铁道工程建设论文

铁道工程建设论文内容摘要：

... 18 声波透射法检测 ................................................. 20 10展望 ............................................................ 22 参 考 文 献 ........................................................ 23 致 谢 .............................................................. 24 1 前 言 桩基础既是一种古老而传统的桩基形式，又是一种应用广泛、发展迅速、生命力很强的建筑物基础形式。 随着工程建筑和各项技术的高 速发展，桩基础的应用越来越广，同时对桩基基础的要求也越来越高，因此，对桩基的结构完整性和进行准确的检测尤为重要。 桩基检测是桩基施工中的重要环节，从桩基础的实际出发，详细论述了目前较为成熟且已纳入国家规范的各种桩基础的检测方法，并通过工程检测实验，对不同检测方法进行了验证分析。 本文简要介绍了常用的几种桩基检测技术 ，从检测内容、检测方法、桩基质量的评判、等进行了研究， 并介绍了反射波法的基本原理及影响基桩质量检测波形的因素，运用应力波反射法检测 灌注桩 的施工质量，具有检测速度快、费用低、便于全面普查桩的质量、判别桩的完整性和质量 缺陷 ，是一种值得推广的方法。 2 1. 桩基检测技术 随着建设单位对工程质量要求的提高，基桩检测技术将发挥越来越重要的作用。 针对具体工程，利用成孔质量检测、静载试验检测、低应变动 力检测和高应变动力检测等技术对该工程的基桩进行了检测，进而对桩基质量做出评价，以确保建设工程的质量。 成孔质量检测 在桩的施工中，成孔质量的好坏直接影响到混凝土浇注后的成桩质量：桩孔的孔径偏小则使整桩的承载能力降低；桩孔上部扩径将导致成桩上部侧阻力增大，而下部侧阻力不能完全发挥；桩孔偏斜则会削弱了基桩承载力的有效发挥；桩底沉渣过厚使得有效桩长减少。 因此，成孔质量检测对于控制成桩质量尤为重要。 成孔质量检验的内容主要包括桩孔位置、孔深、孔径、垂直度、沉渣厚度等。 桩的承载力的检测 静荷载试验法 静荷载试验法用于检测基桩承载力静荷载试验法包括基桩竖向和水平承载力检测，工程中多用到竖向静载荷试验。 静荷载试验法显著的优点是其受力条件比较接近桩基础的实际受力状况。 静载试验主要适用于工程试桩的承载力检测，对于工程桩检 测 不能做破坏性试验。 其检测精度高，相对误差在 10%范围内。 高应变动测法 桩基高应变动检测，就是利用重锤对桩顶进行瞬态冲击，使桩周土产生塑性变形，在桩头实测力和速度的时程曲线，通过应力波 理论分析得到桩土体系的有关参数，揭示桩土体系在接 近 极限阶段时的工作性能，分析桩身质量，确定桩的极限承载力。 目前国内外常用的桩基检测方法 ① 钻芯检测法：由于大直 钻孔灌注桩 的设计 荷载 一般较大 ，用静力试桩法有许多困难，所以常用地质 钻机 在桩身上沿长度方向钻取芯样，通过对芯样的观察 3 和测试确定桩的质量。 但这种方法只能反映钻孔范围内的小部分混凝土质量，而且设备庞大、费工费时、价格昂贵，不宜作为大面积检测方法，而只能用于抽样检查，一般抽检总桩量的 3～ 5%，或作为无损检测结果的校核手段。 ② 振动检测法：又称动测法。 它是在桩顶用各种方法施加一个激 振力，使桩体及至桩 土体 系产生振动。 或在桩内产生应力波，通过对波动及波动参数的种种分析，以推定桩体混凝土质量及总体承载力的一种方法。 这类方法主要有四种，分别为敲击法和锤击法、稳态激振机械阻抗法、 瞬态 激振机械阻抗法、水电 效应法。 ③ 超声脉冲检验法：该法是在检测混凝土缺陷的基础上发展起来的。 其方法是在桩的混凝土灌注前沿桩的长度方向平行预埋若干根检测用管道，作为超声检测和接收换能器的通道。 检测时探头分别在两个管子中同步移动，沿不同深度逐点测出横断面上超声脉冲穿过混凝土时的各项参数，并按超声测缺原理分析每个断面上混凝土质量。 ④ 射线法：该法是以放射性同位素辐射线在混凝土中的 衰减 、吸收、散射等现象为基础的一种方法。 当射线穿过混凝土时，因混凝土质量不同或因存在缺陷，接收仪所记录的射线强弱发生变化 . 4 查 桩基是广泛应用的基础形式之一。 目前，我国桩基施工队伍庞杂，施工机具参差不齐，施工工艺不一，桩基施工质量不佳的现象较为普遍，如不能及时检查发现、对存在的 缺陷 采取补救措施，将对建筑工程留下隐患，造成不可估量的 损失。 为了保证桩基工程的质量和安全，必须按照桩基有关技术规范的规定进行各种检查和测试。 由《建筑桩基技术规范》（ JGJ 94— 94）中成桩质量检查的有关规定可知，灌注桩的成桩质量检查包括成孔及清孔、钢筋笼制作、混凝土搅制及灌注等三个工序过程的质量检查。 对预制桩和钢桩成桩质量检查主要包括制桩、打入深度、停锤标准、桩位及垂直度检查。 对于一级建筑桩基和地质条件复杂或成桩质量可靠性较低的桩基工程，应进行成桩质量检查。 