利用靜力觸探成果評價樁基承載力

1、利用靜力觸探成果評價樁基承載力紀恒水摘要 本文重點介紹用靜力觸探成果評價樁基承載力的方法在工程中的應用,并通過與靜 載荷試驗對比,表明該方法的技術經(jīng)濟特點及推廣應用價值。關鍵詞 靜力觸探 三角樁 樁基承載力0 引言工程樁基礎, 一般是指混凝土預制樁、 鉆孔灌注樁。 樁基作為建筑物地基中的地下隱蔽工 程,樁基承載力的確定,在工程界越來越受到廣泛的重視。眾所周知,樁基承載力測試,常 用的測試方法是靜力載荷試驗。 而該方法常受到試驗深度的限制, 且設備笨重、 試驗周期長、 費用高。然而如何選擇一種具有設備結構簡單、操作方便、周期短、費用低、成果可靠的方 法是工程界所關注的問題。 對此, 筆者在多年工

2、作實踐與試驗對比基礎上提出, 利用靜力觸 探成果評價樁基承載力的方法,并在工程應用中取得了較好的效果。1 場地地質(zhì)條件及樁基概況1.1 場地地質(zhì)條件場地原屬通縣北運河故道范圍內(nèi), 場地低洼, 且有東西向沖溝穿過。 地貌單元為大面積新 近代沖積平原, 場地土成因類型分為人工堆積與新近沉積土層。 場地主要地層分布:表土為 厚度在 1.01.8m 之間的雜填土 -1層, 1.01.5m 厚的耕土層, 以下為新近代沉積土層。 在原沖溝底部局部見灰色 -灰黑色的粉質(zhì)粘土 -1層,粘質(zhì)粉土層。大部分場地耕土之下 為褐黃色土層,有砂質(zhì)粉土 -1層,粉質(zhì)粘土層,粉砂層,細砂層。 地層巖性與試 驗指標見表 1。

3、該地區(qū)按地震八度設防,其中層為可液化砂層,液化指數(shù)在 515之 間,屬中等液化場地,場地土為中軟場地土,場地類別為類。地下水位埋深 3.5m 。表 1 地層巖性與試驗指標成因類型土層序號野 外 描 述試 驗 指 標樁周土摩擦力fk (kpa 巖性及成分密度濕度狀態(tài)輕便觸探N10(擊標準貫入N63. (擊人工堆積 -1雜填土:含磚塊、白灰、碎石等 中密濕22耕土:含磚炭渣局部較厚素填土 中下濕可塑81820新近沉積層 -1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土:含炭渣云母 稍密濕軟 可塑101220粘質(zhì)粉土:含磚炭渣、腐殖質(zhì) 稍密飽和軟塑81920 -1砂質(zhì)粉土:含磚炭渣夾粉砂薄層中下飽和可塑154930粉質(zhì)粘土:含云

4、母、炭渣中下濕可塑113561030粉砂:含云母粉土夾粘質(zhì)粉土 1中下中飽和4550101925細砂:含云母、少量礫石、粗砂密中上飽和硬133235(樁端土承載力 25001.2 樁基概況試驗場地擬建六棟六層住宅樓, 磚混結構, 建筑物地基采用等邊三角形混凝土預制樁基礎, 樁截面邊長為 300mm ,樁長 910m ,樁端持力層為細砂層。設計單樁豎向承載力標準值 280KN 。 為檢驗單樁承載力和為打樁施工提供樁端持力層界面深度, 打樁后, 在場地內(nèi)進行 了四根單樁靜載荷試驗和四個孔的靜力觸探工作。2 靜力觸探原理與成果應用2.1 靜力觸探原理靜力觸探是用靜力將帶有測力裝置的金屬探頭, 按一定

5、速率壓入土中, 通過電子測量儀表測出土層對探頭隨深度變化的連續(xù)阻力,稱貫入阻力(Ps 。采用雙橋探頭測試時,可分別 測出錐尖阻力 (qc和測壁摩阻力 (fs. 貫入阻力的變化反映了土層物理力學性質(zhì)的變化。因 此,可確定地基土承載力及變形模量。由于靜力觸探過程與打入樁施工具有相似性,然而, 又可利用靜力觸探成果評價樁基承載力。靜力觸探成果一般按圖 1形式給出。2.2 成果應用用靜力觸探指標推算單樁承載力的方法在國外都得到普遍的應用, 效果很好。 由于靜力觸 探試驗可看作是一小直徑樁的現(xiàn)場載荷試驗, 從已有的對比試驗結果表明, 用靜力觸探指標 推算單樁承載力的精度較標準貫入試驗靜力理論公式推算和波

