工程師論文港口樁基檢測技術

　　這篇工程師論文闡述港口樁基檢測的內容。樁基對于港口碼頭的建設具有非常重要的意義。對于樁基檢測，設計的方面廣，難度大，面對的挑戰在不斷的發展，技術也在不斷的發展。必須要切實的保障港口樁基的質量。《中國港口》(月刊)創刊于1985年，由中國港口協會有辦。本刊集專業性、指導性、權威性為一身的優秀刊物，為交通部主管的港口界的權威性刊物，主要讀者為港口企事業單位中層以上管理人員、科技人員以及與港口相關的科研、金融、院校外事機構等相關人員。辦刊宗旨為：“立足港口、縱橫延伸、面向市場、走向世界”。

　　摘要：隨著國民經濟的發展，海上運輸發揮著越來越重要的作用。相應的，港口工程也獲得了極大的發展。樁基是港口工程的重要組成部分，對于港口建設的安全具有非常重要的意義。但是現在的使用的樁基還是存在一些質量問題，本文就將從灌注樁和預制樁兩個方面入手，詳細的介紹一下樁基檢測的方法。并根據工作中的經驗，深入的比較鉆孔取芯法、高應變應力反射波法、超聲波透射法以及低應變應力反射波法，為樁基檢測技術人員提供一定的參考。

　　關鍵詞：港口工程;樁基檢測;質量

　　一、前言

　　在最近的一段時間內，特別是近十年的時間，我國的港口工程有了很大的發展。隨著海運的發展和船舶噸位的增大，也新建了很多的大型深水碼頭。隨著配套的，為了保障港口的建設安全，樁基的截面積也在不斷的增大。另外，為了保障一定的穩定性和使用強度，必須要加大樁基的承載力，樁基的深度也在不斷的加深。樁基本身具有隱蔽的特點，一旦建成，必須保障足夠的使用強度和壽命，而且在沒有出現事故之前很難發現內部的質量問題。因此在樁基使用之前，樁基的質量檢測就變得越來越重要。樁基檢測是樁基工程中必須存在的環節。本文中詳細的介紹一下常用的樁基檢測方法。根據工作中的經驗，對這些方法進行深入的分析，比較各種方法的優點和缺點，為以后的檢測提供一定的參考。

　　二、港口樁基存在的常見問題

　　1.灌注樁的質量問題(1)鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁是灌注樁中的重要一種。灌注樁在施工和使用的過程中一般會發生四種質量問題。①灌注樁的承載能力會出現大幅度的下降，導致樁基的承載能力達不到使用的標準。②樁基的澆注一般是在水下完成的，這樣就自然的出現了弊端，樁基的水下質量很難直接觀測。樁基的水下部分主要是容易出現兩種問題，分別是樁身斷裂，另一個方面是混凝土不穩定，發生離析現象。③樁身出現擴徑或者縮頸的現象。灌注樁的施工是在水下完成的，需要有鉆孔的支持。④這個問題是其他問題導致的樁身斷裂現象。樁身的骨骼是鋼筋籠，當鋼筋籠出現錯位的時候，樁身本身的結構出現問題，應力嚴重的不符合設計的標準，最后一定會發生樁身斷裂的問題。(2)沉管灌注樁。沉管灌注樁和鉆孔灌注樁在結構上存在一定的差別，所以出現問題的原因也是有一定的不同的。①是拔管的速度帶來的影響。拔管的速度過快會因為摩擦力的原因造成樁身的縮頸、夾泥以及斷樁的質量問題。②是樁基間距的問題，樁基間距應該有一定的距離，當距離比較近的時候，相鄰樁基施工會相互產生影響。③是承壓水層的影響。沉管樁的地層有的時候有承壓水的砂層，一般砂層的上部還伴隨著透水性不太好的土層。(3)人工挖孔樁。人工的操作問題是影響樁的質量的重要因素。比如，施工的過程中，直接把混凝土直接倒入到孔中，混凝土的距離過大，導致樁身的質量下降，另外，孔內的水還沒有排干就開始澆筑。

　　2.預制樁的質量問題(1)鋼樁。①錘擊力過高時，鋼樁因為承載力的限制，容易出現局部的損壞，最終樁身失去穩定性。②H型鋼樁是比較特殊的一種，他的形狀和手里在不同的方向上存在差異。這樣的性質在入土比較深的時候會往土質比較差的方向上發生變形。③錘擊的過程中次數過多和第一節樁不能和手里面垂直，這樣的情況會導致斷樁。(2)混凝土預制樁。混凝土預制樁的質量問題有四個方面。①錘擊過程中產生的拉應力過大，樁身承受不了的時候就會出現開裂的現象。②一般焊接的部分要達到一定的使用強度的時候才可以承受足夠的應力，但是當焊接結束以后冷卻不足的情況下直接錘擊，這時往往會出現開焊的情況。③錘擊的過程，作用力應該是豎直向下的，但是樁身如果和樁帽不能在一條線上的時候直接錘擊，就會出現偏離軸向方向的應力，造成樁身開裂，嚴重的時候會出現斷樁的情況。④樁與樁之間需要有一定的間距，當距離過小的時候，臨近的樁擠土，使附近的地面隆起來，影響附近的樁承載力。

