1 前言
高層建筑的普及,對于地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和承載能力提出了更高的要求,傳統(tǒng)的地基結(jié)構(gòu)逐漸難以滿足高層建筑的實際需要。在這種情況下,樁基礎(chǔ)憑借其良好的承載能力和抗震性能,得到了非常廣泛的應(yīng)用,基礎(chǔ)自身的施工質(zhì)量質(zhì)量直接影響了建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全,同時,樁基礎(chǔ)屬于隱蔽工程,質(zhì)量控制存在很大的不確定性,需要施工人員的重視,切實做好樁基內(nèi)力檢測工作,保證樁基施工質(zhì)量。
2 樁基檢測概述
樁基檢測主要是針對建筑工程樁基礎(chǔ)的質(zhì)量檢測,能夠及時發(fā)現(xiàn)樁基存在的問題和缺陷,確保樁基礎(chǔ)的質(zhì)量。樁基檢測技術(shù)涉及巖土力學、振動學等多方面的知識,與建筑材料檢測和建筑結(jié)構(gòu)檢測存在很大的不同。樁基檢測技術(shù)可以分為靜載荷試驗以及動力測樁量大類,靜載荷試驗主要包括錨樁法、地錨法、堆載聯(lián)合法等,由于其不會對樁體造成影響和破壞,而且操作相對簡單,是當前樁基承載力檢測中應(yīng)用最為廣泛的方法。而對于樁基完整性的檢測,一般是采用低應(yīng)變動力試樁法,具有操作方便、效率高、成本低等優(yōu)勢,通過在樁頂施加一定的激振,引發(fā)樁基周圍土體振動,從而實現(xiàn)對樁基整體質(zhì)量的檢測。
3 基礎(chǔ)樁試樁
3.1 工程概況
某建筑工程屬于綜合性建筑,分為地上33 層,地下3 層,主樓采用鋼框架剪力墻結(jié)構(gòu),裙樓采用框架結(jié)構(gòu),筏板基礎(chǔ)。經(jīng)現(xiàn)場地質(zhì)勘察,整個施工區(qū)域內(nèi)地勢相對平坦,地層在勘察深度范圍內(nèi),可以分為人工堆積層和第四紀沉積層兩類,地表土層為硬質(zhì)土,但是并不能滿足工程建設(shè)要求,因此采用鉆孔灌注樁的樁基礎(chǔ)形式。
3.2 試樁設(shè)計參數(shù)
在該工程中,基礎(chǔ)樁采用的是鉆孔灌注樁的形式,樁端深入到卵石層中超過1m,單樁的豎向承載力特征值達到9000kN。從建筑基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和可靠性方面考慮,整個工程設(shè)計用樁276根,結(jié)合《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定,選擇3 根試樁進行相應(yīng)的樁基靜載試驗。為了能夠有效分析樁基承載能力以及內(nèi)部荷載傳遞的特性,在上述3 根試樁中,預(yù)埋鋼筋計。試樁設(shè)計參數(shù)如下:
樁頂標高:0;
樁底標高:-46m;
樁身長度:46m;
混凝土強度等級:C40;
混凝土保護層厚度:50mm;
樁端沉渣厚度:≤ 100mm。
3.3 試樁施工
(1)施工流程:現(xiàn)場測量,定位放線→人工引孔→樁機就位,鉆孔→鋼筋籠制作和安裝→水下混凝土澆筑→樁端后壓漿。