6、動方程推算結果都精確, 其 誤差最小,因此有廣泛的使用價值。采用鐵路系統(tǒng)推薦的混凝土打入樁承載力公式計算:mP k =1/KU Ls ·s ·fs+i ·qc · (1S=1式中:K 安全系數(shù), (一般取 2U 樁的周長 (mM 樁身穿過土層數(shù)Ls 第 i 層土層的厚度 (m樁的截面積 ( qc 樁底以上和以下各 4D (D 為樁的直徑或邊長平均觸探端阻力 (Mpa, 當樁底以上 qc>以下 qc 時取下平均值s ·i 分別為側(cè)摩阻和端阻綜合修正系數(shù);當土層為砂性土:qc>2Mpa, 且 fs/qc 0.014時s=1.798(fs

7、 (2i=1.257(qc (3根據(jù)靜探原理,筆者采用沈陽探礦機械廠生產(chǎn)的車裝式靜探設備,在上述場地內(nèi)進行了 4個孔的靜力觸探試驗,觸探采用雙橋探頭,反力由車體自重提供經(jīng)液壓設備控制貫入速度, 用江蘇栗陽應用計算機廠生產(chǎn)的 LMC-B210型靜探電腦儀完成靜探數(shù)據(jù)采集, 并打印 qc-h 、 fs-h 曲線 , 整個數(shù) 據(jù)采集過程無須人工干預,數(shù)據(jù)準確 , 成果可靠。根據(jù)觸探結果,給出該場地靜力觸探成果見表 2。采用打入樁承載力計算公式(1 ,將 qc 、 fs 、 s 、 i 和樁的有關參數(shù)代入計算,即得 到單樁承載力P k 。3 結果對比分析為了對靜力觸探成果評價的方法進行對比分析, 本文

8、引用該場地四根三角樁試樁資料, 采 用前面介紹的方法計算樁基承載力, 并將結果與靜載試驗實測值進行對比分析, 靜力觸探與 單樁載荷試驗對比結果見表 3表 2 靜 力 觸 探 成 果 表層序土層名稱孔 1(Mpa 孔 2(Mpa 孔 3(Mpa 孔 4(Mpa 統(tǒng)計(Mpa qcfsqcfsqcfsqcfsqcfs1雜 填 土7.840.12233.030.03815.43 0.08012素 填 土1.600.01572.310.02693砂質(zhì)粉土1.240.03310.740.03402.290.01371.321.40 0.02324粉質(zhì)粘土 1.40 0.0296 0.81 0.0266

9、1.05 0.03085粘質(zhì)粉土 3.97 0.0814 0.86 0.0121 2.60 0.0429 2.17 0.04296粉質(zhì)粘土 1.00 0.0293 1.53 0.0201 0.57 0.0122 1.09 0.02237粉 砂 6.21 0.0494 7.13 0.0486 2.17 0.0213 4.084.460.03618細 砂6.830.05167.640.06386.840.05339中 砂12.90.084516.010.0117314.710.099515.30.094814.650.0996表 3 樁基承載力值對比樁號試樁規(guī)格樁長(m 單樁承載力 (KN 靜探計

10、算值P k(KNPk-PvPv× %設計值 Pv實測值 P v3三角樁 a=300mm10.02803203241.34三角樁 a=300mm10.02802903055.25三角樁 a=300mm10.02803003103.36三角樁 a=300mm9.02803103172.3由表 3看出,利用靜探法評價樁基承載力與靜載荷試驗對比,其結果相近,誤差在 2-5%,靜探法結果一般偏大。從樁長為 9m 的 6#樁看出 , 雖然樁長較前三根短,但承載力變化不大 . 主要與表層填土厚度小樁側(cè)土摩阻力充分發(fā)揮作用有關。根據(jù)基樁在受荷條件下,樁 -土間 的傳遞性質(zhì)及力學機理, 從理論上講,

11、利用靜探法評價樁基承載力的依據(jù)較為充分, 能客觀 地反映樁 -土的應力應變關系。因此,可以認為推求的結果較為可靠。4 結束語利用靜探成果評價樁基承載力, 可避免受測樁數(shù)量限制給承載力評價帶來的局限性, 提高 評價結果的可靠性。 對比研究表明, 靜力觸探成果較客觀的反映了被測對象的承載性狀, 對 預制樁、灌注樁等樁身具有一定強度的樁,用靜探成果評價樁基承載力顯然是行之有效的。 靜力觸探與靜載荷試驗相比, 可大大降低工程檢測費用, 是一種快捷有效的方法, 可在適宜 的場地條件下推廣使用。參 考 文 獻1 地基土常用原位測試技術手冊 . 鐵道部第三勘測設計院編寫 ,19902 靜力觸探技術規(guī)則 .

