爾的研究小組提出了以Case法實(shí)測波形曲線為邊界條件，采用史密斯法的樁—土力學(xué)模型和數(shù)值計(jì)算方法的一維波動方程反演分析法—波動方程實(shí)測曲線擬合法，并正式提出了命名為“Capwap”的計(jì)算程序。以后，又對樁的計(jì)算模型作了改進(jìn)，采用連續(xù)桿件模型代替原來的離散質(zhì)—彈模型，并對土模型作了細(xì)化，以使土模型更接近土的實(shí)際狀態(tài)，這就是目前被廣泛使用的“Capwap”程序。

在我國，應(yīng)用*為廣泛是Case法和實(shí)測曲線擬合法。Case法和實(shí)測曲線擬合法是對同一分析對象—通過在樁上部離開樁頂一段距離的樁身兩側(cè)對稱安裝的加速度計(jì)和力傳感器測得該處樁身橫截面的力和運(yùn)動速度的時(shí)程曲線采用不同的數(shù)理模型、不同的計(jì)算方法進(jìn)行分析處理，因此這兩種方法的現(xiàn)場測試系統(tǒng)和測試方法是相同的。

5聲波透射法

在樁基混凝土中預(yù)埋聲測管，將發(fā)射換能器和接收換能器分別放入聲測管內(nèi)，并在聲測管中注滿清水以耦合用。發(fā)射換能器發(fā)射出超聲波，超聲波從聲測管中沿著不同的傳播途徑到達(dá)接收換能器中，通過聲波儀記錄聲學(xué)參數(shù)的變化，對這些聲學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析判斷，*后對樁基混凝土質(zhì)量類別進(jìn)行判別的一種方法。

聲波透射法的理論基礎(chǔ)是通過固體介質(zhì)傳播的彈性波傳播理論。聲波透射法的基本原理是：經(jīng)發(fā)射換能器向諸如混凝土的固體介質(zhì)發(fā)射超聲波，超聲波在混凝土中的傳播過程中經(jīng)過物理特性調(diào)制，再經(jīng)接收換能器接收超聲波，通過記錄和分析超聲波的聲學(xué)參數(shù)波速、波幅、頻率等，*后對這些檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對樁基混凝土質(zhì)量作出綜合評價(jià)。