地基基礎質(zhì)量檢測相關(guān)問(wèn)題分析論文
【摘要】本文提出了地基基礎質(zhì)量檢測中經(jīng)常遇到的8個(gè)問(wèn)題，從規范、理論和試驗上進(jìn)行了一定的分析，也提出了具體工作中的注意事項，希望引起檢測人員的高度重視，確保檢測數據的科學(xué)和準確可靠。
【關(guān)鍵詞】特征值;標準值;低應變;聲波透射;基準梁
前言
地基基礎質(zhì)量與工程建設的安全緊密相關(guān)，從事地基基礎質(zhì)量檢測工作的責任重大。在工作中，有幸接觸了省內省外的建設系統、水利水電、公路等從事地基基礎檢測的單位，他們對規范的理解存在一定的偏差，文章提出常見(jiàn)的問(wèn)題供同行討論，其目的是不斷提高檢測水平和對規范的更好理解。
1低應變檢測樁身完整性
低應變法是檢測樁身完整性的方法之一，快速、較為準確、經(jīng)濟是其最大的特點(diǎn)，應用非常廣泛，得到了廣大檢測工作者的青睞。但有很多檢測人員用低應變法計算單樁波速，據此確定樁身強度。
根據《建筑基樁檢測技術(shù)規范》JGJ106-2003，低應變法適用于檢測混凝土樁的樁身完整性，判定樁身缺陷的程度及位置，規范中無(wú)任何依據利用單樁波速判定混凝土強度。根據低應變的適用性，其具體的工作大致應為：在確定樁身波速平均值的前提下，根據實(shí)測的樁身應力波速度時(shí)程曲線(xiàn)判定樁身的完整性。
樁身波速平均值的確定是低應變檢測中非常重要的一個(gè)環(huán)節，其方法有三：
1)當樁長(cháng)已知、樁底反射信號明確時(shí)，在地質(zhì)條件、設計樁型、成樁工藝相同的基樁中，選擇不少于5根Ⅰ類(lèi)樁的樁身波速值計算其平均值。
2)當無(wú)法根據上一條確定時(shí)，波速平均值可根據本地區相同樁型及成樁工藝的其他樁基工程的實(shí)測值，結合樁身混凝土的骨料品種和強度等級綜合確定。
3)根據《四川省建筑地基基礎質(zhì)量檢測若干規定》提供的應力波縱波速度與灌注樁混凝土強度等級關(guān)系的推薦值(見(jiàn)表1)確定樁身波速平均值。
2聲波透射法
聲波透射法適用于已埋聲測管的混凝土灌注樁樁身完整性檢測，判定樁身缺陷的程度并確定其位置。其現場(chǎng)檢測前準備工作有：1)采用標定法確定儀器系統延遲時(shí)間。
2)計算聲測管及耦合水層聲時(shí)修正值。
3)在樁頂測量相應聲測管外壁間凈距離。
4)將各聲測管內注滿(mǎn)清水，檢查聲測管暢通情況，換能器應能在全程范圍內升降順暢。
其中第一點(diǎn)和第二點(diǎn)是較多檢測單位出現錯誤操作的地方，在測定儀器系統延遲時(shí)間，有將徑向換能器平行緊貼置于水中進(jìn)行測量，如圖1所示;也有將系統延遲時(shí)間和聲測管及耦合水層聲時(shí)修正值統一測定的做法，如圖2所示，將埋管用的鋼管取兩小段，平行緊靠置于水桶之中，再將徑向傳感器放入鋼管中，測定的結果視為“系統延遲時(shí)間和聲測管及耦合水層聲時(shí)修正值”;更有甚者，將徑向換能器置于地上十字交叉放置，將實(shí)測結果作為系統延遲時(shí)間輸入儀器。
根據《建筑基樁檢測技術(shù)規范》JGJ106-2003規范，(轉載自 論文范文，請保留此標記)用標定法測定儀器系統延遲時(shí)間的方法是將發(fā)射、接收換能器平行懸于清水中(見(jiàn)圖3)，徑向換能器邊緣距從400mm開(kāi)始逐點(diǎn)改變點(diǎn)源距離并測量相應聲時(shí)，記錄若干點(diǎn)的聲時(shí)數據并作線(xiàn)性回歸的時(shí)距曲線(xiàn)(見(jiàn)圖4)。
t=t0+b×l(1)
式中b———直線(xiàn)斜率(μs/mm);
l———換能器表面凈距離;
t———聲時(shí)(μs);
t0———儀器系統延遲時(shí)間(μs)。
另外，聲測管及耦合水層聲時(shí)的修正值應根據聲測管的內、外徑，換能器的外徑，管材的聲速，水的聲速等進(jìn)行計算得出。
不同水溫條件下的聲速值參見(jiàn)表2，鋼的聲速取5800m/s，PVC管的聲速取2350m/s。
聲波透射法工作中應當注意的問(wèn)題：
1)配備檢定合格的溫度計，測定耦合水的溫度，用于聲測管及耦合水層聲時(shí)修正值的計算。
2)配備檢定合格的長(cháng)度計量器具。
3)確保灌注的聲測用耦合水為清水，若為渾濁水將明顯加大聲波衰減和延長(cháng)傳播時(shí)間，給聲波檢測結果帶來(lái)誤差。
4)實(shí)測時(shí)，傳感器必須是從孔底向孔口移動(dòng)。