12、鐵道部第四勘測設計院 . 1993反射波法基樁質(zhì)量分類方法探討吳成元摘要 本文敘述樁基工程成樁質(zhì)量檢查中反射波法所起的作用,通過對反射波法特點及其 局限性的分析研究, 提出基樁完整性、 砼強度及對承載力影響的三個評判依據(jù), 對基樁質(zhì)量 進行評價分類,為規(guī)范今后樁基工程檢測報告中結論意見的標準化提供參考。關鍵詞 樁基工程 成樁質(zhì)量檢查 反射波法 基樁完整性 基樁質(zhì)量分類0 前言在基礎工程中,樁基礎以其承載力大、地層適應性強、施工方便、造價較低等特點,而被廣 泛采用。 而樁基工程中又以各種形式的灌注樁為主, 這不僅是因為灌注樁施工進度快、 經(jīng)濟 效益好、 可比預制樁降低成本造價的 1/21/3,

13、而且能適應于各種地形地質(zhì)條件和各種土工 構筑物對基礎承載力的需要,因而使用范圍很廣。灌注樁屬地下隱蔽工程,施工工藝復雜, 容易出現(xiàn)各種質(zhì)量問題, 且不容易被發(fā)現(xiàn)。 據(jù)國內(nèi)外有關統(tǒng)計資料表明, 出現(xiàn)樁身各種缺陷 的概率約為 15%20%,如不及時發(fā)現(xiàn),將對土工構筑物、建筑物的正常使用造成隱患。因 此,對基樁的質(zhì)量檢查是十分重要的。目前我國從事樁基動測的單位據(jù)不完全統(tǒng)計約有 800多家, 僅參加建設部組織的動測樁單位考核、 取得資質(zhì)證書的單位就有 300多家, 這是我國 基樁質(zhì)量檢驗的骨干力量, 它為確保樁基工程的質(zhì)量發(fā)揮了重要作用。 我國 基樁低應變動 力檢測規(guī)程 JGJ/T93 95的發(fā)布實施

14、,使得基樁低應變動力檢測工作有據(jù)可依,也為基樁 低應變動力檢測報告統(tǒng)一編寫起到良好的作用, 但該規(guī)范未對反射波法基樁質(zhì)量檢測結果提 出明確的分類, 而樁身質(zhì)量的評價分類是檢測報告的核心問題。 從最近國家建筑工程質(zhì)量監(jiān) 督檢驗中心對第一批工程樁動測單位資質(zhì)復查換證的工作中了解到, 不少單位在對反射波法 檢測報告的結論意見中,對基樁的質(zhì)量評判標準不一,內(nèi)容各異,致使監(jiān)理、設計、質(zhì)檢部 門對檢測報告成果的含義理解不同, 如果我們能在檢測報告中、 對檢驗過的樁使用統(tǒng)一的評 判標準進行分類, 這對規(guī)范檢測報告及報告的使用都是有好處的。 對此, 工程界己有這樣的 要求和愿望, 而目前一些地方的建設主管部門

15、已陸續(xù)考慮編制具有本地特色的樁基動測技術 規(guī)程, 其思路和所用術語也不盡相同。 為了對基樁質(zhì)量的評判依據(jù)和分類方法能有比較統(tǒng)一 認識,便于檢測、設計、施工、監(jiān)理、質(zhì)檢部門對檢測成果的使用和理解,有必要對這一問 題進行深入的研究和討論。 本文旨在通過對目前一些樁基質(zhì)量評價方法的了解和研究, 提出 應力波反射法對樁身質(zhì)量的評判依據(jù)和分類方法,以便我們共同進行研究探討。1 樁基工程檢查樁基是廣泛應用的基礎形式之一。目前,我國樁基施工隊伍龐雜,施工機具參差不齊, 施工工藝不一, 樁基施工質(zhì)量不佳的現(xiàn)象較為普遍, 如不能及時檢查發(fā)現(xiàn)、 對存在的缺陷采 取補救措施, 將對建筑工程留下隱患, 造成不可估量的

16、損失。 為了保證樁基工程的質(zhì)量和安 全,必須按照樁基有關技術規(guī)范的規(guī)定進行各種檢查和測試。 由建筑樁基技術規(guī)范 (JGJ 94 94 中成樁質(zhì)量檢查的有關規(guī)定可知, 灌注樁的成樁質(zhì)量檢查包括成孔及清孔、 鋼筋籠 制作、 混凝土攪制及灌注等三個工序過程的質(zhì)量檢查。 對預制樁和鋼樁成樁質(zhì)量檢查主要包 括制樁、打入深度、 停錘標準、 樁位及垂直度檢查。對于一級建筑樁基和地質(zhì)條件復雜或成樁質(zhì)量可靠性較低的樁基工程, 應進行成樁質(zhì)量檢查。 檢查方法可采用可靠的動測法, 對于 大直徑樁還可采用鉆探取芯、 預埋管超聲波透射法檢查。 對我們檢測單位來說, 樁基工程的 成樁質(zhì)量檢測內(nèi)容主要是對樁的承載力與樁身結

