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2018年監(jiān)理師培訓(xùn)用書建設(shè)工程質(zhì)量控制知識點匯編(持續(xù)更新中…)
地基基礎(chǔ)工程施工試驗與檢測
(一)地基土的物理性質(zhì)試驗和檢測方法
1.地基土最佳含水量時的最大干密度測定
擊實試驗是控制地基壓實質(zhì)量不可缺少的重要試驗項目。
擊實試驗方法分兩種,即:輕型擊實法和重型擊實法。
土樣的干密度與含水量的ρd-ω關(guān)系曲線,曲線上峰值點的縱、橫坐標(biāo)分別表示土的最大干密度和最佳含水量。
當(dāng)試樣中粒徑大于5mm的土質(zhì)量小于或等于試樣總質(zhì)量的30%時,需要校正最大干密度及最佳含水量。
2.土的含水量試驗
土的含水量是土在105~110℃下烘至恒定質(zhì)量時所失去的水分質(zhì)量與達(dá)到恒定質(zhì)量后干土質(zhì)量的比值,以百分?jǐn)?shù)表示。
土的含水量試驗應(yīng)以烘干法為室內(nèi)試驗的標(biāo)準(zhǔn)方法。在工地如無烘箱設(shè)備或要求快速測定含水率時,可依土的性質(zhì)和工程情況分別采用酒精燃燒法、紅外線照射法、炒干法、實容積法、微波加熱法、碳化鈣氣壓法等。
3.石灰土及石灰類混合料最大干密度和最佳成型含水量的測定
石灰土及摻入一定比例的碎(礫)石,天然砂礫或工業(yè)廢渣等石灰類混合料,并按其不同的粒徑選擇擊實儀具。采用不同規(guī)格的擊實儀具進行擊實試驗,所獲得的擊實功基本上能符合重型擊實標(biāo)準(zhǔn)。試件干密度參照土的干密度計算公式計算。
4.壓實度試驗
壓實度反映了現(xiàn)場壓實后填筑材料的密度狀況,壓實度越高,密度越大,材料整體性能越好。
施工現(xiàn)場測定土料、無機結(jié)合料、砂礫混合料及瀝青混合料等的壓實度,一般有環(huán)刀法、灌砂法、直接稱量法、蠟封稱量法、取土器法和水袋法等。
(1)環(huán)刀法
一般黏性土,多采用環(huán)刀法。適用于建筑物、構(gòu)筑物、土路基、基坑填土、溝槽回填土等的壓(夯、振)實度測定。
(2)灌砂法
在現(xiàn)場條件下,對于粗料,采用灌砂法測定其密度。適用于砂石基層、碎(礫)石基層、瀝青結(jié)合料基層和面層等。
(二)地基土承載力試驗
地基土承載力試驗用承壓板現(xiàn)場試驗確定地基土的承載力。地基土載荷試驗要點如下:
(1)試驗基坑寬度不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的3倍。應(yīng)保持試驗土層的原狀結(jié)構(gòu)和天然濕度。宜在擬試壓表面用粗砂或中砂層找平,其厚度不超過20mm。
(2)加荷分級不應(yīng)少于8級。最大加載量不應(yīng)小于設(shè)計要求的兩倍。
(3)每級加載后,按間隔10min、10min、10min、15min、15min,以后為每隔半小時測讀一次沉降量。當(dāng)在連續(xù)2h內(nèi),每小時的沉降量小于0.1mm時,則認(rèn)為已趨穩(wěn)定,可加下一級荷載。
(4)當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時,即可終止加載:
1)承壓板周圍的土明顯地側(cè)向擠出;
2)沉降S急驟增大,荷載-沉降(P-S)曲線出現(xiàn)陡降段;
3)在某一荷載下,24h內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定;
4)沉降量與承壓板寬度或直徑之比大于或等于0.06。
當(dāng)滿足前三種情況之一時,其對應(yīng)的前一級荷載定為極限荷載。
(5)承載力特征值的確定:
1)當(dāng)P-S曲線上有比例界限時,取該比例界限所對應(yīng)的荷載值;