5)實(shí)測過(guò)程中應及時(shí)查看實(shí)測結果，對異常點(diǎn)、段應采用檢查、復測、細測(指水平加密、等差同步和扇形掃測)等手段排除干擾和確定異常，不得將不能解釋的異常帶回室內。
6)對于參與分析計算的剖面數據，應分析剔除聲測管埋置不平行的結果數據。
7)對于臨時(shí)性的鉆孔聲波透射特殊情況，鉆孔是否平行將對結果產(chǎn)生嚴重的影響，如果不能確定鉆孔保持等間距或鉆孔情況已知的條件下，不適于開(kāi)展聲波透射。
3特征值、標準值
地基基礎檢測過(guò)程中始終貫穿著(zhù)這兩個(gè)名詞，容易引起混淆，根據相應的規范理解如下：
1)概念特征值：根據《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002及《建筑地基處理規范》JGJ79-2002，地基承載力特征值是由載荷試驗測定的地基土壓力變形曲線(xiàn)線(xiàn)性變形段內規定的變形所對應的壓力值，其最大值為比例界限值，實(shí)際即為地基承載力的允許值。例如：天然地基承載力特征值、復合地基承載力特征值、單樁豎向承載力特征值等。
標準值：荷載和材料強度的標準值是通過(guò)試驗取得統計數據后，根據其概率分布，并結合工程經(jīng)驗，取其中的某一分位值(不一定是最大值)確定的�！督ㄖY構荷載規范》GB50009-2001，標準值是荷載的基本代表值，為設計基準期內最大荷載統計分布的特征值(例如均值、眾值、中值或某個(gè)分位值)�！督ㄖ鼗A設計規范》GB50007-2002，標準值取其概率分布的0.05分位數。例如：?jiǎn)螛敦Q向極限承載力標準值、巖石飽和單軸抗壓強度標準值等。
2)兩者之間的關(guān)系
特征值=標準值(常指極限狀態(tài))/安全系數。
《建筑樁基技術(shù)規范》JGJ94-2008中，單樁豎向承載力特征值為單樁豎向極限承載力標準值除以安全系數后的承載力值。
《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002的巖基載荷試驗中，每個(gè)場(chǎng)地中極限荷載除以3取小值為巖石地基承載力特征值。
《建筑基樁檢測技術(shù)規范》JGJ106-2003，單位工程同一條件下的單樁豎向抗壓承載力特征值應按單樁豎向抗壓極限承載力統計值(極差不超過(guò)30%時(shí)，取平均值為單樁抗壓極限承載力，高應變亦同;對樁數為3根或3根以下的柱下承臺，或工程樁抽檢數量少于3根時(shí)，取低值)的一半取值。
《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002中，巖石地基承載力特征值=折減系數×巖石飽和單軸抗壓強度標準值，其中折減系數與巖石的完整程度有關(guān)。
4單樁極限端阻力標準值
《建筑樁基技術(shù)規范》JGJ94-2008中規定，qpk定義是樁徑為800mm的極限端阻力標準值，對于干作業(yè)挖孔(清底干凈)可采用深層平板載荷試驗確定。規范《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002之附錄D深層平板載荷試驗要點(diǎn)及《高層建筑巖土工程勘察規程》JGJ72-2004之附錄E大直徑樁端阻力載荷試驗要點(diǎn)，均為確定端阻力特征值，該值如果用于淺基礎時(shí)，將不再做深度修正。那qpk如何確定?根據定義qpk是樁徑為800mm的極限端阻力標準值，深層平板載荷試驗視為樁徑為800mm，無(wú)側阻特殊條件下的單樁載荷試驗，其qpk的確定可參考《建筑基樁檢測技術(shù)規范》JGJ106-2003單樁豎向抗壓靜載試驗確定極限承載力的方法進(jìn)行。
5錨桿載荷試驗
錨桿載荷試驗，要根據錨桿的類(lèi)型、錨桿適用的條件等符合相應的規范和標準，錨桿有全粘結性的，也有非全粘結型的，載荷試驗中反力是否作用在錨桿拉力影響范圍外，這對于準確判定錨桿承載力是否滿(mǎn)足設計要求非常重要，如果作用區域在錨桿(特別是全粘結性錨桿)拉力影響范圍之內，實(shí)測結果不能準確反應錨桿的拉力，而可能是錨桿桿體握固力的表現，錯誤的檢測結果將誤導設計，給工程造成安全隱患。
