摘　要:隨著樁基的廣泛應(yīng)用,與此相關(guān)的問(wèn)題研究成為了大家關(guān)注的焦點(diǎn)。本文正是以此為研究對(duì)象,詳細(xì)分析了與樁基工程檢測(cè)技術(shù)相關(guān)的一些問(wèn)題。文章首先回顧了樁基發(fā)展的歷史及現(xiàn)狀,然后闡述了樁基工程檢測(cè)的重要性,最后在總結(jié)樁基工程檢測(cè)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀真空壓力的基礎(chǔ)上,提出了樁基工程質(zhì)量檢測(cè)中存在的主要問(wèn)題。為樁基工程檢測(cè)領(lǐng)域的進(jìn)一步研究提供了方向性的指導(dǎo)依據(jù)。

1 樁基的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀

作為一種古老的基礎(chǔ)形式, 樁的應(yīng)用至今已經(jīng)有12000～14000年的歷史,最初的樁是木樁。我國(guó)是使用樁基比較早的國(guó)家之一,始建于公元247年的上海龍華塔及十世紀(jì)筑成的杭州灣大海塘的石砌岸壁, 是凝聚我國(guó)古代勞動(dòng)人民聰明智慧的, 最早采用樁基礎(chǔ)而完好保存至今的著名建筑。在浙江省余姚市河姆渡村發(fā)掘的新石器時(shí)代的文化遺址中,發(fā)現(xiàn)數(shù)百根樁,經(jīng)測(cè)定這些樁距今約為6000年至7000年,這是全球迄今發(fā)現(xiàn)的規(guī)模最大的木樁遺存。人類(lèi)應(yīng)用木樁經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歷史時(shí)期,直到19世紀(jì)后期,鋼筋、水泥和鋼筋混凝土相繼問(wèn)世,木樁逐漸被鋼樁和鋼筋混凝土樁取代。最先出現(xiàn)的是打入式預(yù)制樁, 隨后發(fā)展了灌注樁。后來(lái)隨著機(jī)械設(shè)備的不斷改進(jìn)和高層建筑對(duì)樁基的需要, 產(chǎn)生了很多新的樁型,開(kāi)辟了樁利用的廣闊天地;樁的廣泛應(yīng)用也促進(jìn)了人們對(duì)樁的進(jìn)一步探索研究,其中包括新樁型、施工手段、檢測(cè)手段、模型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)計(jì)算方法等的研究。

到了20世紀(jì)60年代,由于樁基的大量使用, 人們逐漸認(rèn)識(shí)到理論研究的重要性,Poulos等人對(duì)群樁進(jìn)行了理論研究,并據(jù)此對(duì)樁的分析方法進(jìn)行了分類(lèi)。第一類(lèi)為經(jīng)驗(yàn)方法; 第二類(lèi)為相對(duì)簡(jiǎn)單的理論分析方法, 以線彈性或非線性彈性和剛塑性為理論基礎(chǔ),采用土力學(xué)原理進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算參數(shù)通過(guò)試驗(yàn)室相關(guān)分析得到;第三類(lèi)為相對(duì)復(fù)雜的數(shù)值分析方法,諸如有限元方法、邊界元方法等, 這些數(shù)值方法以線性彈性或非線性彈性和剛塑性為理論基礎(chǔ), 采用土力學(xué)原理進(jìn)行計(jì)算, 計(jì)算參數(shù)通過(guò)詳細(xì)的應(yīng)力路徑實(shí)驗(yàn)分析得到。隨著高、重建筑和市政建設(shè)的發(fā)展,樁基在基礎(chǔ)工程中的作用愈顯重要,混凝土灌注樁、混凝土預(yù)制樁和鋼樁這三大系列都有所發(fā)展,尤以灌注樁的發(fā)展最為突出。樁基礎(chǔ)的發(fā)展主要有如下特點(diǎn)。

單樁設(shè)計(jì)承載力越來(lái)越大, 達(dá)到了以“萬(wàn)kN”計(jì)的水平。為了滿足設(shè)計(jì)承載力要求,于是出現(xiàn)了各種系列的新興改良樁系。樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理論吸取了其他學(xué)科的先進(jìn)科研成果,取得了迅速和深入的發(fā)展。復(fù)合地基理論、疏樁理論、樁基與上層建筑協(xié)同作用理論、樁基環(huán)境效應(yīng)理論等相繼問(wèn)世并不斷完善。由于在城區(qū)興建高層建筑的需要, 沉樁的環(huán)境效應(yīng)消減問(wèn)題受到充分的重視,并提出了一系列計(jì)算方法和控制措施。樁基工程機(jī)械也趨向于專(zhuān)門(mén)化和復(fù)雜化,新型的工程機(jī)械、施工工藝和用途范圍也在不斷發(fā)展。

