桩基工程分类繁多。一般按承载力分为摩擦桩、端承桩、摩擦端承桩。桩基检测技术从80年代末的只使用声波透射法抽检发展到目前的低应变、声波透射法、静荷载、钻孔取芯、高应变等综合全面普查。
01低应变检测法
1.1室内环境检测基本原理
低应变检测法是使用小锤敲击桩顶,通过粘接在桩顶的传感器接收来自桩中的应力波信号,采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应,反演分析实测速度信号,频率信号,从而获得桩的完整性。
1.2.室内环境检测检测目的
(1)检测桩身缺陷及扩颈位置。根据波形特点无法判定缺陷性质,无论是缩颈、夹泥、混凝土离析或断桩等缺陷的反射波并无大差别,要判定缺陷性质只有对施工工艺、施工记录、地质报告以及某种桩型容易出现的质量问题非常熟悉,并结合个人工程经验进行大概的估计,估计是否准确只有通过开挖或钻芯验证。
(2)判定桩身完整性类别。所谓完整性类别就是缺陷的程度,缺陷占桩截面多大比例,会不会影响桩身结构承载力的正常发挥,但是目前缺陷程度只能定性判断,还不能定量判断。
1.3室内环境检测适用范围
(1)低应变检测法适用于混凝土桩的桩身完整性判定,如灌注桩、预制桩、预应力管桩、水泥粉煤灰碎石桩等。
(2)低应变检测法过程检测中,由于桩侧土的摩阻力、桩身材料阻尼和桩身截面阻抗变化等因素影响,应力波传播过程,其能力和幅值将逐渐衰减,往往应力波尚未传到桩底,其能量已完全衰减,致使检测不到桩底反射信号,无法判定整根桩的完整性。根据实测经验,可测桩长限制在50m以内,桩基直径限制在1.8m之内较合适。
高应变检测法的检测结果集合了低应变检测和静荷载检测。高应变检测的费用比低应变检测高,比静荷载检测低。高应变检测法对于桩基承载力的检测准确度不如静荷载检测,一般误差在10%左右。结论由上述分析可见,各种桩基检测技术由于各自的理论假设及各种因素影响,均存在一定的局限性,故充分利用各种方法的强项,解决工程实际问题是很有必要的。
对于在前三种检测中结果不符合要求的桩基或者结构相对复杂的重要桥梁(单跨大于25米、拱桥、斜拉桥、连续梁桥、悬索桥等)的桩基,需采用高应变和静荷载对桩基承载力进行检测。两种检测优缺点明确,可根据实际情况按不同比例选择两种检测方式。
自平衡法,顾名思义,是由桩体本身重量提供反力,而不借助外力的一种静载荷试桩方法。通过在桩间预埋压力盒,并在此由千斤顶加载,通过测试上下段桩的承载力得到整根桩的承载力。
自平衡法与传统的堆载法和锚桩法不同,该技术是在施工过程中将按桩承载力参数要求定型制作的荷载箱置于桩身底部,连接施压油管及位移测量装置于桩顶部,待砼养护到标准龄期后,通过顶部高压油泵给底部荷载箱施压,得出桩端承载力及桩侧总摩阻力。
荷载箱
自平衡法测桩法是一种基于在桩基内部寻求加载反力的间接的静载荷试验方法。其主要装置是一种特制的荷载箱,它与钢筋笼连接而安置于桩身下部。试验时,从桩顶通过输压管对荷载箱内腔施加压力,箱盖与箱底被推开,从而调动桩周土的摩阻力与端阻力,直至破坏。将桩侧土摩阻力与桩底土阻力迭加而得到单桩抗压承载力,