17、構完整性檢測, 前者如靜載荷試驗, 高、 低 應變動測以及最近在國外逐漸使用的靜動法; 后者如鉆探取芯、 開挖檢查、 聲波透射法及低 應變動測法。 該規(guī)范中還明確規(guī)定:對于一級建筑樁基和一部分二級建筑樁基, 必須在工程 樁施工前進行樁的靜載荷試驗。 樁的靜載荷試驗的檢驗值是樁承載力可靠性的評定標準, 是 樁基工程單樁豎向極限承載力標準值的設計依據(jù)。 樁的靜載荷試驗, 在同一條件下試樁數(shù)量 不宜少于總樁數(shù)的 1%,且不應少于 3根;總樁數(shù)在 50根以內(nèi)的不應少于 2根。況且,靜 載荷試驗的樁, 通常是在施工單位預知的情況下進行的, 成樁質(zhì)量都較好, 它能否代表所有 工程樁的基樁承載力,還不一定。

18、特別是灌注樁, 即使是使用同樣的原材料、同一個施工單 位施工的同一批樁, 由于地層的差異、施工班組的不同, 各樁的結構完整性也有差異, 各樁 的承載力也不盡相同, 何況, 少數(shù)施工單位存在著偷工減料, 工作不認真的情況存在。 所以, 沒有一定檢測數(shù)量的覆蓋面, 即使測試方法很可靠, 樁基工程質(zhì)量也難以保證。 用傳統(tǒng)的靜 載荷試驗,因費時、費工、費錢,難以選擇數(shù)量較多的樁進行載荷試驗。對靜載荷試驗所得 承載力偏低的樁、也難以分辯樁身的缺陷性質(zhì)和所在位置。在這種情況下, 使用快速、 有效 的動測方法,可以彌補靜載荷試驗數(shù)量少、代表性差的缺點。為了貫徹“技術可靠、經(jīng)濟合 理的” 原則,在樁基工程中采

19、用兩種或兩種以上檢測方法是必要的。因為、 每種檢測方法各 有特點,有它的長處,也有它的局限性。因此,在 1%樁的靜載荷試驗基礎上,輔以其它動 力檢測方法作為補充是必不可少的。 而反射波法可對樁基工程質(zhì)量進行普查, 有利于整個樁 基工程的質(zhì)量控制, 完全可以作為樁基工程成樁檢查質(zhì)量的一種有效方法, 能為成樁質(zhì)量評 價提供依據(jù)。2 基樁質(zhì)量評判依據(jù)反射波法是國內(nèi)外基樁工程質(zhì)量檢測普遍使用的一種有效方法, 它以其機理清析、 測試 方法簡便、 成果較可靠、 成本低、便于對樁基工程進行普查等特點而受到工程界的歡迎,可 在成樁質(zhì)量檢測中充分發(fā)揮作用。我國基樁低應變動力檢測規(guī)程 (JGJ/T93 95在對反

20、 射波法的適用范圍中明確指出, 該法可以檢測樁身混凝土的結構完整性, 推定缺陷類型及其 在樁身中的位置, 也可對樁的混凝土強度等級作出估計。 由此可見、 它可為基樁工程的成樁 質(zhì)量的分類提供評判依據(jù)。2.1 樁身缺陷的性質(zhì)和位置的確定將樁視為一維彈性桿件, 當樁頂受到一瞬態(tài)激勵施加脈沖力時, 由此激發(fā)的彈性波沿樁往 下傳播,當遇到樁身阻抗Z (Z=?A?C 變化界面時,要產(chǎn)生反射和透射。低應變反射波法 中在樁身內(nèi)傳播的彈性波是垂直入射和反射的。假定樁界面上段的阻抗為 Z1,下段的阻抗 為 Z2,且不考慮樁周土阻力的影響。根據(jù)樁在界面上位移和速度的連續(xù)條件、力與應力和 位移的關系,可推導出在樁身

21、阻抗變化處的反射系數(shù) Rf 關系式:但筆者認為它只是一種定性而不能定量的方法。 因為, 這種入射、 反射波的幅值影響因素 較多, 如傳感器的阻尼系數(shù)、缺陷在樁身不同深度、缺陷斷面的變化速率等等,都對缺陷反 射波的幅值有很大影響。 因此, 直接用反射波法的幅值計算完整性系數(shù), 對樁進行分類是不 可取的 , 只能對樁身缺陷程度提供參數(shù)。樁身缺陷性質(zhì)和位置是評價樁身完整性的重要依據(jù),知道樁身缺陷的性質(zhì)及嚴重程度,就可以分析樁身的結構強度能否承受樁上部荷載的要求;缺陷的位置對摩擦樁的承載力來 說,淺部影響大,深部的影響不大, 但淺部容易作接樁處理。 反射波所得的樁頂速度波形曲 線,對樁身阻抗變化反映敏