(2)成孔技術(shù)要求:一是在鉆孔成樁前,必須切實做好測量放樣工作,明確樁孔位置和深度,實現(xiàn)對樁長的有效控制,鉆孔完成后,應(yīng)該及時進行鋼筋籠的吊放和混凝土的澆筑,確保施工的連續(xù)性;二是應(yīng)該對樁孔垂直度進行控制,確保其偏差在1% 以內(nèi),樁位允許偏差不大于100mm,樁徑允許偏差不大于50mm;三是在混凝土灌注過程中,應(yīng)該做好現(xiàn)場施工管理,安排專人做好相應(yīng)的施工記錄工作;四是樁頭部分應(yīng)該超灌0.8m 以上,抗拔樁灌注時,應(yīng)該將混凝土控制在樁頂標高0.8m 以上;五是在混凝土灌注過程中,每隔一段時間,應(yīng)該使用比重計,對泥漿密度進行檢測,以確保施工質(zhì)量。
(3)鋼筋籠技術(shù)要求:一是由于樁身長度較大,因此可以將鋼筋籠分為兩段進行吊放。對于抗壓裝和錨樁而言,第一段的長度應(yīng)該為24m,而對于抗拔樁而言,第一段的長度為19.45m。在對鋼筋籠進行連接時,主筋的連接應(yīng)該采用冷擠壓連接法;二是在施工過程中,需要對壓接道次進行檢查,確保其不存在重壓和少壓現(xiàn)象,接頭的最小壓痕應(yīng)該負荷相關(guān)規(guī)定;三是在鋼筋籠連接完成后,應(yīng)該對其進行全面細致檢查,確保表面不存在肉眼可見的裂縫,連接處的彎折不大于40mm,兩端鋼筋顯露出相應(yīng)的檢查標志,但是不能顯露定位標志。
(4)水下混凝土灌注要點:其一,注漿導(dǎo)管應(yīng)該選擇絲扣導(dǎo)管,導(dǎo)管壁的厚度應(yīng)該在3mm 以上,直徑為300mm,底管長度大與等于4m。在施工前,需要對高管進行試裝、試壓,試水壓力為0.6-1.0MPa;其二,水下灌注混凝土的塌落度應(yīng)該控制在180-220mm,水泥用量在360kg/m3 以上,細骨料選擇中粗砂,粗骨料的最大粒徑不大與25mm;其三,在進行混凝土灌注施工時,應(yīng)該確保導(dǎo)管下放到孔底的深度為300-500mm,同時應(yīng)該保證混凝土儲備充足,使得導(dǎo)管能夠一次埋入混凝土面以下超過0.8m。在提升導(dǎo)管的過程中,應(yīng)該始終保證導(dǎo)管底部埋入混凝土之中,埋深約為2.0-6.0m,堅決避免將導(dǎo)管提出混凝土面,并安排專人測量導(dǎo)管埋深以及導(dǎo)管內(nèi)外混凝土面的高差,做好相應(yīng)的施工記錄;其四,水下混凝土灌注應(yīng)該連續(xù)施工,在澆筑過程中,無論發(fā)生任何故障和問題,都應(yīng)該進行記錄;其五,應(yīng)該對最后一次灌注量進行控制,確保樁頂超灌大于0.8m,且不低于設(shè)計標高。
4 鋼筋計檢測
利用預(yù)先埋設(shè)在3 根試樁內(nèi)部的鋼筋計,結(jié)合TDS-530 型自動數(shù)據(jù)巡檢儀,對鋼筋計測得的各項數(shù)據(jù)進行讀取,分析樁體內(nèi)部的應(yīng)力變化情況。
(1)在灌注樁施工過程中,分別在3 根試樁的設(shè)計樁頂標高以及樁頂位置,對稱埋設(shè)鋼筋計,焊接固定在鋼筋籠的主筋上。
(2)當灌注樁基本固結(jié),鋼筋計與混凝土應(yīng)變協(xié)調(diào)一致時,可以對樁體進行相應(yīng)的靜載試驗,對鋼筋計的應(yīng)變輸出進行測量,結(jié)合靜載試驗中的已知荷載,繪制出混凝土的應(yīng)力- 應(yīng)變率定曲線。
(3)通過率定曲線以及試樁樁身各截面處的鋼筋計應(yīng)變,對樁身截面位置的軸力進行計算。
5 結(jié)語
總而言之,通過在灌注樁內(nèi)預(yù)埋鋼筋計的方式,檢測樁基內(nèi)力,不需要進行基坑的開挖,能夠從地面直接確定樁身承載力特征值,測定樁基承載能力,在工程建設(shè)中,能夠?qū)崿F(xiàn)對于樁基的有效檢測,保證樁基施工質(zhì)量,應(yīng)該得到相關(guān)技術(shù)人員的重視和推廣。