　　三、港口工程常用的樁基質量檢測方法

　　1.鉆孔取芯法鉆孔取芯法是比較常用的一種方法，進行鉆孔取芯法的目的就是為了了解灌注樁內部的結構是否能夠達到使用的強度好要求。通過鉆孔取芯法，可以檢查沉底的厚度以及樁的持層力的情況。從目前來看，鉆孔取芯法是檢測混凝土強度最可靠的方法。2.超聲波透射法超聲波透射法也是非常常用的一種方法。它是根據聲學原理來判斷的。根據聲學的原理，聲音在不同的介質中傳遞的時候速度是不同的，在經過樁身的時候，如果存在砂眼或者密度不均的情況就會發生不同的結果。根據這個結果的不同就可以判斷樁身的內部是否存在缺陷。

　　3.高應變應力發射波法所謂的高應變應力指的是用能量很高的重錘錘擊樁頂。這個能量一般最少需要幾十牛頓，高的能量可以達到幾百牛頓。同時，需要在樁身的兩側距離樁頂一段距離的地方放置力和速度檢測裝置，測定錘擊作用并轉化為電信號傳遞給計算機部分。當有能量作用在樁頂部的時候，樁身的應力和應變水平應該達到使用的標準，動載荷的存在會讓樁克服泥土的阻力，產生一定的貫入度。4.低應變應力反射波法低應變反射波法是樁頭瞬態激振、樁頭信號接收，通過實測樁頂加速度或速度響應時域曲線借助一維波動理論來判定基樁的完整性。或水中放電等方法，給樁作用較小能量。作用在樁頂上的動荷載遠小于樁的使用荷載，不足以使樁產生貫入度，也就是說樁土之間不產生相對位移，只產生彈性變形。低應變反射波法是通過應力波沿樁身傳播和反射原理進行樁的檢驗。圖1為檢測示意圖。

　　四、工程應用實例

　　1.工程名稱及概述工程名稱為萬基•濱江國際工程樁基檢測。萬基•濱江國際工程位于青田縣。為檢測基樁樁身完整性是否滿足設計要求，擬對本工程基樁進行低應變試驗。試驗內容為檢測基樁樁身缺陷及其位置，判定樁身完整性類別，本次檢測低應變1,090根。2.檢測的目的和準備工作檢測樁身結構完整性，評估樁身質量等級(含樁端);在樁底信號清晰的前提下，根據基樁平均波速推斷有效樁長。測試前將樁頂不合要求的樁頂砼鑿去，保持樁頭平整、干燥;管樁若樁頭未被擊碎，無須處理樁頭;若樁頂被擊碎，須等截樁(割除破損段)后，再檢測;以便測試時傳感器與樁頂面能更好地耦合，確保測試數據的準確性。施工單位應提供試驗樁的施工記錄、樁位平面圖、地質報告，并填寫現場測試員提供的基樁測試基本情況登記表。3.檢測執行的標準《建筑基樁檢測技術規程》(JGJ106-2003)《基樁低應變動力檢測技術規程》(DBJ10-4-98)設計單位及建設單位要求遵循的項目文件(招標文件等)

　　4.檢測儀器及設備檢測所用儀器為武漢巖海工程技術開發有限公司生產的RS-1616K(S)型基樁動測儀，配LC型加速度傳感器(幅頻線性寬度為2~10,000Hz);2010年6月4日由浙江省計量科學研究院檢定，有效期至2011年6月7日。5.執行的質量評定等級和標準根據中華人民共和國行業標準《建筑基樁檢測技術規范》JGJ106-2003，評定樁身質量等級分為四類，如表1。6.檢測的具體流程(1)資料分析：工程資料(包括工程地質概況)、土層參數及綜合柱狀圖、施工過程及記錄資料、樁形尺寸及分布圖。(2)檢測系統聯結調試與傳感器安裝。(3)動測參數選取：樁長、樁徑、樁身砼強度等級、采樣間隔。(4)用激振材料沖擊樁頂進行觸發采集，數據一致性較差時，應進行重復采集，若隨機噪聲過大或樁尖反射信號太弱，則可采用時域平均法進行完整性診斷。(5)低應變完整性分析和缺陷定位，若無缺陷則可到此為止，有缺陷則進入下一流程進行定量分析。(6)低應變反射波法定量分析，包括樁的缺陷(等效截面比或阻抗比)與土層阻抗參數的定量分析。7.正式報告包含的內容檢測結束后三天內告知測試的初步結果，七天內提交正式報告;報告一式五份，由單位總工批準。正式報告包含以下內容：(1)委托方名稱、工程名稱、地點、建設、勘察、設計、監理和施工單位，基礎、結構型式，層數，設計要求，檢測目的，檢測依據，檢測數量，檢測日期;(2)地質條件描述;(3)受檢樁的樁號、樁位和相關的施工記錄;(4)檢測方法、檢測儀器設備，檢測過程敘述;(5)樁身完整性描述，包括缺陷位置、性質及類別;動測實測曲線圖;(6)結論及建議。

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