22、感, 對波形曲線的分析;可以判斷樁身缺陷的性質(zhì)、估計嚴重程 度,同時還可以推算缺陷的位置,所以反射波法能較好的評價樁身的完整性。樁身缺陷位置可按下式計算:式中 樁頭與樁身缺陷反射波到達的時間差;C取該工地五根以上正常樁的平均波速 。2.2 樁身混凝土縱波波速估計混凝土強度強度是混凝土最重要的力學性質(zhì), 樁身混凝土的抗壓強度, 標志著樁身能承受上部豎向 荷載的大小?；炷量箟簭姸雀?樁在同樣的樁型,樁徑條件下, 承受上部可傳遞到樁底的 荷載也大。按混凝土結構設計規(guī)范 (GBJ10 89的有關規(guī)定,按標準方法制作的、邊 長為 150mm 的立方體試件、養(yǎng)護 28d 的齡期、用標準試驗方法測得的混凝

23、土抗壓強度標準 值(N/mm2 ,以立方體抗壓強度標準值劃分強度等級。用符號 C 與立方體抗壓強度標準值 (以 N/mm2表示。對于一個工程的同一批樁來說,混凝土強度高、質(zhì)量好的樁,縱波的波速也高;反之, 混凝土強度低、 質(zhì)量差的樁,波速也低。 但這只是一種定性關系, 因為影響砼波速的因素很 多,如水泥的標號、骨料種類、顆粒大小、與水的配合比、養(yǎng)護條件、齡期、鋼筋含量及位 置等有關。 如果我們事先采集混凝土試件, 在室內(nèi)將試件做抗壓強度試驗和超聲波測試, 就 可以得到樁身混凝土強度標準值與樁身混凝土縱波波速之間的換算關系。 由此, 該樁基工程 可以用得到的樁身縱波波速來估算樁身混凝土強度標準值

24、。 樁身混凝土縱波波速 VC 可以按 下列公式計算:式中 L 完整樁的樁長;完整樁樁頭與樁底反射波到達的時間差。有的樁基工程因沒有室內(nèi)試驗條件或施工工期緊迫、來不及采集試樣進行室內(nèi)試驗, 找不到這種換算關系,這時只好參考下列混凝土強度等級與波速關系(表 1 。該表是參考 以往有關資料以及室內(nèi)高強度混凝土 C60測試的超聲波波速,按 0.93換算過來的。表 1 混凝土強度等級與波速關系參考表混凝土強度等級 C15 C20 C25 C30 C40 C60波速范圍 (m/s 23003000 28003500 33003800 36004000 39004200 41004300 注:上述波速與室內(nèi)

25、試件的混凝土波速相比要低。2.3 綜合分析缺陷對承載力的影響當我們提交樁基工程檢測報告時, 結構工程師最終關心的是樁基工程存在什么質(zhì)量問 題,對承載力的影響程度如何,樁的承載力能否滿足設計要求。這樣 , 在樁身質(zhì)量分析時、 如果不考慮對基樁承載力的影響, 樁身質(zhì)量檢測也就失去了它的實用意義。 樁的承載力取決 于樁身材料的結構強度和樁周摩阻力與樁端土阻力。 應力波反射法的實測波形曲線不僅反映 樁身阻抗的變化情況、 同時也提供了樁周和樁端土阻力的有關信息。 如樁平放在地表時, 我們可以在反射波的波形曲線中看到多次樁底反射信號, 而當樁打入土中以后、 由于樁周土阻 力的影響, 就很難看到二個以上的樁

26、底反射信號; 在同樣樁型的條件下,樁周土愈密實、樁 底的反射信號愈弱,這時樁的承載力也應愈大,但這只能對樁的承載力作出定性的判斷。 當檢測中發(fā)現(xiàn)樁身存在某種缺陷時、我們也會去考慮樁身缺陷性質(zhì)對承載力的影響程 度。有的灌注樁,設計樁徑為 400mm, 而施工后的實際樁徑可能達到(450500 mm 、樁 身不會很光滑平直,這時樁身某處再縮回到 400mm 時,樁頂?shù)膶崪y波形曲線上必然有同 相的缺陷反射信號, 這樣的缺陷對承載力影響不大, 仍可滿足設計要求。 而對于施工時孔壁 坍塌、 樁身夾泥所造成的斷樁, 這種缺陷對樁的承載力影響較大。 樁身的缺陷位置不同、對 樁承載力的影響程度明顯不同, 如純