2)當(dāng)極限荷載小于對應(yīng)比例界限的荷載值的2倍時,取荷載極限值的一半;
3)當(dāng)不能按上述方法確定時,壓板面積為0.25~0.50m2時,可取沉降量與承壓板寬度或直徑之比S/b = 0.01~0.015所對應(yīng)的荷載值;但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。
(6)同一土層參加統(tǒng)計的試驗點不應(yīng)少于3點,當(dāng)試驗實測值的極差不超過其平均值的30%時,取此平均值作為地基承載力特征值。
(三)樁基承載力試驗
樁基靜承載力試驗包括單樁靜承載力試驗和單樁動測試驗。樁基應(yīng)進行承載力和完整性檢測。
1.單樁靜承載力試驗
樁的靜承載力試驗,在同一條件下,試樁數(shù)不宜少于總樁數(shù)的1%,并不應(yīng)少于2根,工程總樁數(shù)50根以下不少于2根。試驗內(nèi)容有:單樁垂直靜承載力試驗、單樁抗拔承載力試驗、單樁浸水靜承載力試驗和單樁水平靜承載力試驗等。
(1)單樁抗壓靜承載力試驗
其目的是為求得單樁承載力特征值。單樁抗壓靜承載力試驗設(shè)備與地基土現(xiàn)場承載力試驗一樣,包括加荷與穩(wěn)壓系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和反力系統(tǒng)。
(2)單樁抗拔承載力試驗
抗拔力作用下樁的破壞有兩種形式:一是地基變形帶動周圍土體被拔出;二是樁身強度不夠,樁身被拉裂或拉斷??拱纬休d力試驗方法與壓力試驗相同,只是荷載的方向相反。
(3)單樁水平靜承載力試驗
其目的是采用接近于單樁實際工作條件的試驗方法,來確定單樁的水平承載力和地基土的水平抗力系數(shù),并可測得樁身應(yīng)力變化情況,求得樁身彎矩分布圖。
(4)單樁靜承載力試驗步驟
1)結(jié)合實際條件和試驗內(nèi)容,選定試驗設(shè)備;
2)規(guī)定承載力試驗條件,一般應(yīng)通過試樁進行驗證后再修訂試驗條件;
3)加荷與卸荷;
4)資料整理:試驗原始記錄表、試驗概況、繪制荷載變形曲線(P-S曲線)等;
5)檢測數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用。
2.單樁動測試驗
在采用各種動測法時,應(yīng)遵循下列原則:應(yīng)做足夠數(shù)量的動靜對比試驗,以檢驗方法本身的準(zhǔn)確程度,并確定相應(yīng)的計算參數(shù)或修正系數(shù)。試驗本身可重復(fù),系非破損試驗,方法簡便快捷。
目前,根據(jù)樁基激振后樁土的相對位移或樁身所產(chǎn)生的應(yīng)變量不同,國內(nèi)已用于工程檢驗的動測法分為高應(yīng)變和低應(yīng)變兩大類。
(1)高應(yīng)變動測
適用于檢測基樁的豎向抗壓承載力和樁身完整性。監(jiān)測預(yù)制樁打入時的樁身應(yīng)力和錘擊能量傳遞比,為沉樁工藝參數(shù)及樁長選擇提供依據(jù)。
1)檢測數(shù)量:在地質(zhì)條件相近、樁型和施工條件相同時,不宜少于總樁數(shù)5%,且不應(yīng)少于5根。對于一柱一樁的建筑物、構(gòu)筑物,應(yīng)全部進行完整性檢測;對于非一柱一樁的建筑物、構(gòu)筑物,當(dāng)工程地質(zhì)條件復(fù)雜或?qū)痘┕べ|(zhì)量有疑問時,應(yīng)增加試樁數(shù)量。
2)檢測方法:
①檢測前必須檢查儀器的使用狀態(tài)。每年應(yīng)由國家法定計量單位進行標(biāo)定,精度要達(dá)2%以上。試驗用錘擊必須具備足夠的錘擊能量。
②對需進行檢測的混凝土灌注樁,樁身混凝土強度滿足大于等于28d的強度,樁頂必須處理,要鑿除頂部強度較低的混凝土,將樁接長至地坪以上1.5~2倍樁徑處,樁頂高度應(yīng)滿足錘擊高度的要求。所有主筋均需接至樁頂保護層以下并對樁頂進行加強保護,樁頂混凝土強度≥C30。同時在錘與樁頂之問設(shè)置有效墊層。