在錨桿驗收試驗中其合格判定的一個(gè)標準是：錨桿在最大試驗荷載下所測得的彈性位移量(總位移減去塑性位移)，應超過(guò)該荷載下桿體自由段長(cháng)度理論彈性伸長(cháng)值的80%，且小于桿體自由段長(cháng)度與1/2錨固段長(cháng)度之和的理論彈性伸長(cháng)值。這個(gè)判定標準非常重要，是錨桿安全的重要保證，“該荷載下桿體自由段長(cháng)度理論彈性伸長(cháng)值的80%”是判定有自由段的設計時(shí)，對施工完成的錨桿的自由段長(cháng)度進(jìn)行保證，如果未達到這個(gè)要求，說(shuō)明自由段長(cháng)度小于設計值，因而當出現錨桿位移時(shí)，將增加錨桿的預應力損失;當邊坡有滑動(dòng)面時(shí)，錨桿未能穿過(guò)滑動(dòng)面而作用在穩定地層上，工程將存在嚴重的安全隱患。若測得的彈性位移大于“桿體自由段長(cháng)度與1/2錨固段長(cháng)度之和的理論彈性伸長(cháng)值”，則說(shuō)明在設計有效的錨固段注漿體與桿體的粘結作用已經(jīng)破壞，錨桿的承載力將嚴重削弱，甚至將危及工程安全。
錨桿理論伸長(cháng)量可根據彈性模量(應力/應變)的定義推導而來(lái)：ΔS=P×Lf(/E×A)(2)式中ΔS———鋼筋伸長(cháng)量;
P———荷載;
Lf———自由段長(cháng)度;
E———鋼材彈性模量(參考取值：2.0～2.05×105MPa);
A———鋼筋截面積。
6靜載試驗基準樁、基準梁
基準樁及基準梁在載荷試驗中，其使用不當將對檢測結果產(chǎn)生影響，廣大的試驗人員應引起足夠的重視�；鶞蕵稇褂眯⌒弯摌洞蛉氲乇硐乱欢ㄉ疃�，確保不受地表振動(dòng)及人為因素干擾的影響，不得使用磚塊等物代替基準樁�；鶞柿簯哂幸欢ǖ膭偠�，梁的一端應固定在基準樁上，另一端應簡(jiǎn)支于基準樁上，基準梁應避免氣溫、振動(dòng)及其他外界因素的影響，夜間工作時(shí)應避免大能量照明器具(如碘鎢燈)對基準梁烘烤引起的變形影響，特別是局部照射;白天工作時(shí)避免太陽(yáng)直射部分基準梁引起強烈的變形。(轉載自 論文范文，請保留此標記)
就基準梁的剛度因素、溫度影響因素進(jìn)行了試驗，其影響結果如下：1)溫度變化將對基準梁產(chǎn)生較大的變形，影響載荷試驗的穩定。
試驗是在一個(gè)大棚內按照規范要求安裝基準樁、基準梁，記錄溫度和基準梁的變形，實(shí)測結果如圖5所示，一天中溫度變化引起了基準梁的變形，其變形值不容忽視，這是在均勻溫度作用下的結果，如果基準梁受到不均勻溫度影響時(shí)，變形會(huì )更大。
2)不同剛度基準梁受溫度影響的試驗，在同樣的大棚內使用10號、16號、20號工字鋼基準梁進(jìn)行試驗，基準梁變形如圖6所示。在一天的溫度變化中剛度大的20號工字鋼變形最小，剛度較小的10號工字鋼變形較大。所以在載荷試驗工作中，應選用剛度較大的基準梁，可以較大程度的避免溫度變化對基準梁變形的影響。
7統一載荷試驗曲線(xiàn)坐標
在編寫(xiě)載荷試驗報告時(shí)，對同一工程較多的單位使用一個(gè)載荷試驗點(diǎn)作1條Q-s或P-s曲線(xiàn)的辦法，并且采用不同的沉降縱坐標(沉降量滿(mǎn)格處理)成圖，使得查看靜載結果時(shí)不能很好地反映總靜載效果，缺乏靜載點(diǎn)之間的可比性。根據《建筑基樁檢測技術(shù)規范》106-2003規范之4.4.1條文說(shuō)明：除Q-s、s-lgt曲線(xiàn)外，還有s-lgQ曲線(xiàn)。同一工程的一批試樁曲線(xiàn)應按相同的沉降縱坐標比例繪制，滿(mǎn)刻度沉降值不宜小于40mm，使結果直觀(guān)、便于比較。此條例，可推而廣之到地基的所有載荷試驗之中，改善靜載結果的可讀性、直觀(guān)性、可比性。
8 JGJ106-2003和JTG/T F81-01-2004規范中的差異《建筑基樁檢測技術(shù)規范》JGJ106-2003和《公路工程基樁動(dòng)測技術(shù)規程》JTG/T F81-01-2004在聲波透射法中對數據進(jìn)行分析處理時(shí)，存在一定的差異(見(jiàn)表3)。在生產(chǎn)過(guò)程中應該了解這種差異，各儀器生產(chǎn)廠(chǎng)家編制的數據分析軟件也是有相應的差異，應根據不同的規范具體使用，否則將造成結果的差異。
9結語(yǔ)
就地基基礎質(zhì)量檢測中的8個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了一定的剖析，對規范的理解和認識不一定全面，希望廣大的檢測同仁共同學(xué)習和探討，本文如有不妥之處敬請批評指正。
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