27、摩擦樁中的斷樁或嚴重離析發(fā)生在樁身深部, 對樁的承 載力影響不大;反之,在淺部,則對樁的承載力影響很大。樁身的缺陷位置對端承樁來說、 在任何位置對承載力都有很大影響。 所以、在基樁質(zhì)量分析時、特別是波形曲線復雜時,結 合地質(zhì)情況和施工記錄進行綜合分析是十分必要的。 這樣, 在基樁質(zhì)量分析時考慮承載力的 影響因素是必要的。 總之,應力波反射法檢驗樁身質(zhì)量, 不能為基樁的承載力提供數(shù)據(jù),只 能作為樁基工程質(zhì)量檢查的手段 , 為樁基工程驗收提供依據(jù)。3 基樁質(zhì)量的分類方法如前所述、 由于反射波法所具有的特點, 它是人們所公認的樁基工程成樁質(zhì)量檢查的 有效方法、 可為基樁質(zhì)量檢查的分類評價提供依據(jù);

28、但也有它的局限性, 如樁頭砼松軟時 , 應 力波不能從樁頭沿樁身往樁底傳播 , 得不到樁底的反射信號; 當樁身有二個或二個以上缺陷 時、就不容易測到以后的缺陷反射信號;當樁身缺陷變化緩慢時(如擴徑或縮徑 , 缺陷變 化界面處的反射信號不明顯,此時 , 若樁徑很快恢復到原來的樁徑,反而容易造成誤判 ; 當 樁長徑比大于 40以上時 , 就很難測到樁底反射信號,這些都應在使用中引起注意。由于反 射波法所得的樁頭實測波形曲線, 不僅反映樁身阻抗變化情況, 它還反映樁周土質(zhì)變化的有 關信息。 這樣、 既為分析判斷樁身質(zhì)量和估計砼強度提供依據(jù), 也為樁的承載力提供參考信 息。所以, 我們在基樁質(zhì)量評價時

29、, 應以實測波形曲線為基礎,結合砼強度和地層地質(zhì)情況 以及施工記錄的順序進行綜合分析。以分析實測波形曲線為主,判斷樁身結構完整性情況, 由計算的樁身砼波速與該工程正常樁波速相比是否相近、換算的砼強度是否滿足工程要求, 分析缺陷對承載力的影響程度。 在實測波形曲線復雜的情況下、 還可以采用其它動測方法進 行檢驗, 有時還要進一步進行開挖驗證、 聲波測試、 鉆探取芯等措施, 甚至進行靜荷載試驗, 檢驗基樁是否滿足承載力的設計要求。 樁土體系是十分復雜的系統(tǒng), 特別是目前各種動力 試樁的精度還不很高、 檢測隊伍的理論水平和實踐經(jīng)驗也參差不齊, 除了認真作好現(xiàn)場測試 工作、 采集好時域波形曲線, 按有

30、關規(guī)范的程序進行數(shù)據(jù)處理外, 還需要有豐富實踐經(jīng)驗的 工程技術人員進行綜合分析。 簡單的分析實測波形曲線,往往不能解決復雜的樁基工程實 際問題,容易漏判錯判,造成工程隱患。有時即使樁身完整無缺、混凝土強度也足夠,但灌 注樁樁周的泥皮或樁底沉渣太厚, 基樁的承載力也達不到設計要求。 以上講的對基樁質(zhì)量進 行評判分類的三個依據(jù), 三者雖有主次之分, 但也不可偏廢, 只有這樣才能對基樁的質(zhì)量進 行客觀的分類,作出比較符合工程實際的評價。根據(jù)基樁質(zhì)量的評判依據(jù),對基樁質(zhì)量的分類評價可按下列方法進行:(1對波形規(guī)則、樁底反射波明顯、波速正常的樁,樁身結構完整,可定為 I 類樁; 如波速比正常值低很多,

31、則可根據(jù)波速的差異,降低樁的類別;如樁身結構完整、 砼強度也 足夠,但樁底沉渣太厚,其承載力也不高,可用高應變或靜載荷試驗進一步確定;(2對波形基本規(guī)則、樁底反射波可見、波速在正常范圍內(nèi),樁身中雖有同相反射信號,乃為輕微缺陷所致、樁身結構基本完整,對承載力有輕微影響,可定為 II 類樁;如樁 身為反相反射的擴徑信號,則可定為 I 類樁;(3對波形規(guī)則、樁身有強烈同相多次反射波信號,按正常樁長計算波速很高,則樁 身有斷裂或嚴重縮徑,可定為 IV 類樁;對于樁身淺部缺陷,可定為 III 類樁。需進行處理 后使用;(4對于波形復雜、無樁底反射信號,一般為多處缺陷反射信號相互干擾的結果,對 樁身承載力