检查方法可采用可靠的动测法，对于大直径桩还可采用钻探取芯、预埋管超 声波透射法 检查。 对我们检测单位来说，桩基工程的成桩质量检测内容主要是对桩的承载力与桩身结构完整性检测，前者如 静载 荷试验，高、低应变动测以及最近在国外逐渐使用的静动法；后者如钻探取芯、开挖检查、 声波透射法 及低应变动测法。 该规范中还明确规定：对于一级建筑桩基和一部分二级建筑桩基，必须在工程桩施工前进行桩的 静载 荷试验。 桩的 静载 荷试验的检验值是桩承载力可靠性的评定标准，是桩基工程单桩竖向 极限承载力 标准值的设计依据。 桩的静载荷试验，在同一条件下试桩数量不宜少于总桩数的 1%，且不应少于 3根；总桩数在 50 根以内的不应少于2根。 况且，静载荷试验的桩，通常是在施工单位预知的情况下进行的，成桩质量都较好，它能否代表所有工程桩的基桩承载力，还不一定。 特别是灌注桩，即使是使用同样的 原材料、同一个施工单位施工的同一批桩，由于地层的差异、施工班组的不同，各桩的结构完整性也有差异，各桩的承载力也不尽相同，何况，少数施工单位存在着偷工减料，工作不认真 的情况存在。 所以，没有一定检测数量的覆盖面，即使测试方法很可靠，桩基 工程质量 也难以保证。 用传统的 静载荷试验，因费时、费工、费钱，难以选择数量较多的桩进行载荷试验。 对静载荷试验所得承载力偏低的桩、也 难以分辩桩身的 缺陷 性质和所在 位置。 在这种情况下，使用快速、有效的动测方法，可以弥补静载荷试验数量少、代表性差的缺点。 为了贯彻 “ 技术可靠、经济合理的 ” 原则，在桩基工程中采用 5 两种或两种以上检测方法是必要的。 因为、每种检测方法各有特点，有它的长处，也有它的局限性。 因此，在 1%桩 的静载荷试验基础上，辅以其它动力检测方法作为补充是必不可少的。 而反射波法可对桩基 工程质量 进行普查，有利于整个桩基工程的质量控制，完全可以作为桩基工程成桩检查质量的一种有效方法，能为成桩质量评价提供依据。 6 灌注桩的施工分为成孔和成桩两部分 ,因而对桩基的检测便可分为成孔质量检测和成桩质量检测两大部分。 其中成孔是灌注桩施工中的第 — 个环节。 成孔作业由于是在地下、水下完成 ,质量控制难度大 ,复杂的地质条件或施工中 的失误都有可能产生塌孔、缩径、桩孔偏斜、沉渣过厚等问题。 成桩质量检测又可分为承载力检测和对完整性检测。 成孔质量检测 在灌注桩的施工中 ,成孔质量的好坏直接影响到混凝土浇注后的成桩质量 :桩孔的孔径偏小则使得成桩的侧摩阻力、桩尖端承载力减少 ,整桩的承载能力降低。 桩孔上部扩径将导致成桩上部侧阻力增大 ,而下部侧阻力不能完全发挥 ,同时单桩的混凝土浇注量增加。 桩孔偏斜在一定程度上改变了桩竖向承载受力特性 ,削弱了基桩承载力的有效发挥。 桩底沉渣过厚使得桩长减少 ,对于端承桩则直接影响桩尖的端承能力。 桩的承载力检 测 桩的承载力与加荷速率有很大关系 ,由于静荷载试验与任何动荷载试验相比 ,所施加的荷载速率最慢 ,最接近于实际工程的加荷速率 ,所以试验的结果最接近于实际桩的承载力 ,因而 ,国内外均将静荷载试验的结果作为桩承载力的标准。 桩的完整性检测 基桩的低应变动测法就是通过对桩顶施加较低的激振能量 ,引起桩身及周围土体的微幅振动 ,同时用仪表量测和记录桩顶的振动速度和加速度 ,利用波动理论或机械阻抗理论对记录结果加以分析 ,从而达到检验桩基施工质量、判断桩身完整性、预估基桩承载力等目的。 因此 ,低应变一般只适合对桩的完整性检测。 对于正常的混凝土 ,声波在其中传播的速度是有一定范围的 ,当传播路径遇到混凝土有缺陷时 ,如断裂、裂缝、夹泥和密实度等 , 绕过缺陷或在传播速度较 7 慢的介质中通过 ,声波将发生衰减 ,造成传播时间延长 ,使声时增大 ,计算声速降低 ,波幅减小 ,波 形畸变 ,利用超声波在混凝土中传播的这些声学参数的变化 ,来分析判断桩身混凝土质量。 8 目前按设计和施工质量验收规范所规定的具体检测项目方式 ,宏观上可分为两种检测方法 : 直接法 通过现场原型试验直接检测项目结果的检测方法。 主要有桩身完整性检测(钻孔取芯法 )和承载力检测 (静载荷试验 )。 间接法 在现场原型试验基础上 ,同时基于一些理论假设和工程实践经验并加以综合分析才能最终获得检测项目结果的检测方法。 主要包括以下三种方法 : 在桩顶面施加低 能量的瞬态或稳态激振 ,使桩在弹性范围内做弹性振动 ,并由此产生应力波纵向传播 ,同时利用波动和振动理论对桩身的完整性做出评价。 低应变法是普查基桩的完整性 ,判定桩身缺陷程度和位置的一种常用方法。 适合钢筋混凝土灌注桩 ,预应力混凝土桩 (实心放桩、实心圆桩、管桩 )等。 该方法测试设备简单轻便 ,检测速度快、成本低 ,是基桩质量完整性普查的良好手段。 高应变法的主要功能是判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。 这里所说的承载力是指在桩身强度满足桩身结构承载力的前提下 ,得到的桩周岩土对桩的抗力 (静阻力 )。 所以要得到极限承载力 ,应使桩侧和桩端岩土阻力充分发挥 ,否则不能得到承载。