利用低應(yīng)變法對(duì)樁基完整性的檢測(cè)

翟浩博 薛宇欣 任鑫晨

(內(nèi)蒙古大學(xué)鄂爾多斯學(xué)院，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

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利用低應(yīng)變法對(duì)樁基完整性的檢測(cè)

翟浩博 薛宇欣 任鑫晨

(內(nèi)蒙古大學(xué)鄂爾多斯學(xué)院，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

根據(jù)某街區(qū)的地層勘測(cè)資料，采用鉆孔灌注摩擦樁進(jìn)行了地基處理，并利用低應(yīng)變法檢測(cè)了樁基的完整性，同時(shí)針對(duì)該地區(qū)紅砂巖的特性，提出了適宜的樁型。

樁基，低應(yīng)變法，紅砂巖，摩擦型樁

1 地質(zhì)情況概述

根據(jù)對(duì)某街區(qū)地層勘測(cè)，資料如下：勘測(cè)38.0 m深度范圍內(nèi)地層由上及下包括：第四系風(fēng)積砂層、全新統(tǒng)沖洪積粉細(xì)砂為主，下伏白堊系泥巖、砂質(zhì)泥巖及中粗粒砂巖，根據(jù)其巖性、物理力學(xué)性質(zhì)及空間分布分為8層，分述如下：

①層：素填土，黃褐色，松散，主要成分為粉細(xì)砂，局部含卵礫石，表層含植物根系。

②層：粉細(xì)砂，褐黃色，稍密～密實(shí)，稍濕～飽和，砂質(zhì)較純凈，分選較好根據(jù)密實(shí)差異劃分2個(gè)亞層如下：

②-1層：粉細(xì)砂，褐黃色，稍密～中密，稍濕～飽和，砂質(zhì)較純凈。

②-2層：粉細(xì)砂，褐黃色，中密～密實(shí)，濕～飽和，砂質(zhì)較純凈，分選較好白堊系基巖。

③層：全風(fēng)化泥巖，褐紅色～棕紅色，局部混有鈣質(zhì)氧化物而呈灰白色，母巖結(jié)構(gòu)基本完全破壞，風(fēng)化成可塑～硬塑狀態(tài)的粘性土，具中壓縮性，捻摸有滑膩感，易粘手，刀切有光滑面，切面規(guī)則，遇水膨脹、崩裂。局部夾全風(fēng)化砂巖：褐黃色，密實(shí)。砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，母巖結(jié)構(gòu)完全破壞，呈砂狀，含礫石。

④層：強(qiáng)風(fēng)化泥巖，根據(jù)顏色、夾層特征、巖性性狀劃分3個(gè)亞層如下：

④-1層：強(qiáng)風(fēng)化泥巖，以棕紅色粘性土為主，局部呈黃褐色，母巖結(jié)構(gòu)基本破壞，風(fēng)化成可塑～硬塑狀態(tài)、具中壓縮性的粘性土，可見白色條紋和風(fēng)化殘留巖塊，鉆探采取的巖芯手掰易碎(斷)，錘擊易出現(xiàn)凹陷，遇水膨脹、崩裂。

④-2層：強(qiáng)風(fēng)化砂巖，淺黃～灰黃色，母巖結(jié)構(gòu)基本破壞，鉆探采取的巖芯呈短柱狀或粗砂狀。

④-3層：強(qiáng)風(fēng)化泥巖，紅褐色～褐紅色，偶見原巖結(jié)構(gòu)，巖芯呈長柱狀，手掰不易斷，斷口面可見白色條紋及黑色斑點(diǎn)。

⑤層：強(qiáng)風(fēng)化中粗粒砂巖，灰白色～灰黃色，強(qiáng)風(fēng)化，泥質(zhì)膠結(jié)，局部為鈣質(zhì)膠結(jié)，鉆探采取的巖芯呈短柱狀。

⑥層：強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，棕紅色，局部為灰綠色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，鉆探采取的巖芯呈短柱狀，局部包含礫石，可見風(fēng)化角礫，遇水膨脹。局部為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。

⑦層：強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖，灰黃色、紅褐色，泥質(zhì)膠結(jié)，砂礫結(jié)構(gòu)，母巖結(jié)構(gòu)基本破壞，鉆探采取的巖芯呈短柱狀或礫砂狀，礦物成分主要為石英、長石顆粒。

⑧層：強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，棕紅色、褐紅色、灰綠色，泥狀結(jié)構(gòu)，巖芯呈短柱狀，局部包含有圓礫及卵石，可見風(fēng)化角礫，遇水膨脹。