32、有明顯的影響,一般可定為 III 類樁。在有條件時,可使用多種檢測方法對缺陷 性質(zhì)和嚴重程度進行驗證, 并結合工程地質(zhì)資料、 施工情況等進行綜合分析, 以進一步確定 樁的類別;(5對于預制樁和預應力管樁,如按正常波速計算樁長,與實際樁長相符,可定為 類樁;若小于施工樁長時,為斷裂樁,可定為 IV 類樁。綜合上述情況,可將反射波法檢驗樁身質(zhì)量的判據(jù)及分類方法列表如下,見表 2。 表 2 樁身質(zhì)量分類表類 別 評 判 依 據(jù) 樁身結構特征I 類樁 波形規(guī)則, 樁底反射波明顯, 波速在正常范圍內(nèi), 無影響基樁承載力的缺陷。 完 整 II 類樁 波形基本規(guī)則, 樁底反射波可見, 波速在正常范圍內(nèi), 對

33、基樁承載力有輕微影響。 基 本完整III 類樁 波形信號復雜,無樁底反射波,波速偏低,對基樁承載力有較大影響。 明顯缺陷 IV 類樁 波形不規(guī)則或缺陷反射強烈,無樁底反射信號,波速很低,對基樁承載力有嚴重影 響。 嚴重缺陷注:I 、 II 類樁可用, III 類樁需經(jīng)處理后使用, IV 類樁經(jīng)處理后使用或報廢。根據(jù)上面樁身質(zhì)量分類表中的評判依據(jù), 可以對檢驗過的樁進行分類, 統(tǒng)計各類樁的 數(shù)量及所占的百分比(% 。當檢測樁中 III 、 IV 類樁的數(shù)量超過抽檢數(shù)的 30%時,應加倍抽 檢;加倍抽檢后,若 III 、 IV 類樁的數(shù)量仍超過抽檢數(shù)的 30%時,應全數(shù)進行檢測。全數(shù)檢 測時、可考

34、慮其它檢測方法。樁-土體系情況十分復雜, 基樁檢測資料分析難度大, 是一項技術性很強的工作。 反 射波法樁身質(zhì)量檢測如能按照上述的評判依據(jù)進行分類,就可以減少基樁質(zhì)量檢驗中的錯 判、漏判,提高樁基工程質(zhì)量檢驗的精確度,為樁基工程驗收提供可靠依據(jù)。參 考 文 獻1 中華人民共和國行業(yè)標準基樁低應變動力檢測規(guī)程 (JGJ/T 93 952 浙江標準基樁低應變動力檢測技術規(guī)程 (DBJ 10 4 983 中華人民共和國行業(yè)標準建筑樁基技術規(guī)范 (JGJ 94 94用標貫試驗錘擊數(shù)據(jù)確定粘性土地基承載力方法探討段新勝 顧湘摘 要:通過對實際工程不同勘探方法對比研究, 提出了用標貫試驗錘擊數(shù)確定粘性土地

35、基承載力標準值的有效方法。關鍵詞:標貫試驗錘擊數(shù)標準值 地基承載力標準值眾所周知, 標貫試驗是一種勘探與原位測試合二為一的地基勘察方法, 這種方法可簡單 快捷地確定粘性土地基承載力標準值, 故在我國和世界大多數(shù)國家都得到廣泛應用。 但目前 在實際勘察工作中存在的普遍問題是在同一地質(zhì)單元的同一層土中, 標貫試驗錘擊數(shù)的離散 性太大, 使得用 建筑地基基礎設計規(guī)范 (GBJ7 89 中公式 5 6(即本文 (1式 計算出的標 貫試驗錘擊數(shù)標準值 N 會出現(xiàn)小于該層土標準貫入試驗錘擊數(shù)最小值的不合理現(xiàn)象,致使 難以用該規(guī)范提供的附表 5 9(即本文表 1 來確定粘性土地基承載力標準值。N =-1.6

36、45=(1-1.645 (1式中:N 標貫試驗錘擊數(shù)標準值; 標貫試驗錘擊數(shù)平均值; 變異系數(shù)。 表 1粘性土地基承載力標準值 (kPaN 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23fk 105 145 190 235 280 325 370 430 515 600 680而在巖土工程勘察規(guī)范 (GB50021 94 中也僅提出了計算巖土參數(shù)標準值的通式: fk=s.fm (2式中:fm 為巖土參數(shù)平均值; s=1±, 為巖土參數(shù)變異系數(shù), n 為參加統(tǒng)計的巖 土數(shù)據(jù)組數(shù)。該規(guī)范未提出計算標貫試驗錘擊數(shù)標準值及根據(jù)該標準值確定地基承載力標準值的具 體方法。在此,如何用標