2 樁基工程檢測(cè)的重要性

樁基是各種建筑物的基礎(chǔ)形式之一,屬于隱蔽工程, 起著將結(jié)構(gòu)上部荷載傳遞到較深和較好地層中的作用,是構(gòu)筑物的重要組成部分, 對(duì)工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量和安全起著相當(dāng)重要的作用。樁基檢測(cè)是對(duì)單樁承載力和樁身質(zhì)量等內(nèi)容進(jìn)行全面評(píng)價(jià)的重要措施, 它是評(píng)價(jià)樁基工程是否合格的依據(jù),同時(shí)也是對(duì)不合格樁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的基礎(chǔ)。正是因?yàn)闃痘请[蔽工程, 其檢測(cè)和事故后的處理均較困難,因此,在樁基設(shè)計(jì)前和施工后都需要進(jìn)行必要的試驗(yàn)和檢測(cè),以保證樁基工程的質(zhì)量。目前,我國(guó)樁基施工隊(duì)伍龐雜,施工工藝各異,施工機(jī)具也良莠不齊,樁基的施工質(zhì)量不佳是較為普遍的問(wèn)題,甚至有偷工減料的現(xiàn)象, 如果不及時(shí)查出并采取補(bǔ)救措施, 將會(huì)對(duì)整個(gè)工程造成無(wú)法估量的損失, 這已被許多嚴(yán)重的樁基工程事故所證實(shí)。無(wú)論從保證樁基工程質(zhì)量和安全需要還是避免樁基工程浪費(fèi)的角度考慮, 都必須及時(shí)進(jìn)行樁基的檢驗(yàn)和測(cè)試。

3 樁基工程檢測(cè)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

樁基檢測(cè)技術(shù)是一門(mén)新興行業(yè), 我國(guó)的檢測(cè)工程基處理技術(shù)起源于20世紀(jì)80年代末,當(dāng)時(shí)的檢測(cè)方法主要采用聲波透射法來(lái)抽檢。由于我國(guó)工程建設(shè)的的蓬勃發(fā)展,在橋梁、高層建筑、重型廠房、港口碼頭、海上采油平臺(tái)等工程中大量采用樁基礎(chǔ), 從而推動(dòng)了檢測(cè)頻率、檢測(cè)方法的不斷改進(jìn)。目前對(duì)于樁基工程的檢測(cè)手段已發(fā)展到靜載試驗(yàn)、高應(yīng)變、低應(yīng)變、聲波透射、鉆孔取芯法等方法的綜合運(yùn)用和全面的普檢。其中,靜載荷試驗(yàn)以其直觀、可靠的優(yōu)勢(shì)引起了檢測(cè)人員的普遍重視, 該試驗(yàn)是用千斤頂給樁施加豎向荷載,通過(guò)油泵給千斤頂送油加壓, 千斤頂出力值可以用荷載傳感器或精密標(biāo)準(zhǔn)油壓表標(biāo)定后量測(cè),樁頂沉降可以用大量程百分表或位移傳感器(電阻式、電感式、差動(dòng)變壓器等)量測(cè)。用該方法可以確定單樁豎向極限承載力, 結(jié)合在樁身和樁底埋設(shè)測(cè)試元件還可以測(cè)定樁側(cè)摩阻力分布情況、樁端反力和樁身軸力等, 但該方法用來(lái)評(píng)價(jià)樁身完整性的結(jié)果還不理想,因此,近幾年基樁動(dòng)力檢測(cè)法日趨流行。其實(shí)早在100多年前就有人將樁假定地基處理與加固為剛性模型, 根據(jù)牛頓碰撞定律導(dǎo)出動(dòng)力打樁公式,通過(guò)錘擊能量、貫入度和一些經(jīng)驗(yàn)常數(shù)估算單樁承載力。

隨著數(shù)值分析技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展, 地基處理問(wèn)題計(jì)算機(jī)數(shù)值分析方法也在樁基分析計(jì)算中得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。其常用的分析方法有有限元法和有限差分法。工程設(shè)計(jì)人員根據(jù)原位測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)得到巖土工程施工過(guò)程中的各種信息進(jìn)行數(shù)值分析, 根據(jù)分析的結(jié)果及時(shí)修改設(shè)計(jì),指導(dǎo)施工。樁基檢測(cè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,已經(jīng)取得了一系列成果,更多的則表現(xiàn)在正確的檢測(cè)方法和手段已得到及大的推廣和貫徹,表現(xiàn)在測(cè)試人員對(duì)于各種樁基檢測(cè)方法的合理運(yùn)用和理性思維, 以及各級(jí)行業(yè)主管對(duì)樁基檢測(cè)市場(chǎng)的正確導(dǎo)向與管理。

4 樁基工程質(zhì)量檢測(cè)中存在的主要問(wèn)題

近10多年來(lái),檢測(cè)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,檢測(cè)技術(shù)不斷趨于成熟,有關(guān)樁基工程檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范相繼發(fā)布、施行,使樁基檢測(cè)工作進(jìn)一步規(guī)范化,對(duì)保證工程質(zhì)量起到了良好的作用。但是,在樁基檢測(cè)中同樣也存在不少問(wèn)題。歸納起來(lái),主要包括以下兩個(gè)方面。人為因素:檢測(cè)人員施工、編寫(xiě)檢測(cè)報(bào)告不規(guī)范。這就要求加強(qiáng)樁基檢測(cè)工作的管理,提高檢測(cè)人員的素質(zhì),確保檢測(cè)工作本身質(zhì)量,必須重視檢測(cè)隊(duì)伍建設(shè),提高思想及業(yè)務(wù)素質(zhì)。

客觀因素: 由于樁基工程屬于隱蔽工程,無(wú)論采用哪種檢測(cè)方法,都存在著一定的不足, 都不能完全反映出樁基的全部特性。這就要求檢測(cè)人員應(yīng)用以往的實(shí)際檢測(cè)經(jīng)驗(yàn), 根據(jù)實(shí)地的地層結(jié)構(gòu)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)不斷改進(jìn)檢測(cè)方法,逐漸減少檢測(cè)結(jié)果的不確定性。

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