地基采用鉆孔灌注摩擦樁進(jìn)行地基處理。總樁數(shù)310根，樁長19.0 m，樁徑600 mm，樁身強(qiáng)度C35。設(shè)計(jì)單樁豎向抗壓承載力特征值為1 200 kN。

2 樁基檢測(cè)試驗(yàn)

由于地層變化較大，會(huì)對(duì)樁基的承載力造成影響，同時(shí)考慮到灌注時(shí)會(huì)造成縮徑影響樁的完整性，因此隨機(jī)選取12根樁進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)。

2.1 樁基現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)試驗(yàn)

用力錘擊樁頂，給樁一定的能量，使樁中產(chǎn)生應(yīng)力波，檢測(cè)和分析應(yīng)力波在樁體內(nèi)的傳播歷程，便可分析出樁基的完整性。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過程如圖1所示。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析

1)波速的分析。

式中：ci——第i根受檢樁的樁身波速值，且|ci-cm|/cm不宜大于5%；

L——測(cè)點(diǎn)下樁長；

ΔT——速度波第一峰與樁底反射波峰間的時(shí)間差；

Δf——幅頻曲線上樁底相鄰諧振峰間的頻差；

n——參加統(tǒng)計(jì)樁數(shù)(n≥5)。

2)樁身完整性判定。

樁身完整性判定依據(jù)實(shí)測(cè)時(shí)域和幅頻信號(hào)特征進(jìn)行綜合分析判定，分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ四類。詳細(xì)的樁身完整性判定參見《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》第8.4.3條。

3)樁身缺陷位置的確定。

其中，x為樁身缺陷位置至傳感器安裝點(diǎn)的距離，m；Δtx為速度波第一峰與缺陷反射波峰間的時(shí)間差，ms；c為檢測(cè)樁的樁身波速；Δf′為幅頻信號(hào)曲線上缺陷相鄰諧振峰間的頻差，Hz。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

表1 樁基完整性檢測(cè)匯總表

利用低應(yīng)變法對(duì)12根樁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，實(shí)測(cè)的波形曲線如圖2所示(以第1號(hào)樁和第106號(hào)樁為例)。

利用低應(yīng)變法對(duì)12根樁現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的完整性結(jié)果匯總?cè)绫?所示。

3 數(shù)據(jù)分析

本次低應(yīng)變檢測(cè)樁12根，其中Ⅰ類樁有11根，占檢測(cè)總樁數(shù)的91.7%；Ⅱ類樁有1根，(如樁號(hào)106)占檢測(cè)總樁數(shù)的8.3%；檢測(cè)樁的波速值在3 922m/s～4 184m/s之間，平均波速值為4 025m/s。樁號(hào)106為Ⅱ類樁，樁身4.2m左右存在輕微缺陷，即縮徑或局部離析，系因成樁時(shí)拔管太快所致。

4 結(jié)語

該地區(qū)地質(zhì)條件紅砂巖普遍存在，其物理力學(xué)性質(zhì)變化較大，尤其強(qiáng)度的變化作為持力層會(huì)對(duì)樁基的承載力造成很大影響，進(jìn)而影響正常使用，因此本地區(qū)適宜樁型為摩擦型樁。同時(shí)，通過檢測(cè)結(jié)果可知紅砂巖遇大氣環(huán)境崩解破碎等獨(dú)特性質(zhì)不會(huì)對(duì)樁身的完整性造成影響，灌注時(shí)不會(huì)造成縮徑影響樁的完整性及正常使用。因此，該地區(qū)最適合的樁型為摩擦型樁，為該地區(qū)的樁型選擇具有指導(dǎo)意義。

[1] 正俊杰.地基處理技術(shù)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2004.

[2]GB50007—2012,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]JGJ106—2014，建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

Using the low-strain integrity to test the completeness of foundation piles

Zhai Haobo Xue Yuxin Ren Xinchen

(OrdosCollege,InnerMongoliaUniversity,Ordos017000,China)

According to the stratum survey data of some block, the paper adopts the drilling grouting friction piles, tests the completeness of the pile foundation with the low-strain integrity, and points out the proper pile type according to the features of the red sandstone of the area.

pile foundation, low-strain integrity, red sandstone, friction pile

1009-6825(2016)26-0119-02

2016-07-03

翟浩博(1995- )，男，在讀本科生； 薛宇欣(1996- )，女，在讀本科生； 任鑫晨(1995- )，女，在讀本科生

TU473.1

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