37、貫試驗錘擊數(shù) N 確定地基承載力仍是巖土工程勘察所需解決的一 個現(xiàn)實問題。 本文試圖通過 5個實際勘察工程的標貫數(shù)據(jù)與土工實驗、 靜力觸探數(shù)據(jù)進行對 比研究, 分析標貫錘擊數(shù)離散性過大的原因, 尋求計算標貫錘擊數(shù)標準值的實用方法, 解決 用標貫錘擊數(shù)正確計算地基承載力標準值的問題。1工程實例對比研究筆者在武漢市漢口地區(qū) 5個工程項目 (見表 2 的地基勘察中,采用原狀土樣進行室內(nèi)土 工試驗、 靜力觸探、 標貫試驗 3種勘探方法確定這 5個工程的粘性土地基承載力標準值。 在 勘探過程中,土工試驗嚴格按土工實驗方法標準 (GBJ123 88 執(zhí)行;靜力觸探采用錐底 面積為 15 cm2的單橋探頭,

38、 每次靜力觸探試驗前都對探頭進行標定; 標貫試驗采用 42 mm鉆桿作為觸探桿,自由落錘,并按規(guī)范規(guī)定試驗?？碧浇Y果數(shù)據(jù)列表 3。表 2試驗工程名稱、特征及代號工程名稱 主要特征 工程代號武漢地質(zhì)管理干部學院新四、五棟住宅樓武漢佳聯(lián)大廈武漢漢華花園綜合寫字樓武漢地質(zhì)管理干部學院 A 棟住宅樓武漢噴泉大廈 7層,磚混結構28層,框剪結構21層,框剪結構12層,框架結構28層,框剪結構 ABCDE根據(jù)室內(nèi)土工實驗所得土的物理力學指標確定的地基承載力標準值,按 GBJ7-89用承 載力基本值乘以回歸修正系數(shù)確定。設承載力基本值為 f0,標準值為 fK ,回歸修正系數(shù)為 f ,則 fk=f f0。 f

39、0由 GBJ7 89附表 5 4、 5查得,回歸修正系數(shù)按下式:(3式中:n 土性指標參加統(tǒng)計的數(shù)據(jù)數(shù); 數(shù)據(jù)的變異系數(shù)。根據(jù)靜力觸探成果確定的地基承載力標準值, 是按 武漢市建筑軟弱地基基礎設計規(guī)定 (WBJ1 1 92 確定的。用標貫擊數(shù)確定地基承載力標準值,所有實測錘數(shù)均參與統(tǒng)計時,按 (1式和表 1所確 定的分層土的標準貫入實驗錘擊數(shù)平均值值 ' 、 變異系數(shù) ' 、 標準值 N ' 及地基土承載力 標準值 f ' k 的數(shù)值見表 3。從表 3中可以看出,按規(guī)范 GBJ7 89用標貫試驗所確定的地基承載力標準值 f ' k 比 土工實驗和靜力觸探

40、所確定的地基承載力平均值低。它們之間的相對差用 '表示, ' =(-f' k /,以 '為橫坐標, '為縱坐標, ' '之間的相關散點圖見圖 1。由圖 可見, '與 '近似成線性關系, '隨 '的增大而增大。在實驗的 5個工程中, ' 最大達 29.1%。由此可見,簡單直接地應用 GBJ7 89,使用標貫試驗錘擊數(shù)來確定粘性土 地基承載力標準值是有問題的,問題是當標貫試驗錘擊數(shù)離散性太大 (即 '太大 時,用 (1式計算出的 N '值太小。圖 1' '相關散點圖表 3

41、勘察結果數(shù)據(jù)表土層名稱 工程代號 實測數(shù)據(jù) ' ' f ' k fk fk ' 粘土 A 5.6, 7.7, 8.4, 8.6, 8.8, 9.0, 9.8, 10.8, 11.0 8.53 0.22 156 8.59 0.18 169 168 7.1 0.5B 3.8, 4.4, 6.4, 7.4, 8.0, 8.2, 9.0 6.74 0.29 115 6.88 0.23 131 134 14.2 2.2C 3.6, 4.0, 4.2, 4.3, 4.4, 4.6, 5.0, 5.2, 7.0, 10.5 5.28 0.39 83 4.84 0.20 110

42、 117 29.1 6.0D 3.5, 3.7, 3.9, 4.8, 4.8, 4.9, 4.9, 5.7 4.53 0.17 110 4.53 0.17 110 120 8.3 8.3E 3.0, 3.0, 3.0, 3.0, 3.0, 4.0 3.17 0.13 95 3.17 0.13 95 87 9.2 9.2淤泥質(zhì)粘土 B 2.5, 3.3, 3.3, 3.3, 4.0, 4.0, 4.3 3.53 0.17 96 3.53 0.17 96 83 15.7 15.7 粉質(zhì)粘土 B 3.7, 4.6, 4.7, 4.7, 6.6 4.86 0.22 107 4.67 0.01 137 131 18.3 4.6C 2.3, 3.1, 4.0, 4.6, 4.9, 5.2, 6.2, 7.0, 7.7,8.1，10.5 5.78 0