③在樁身兩側(cè)對稱安裝兩只加速傳感器和應(yīng)變傳感器。它們與樁頂之間的距離應(yīng)≥1.5倍樁徑。在進行高應(yīng)變動測時,必須同時量測每次錘擊下樁的最終貫入度。為使樁用土產(chǎn)生塑性變形,單擊貫入度不宜小于2.0mm。在檢測過程中,要不斷比較樁身材料實測阻抗與理論阻抗的關(guān)系。錘擊時實測力與速度峰值應(yīng)成正比,如果不符,應(yīng)立即停錘檢查。高應(yīng)變試驗應(yīng)采用實測曲線擬合分析確定CASE阻尼系數(shù)值,擬合計算樁數(shù)不宜少于試樁總數(shù)30%并不少于5根。
④結(jié)果評定:①應(yīng)力不應(yīng)有負(fù)值;②應(yīng)力和速度的尾部應(yīng)歸零;③一般情況下t1-t2時間段(速度曲線)在F(t) 的下方;④信號前沿,Z·V(t)和F(t)曲線基本重合,且共同達(dá)到峰值;⑤FMX(最大打擊力)與FHM(根據(jù)錘擊動量估算的最大打擊力)接近;⑥最大的動位移超過2~5mm;⑦信號無交流震蕩干擾;⑧樁底反射明顯;⑨信號不削頂;⑩用擬合法時,計算與實測的錘擊數(shù)接近,且擬合曲線完成或擬合系數(shù)值,灌注樁不宜大于5%,預(yù)制樁不宜大于3%。
(2)低應(yīng)變動測
低應(yīng)變動測主要采用彈性波反射法,對各類混凝土樁進行質(zhì)量普查,檢查樁身是否有斷樁、夾泥、離析、縮頸等缺陷存在。確定缺陷位置,對樁身完整性作出分類判別。
1)檢測數(shù)量。
采用隨機采樣的方式抽檢。
①柱下三樁或三樁以下的承臺抽檢樁數(shù)不應(yīng)少于一根。(新增)
②對設(shè)計等級為甲級,或地質(zhì)條件復(fù)雜,成樁質(zhì)量可靠性低的灌注樁,動測樁數(shù)不應(yīng)少于總樁數(shù)的30%,且不得少于20根。其他樁基工程的抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的20%且不得少于10根。
③對于端承型大直徑灌注樁,在以上抽檢范圍內(nèi),采用鉆芯、聲波透射法進行檢測,抽檢數(shù)量不應(yīng)低于受檢總樁數(shù)的10%。將具備獨立施工條件并能形成獨立使用功能的工程劃分為單位工程,將單位工程中能形成獨立使用功能的部分劃分為若干子單位工程,對其進行驗收。(新增)
動測結(jié)果不合格的樁比例過高時(占抽檢總數(shù)5%以上),宜以相同的百分比進行擴大抽檢,設(shè)計單位認(rèn)為需要時,可擴大到普檢。
對同工程中同一批樁中有疑義的樁,宜采用多種方法同時進行檢測,并進行綜合分析。
2)檢測方法。檢測前,先進行截樁處理至設(shè)計標(biāo)高,鑿去疏松部分后用砂輪磨平,安裝傳感器、放大器、數(shù)據(jù)采集裝置、記錄顯示器(目前常用的PIT動測儀已一體化)。然后在樁頂施加沖擊力產(chǎn)生應(yīng)力波,應(yīng)力波沿樁身傳播至樁底或遇界面產(chǎn)生反射信號,再由傳感器接收,經(jīng)分析計算,產(chǎn)生檢測結(jié)論。
3)結(jié)果評定:根據(jù)時域波形,比較入射波與反射波到達(dá)時刻及其振幅、相位、頻率等特征,進行判斷和計算;而波阻抗Z=ρVA,ρ為密度、V為速度、A為截面積。顯然,波阻抗的差異主要來源于密度、面積的變化。當(dāng)樁的密度變化大時,就可能存在著混凝土的疏松、夾泥、離析等;面積變化大時,就可能存在擴頸、縮頸、裂縫、斷柱等。波阻抗差異越大,反射信號就越強烈。
完整性良好的單樁具有下列特征:
①樁底反射明顯,無缺陷反射波存在;
②波形規(guī)則,波列清晰,完整樁之間波形特征相似;
③樁身混凝土平均波速較高。
完整性存在缺陷的樁具有下列特征:①樁的界面反射明顯,反射信號到達(dá)要小于樁底反射時刻;
②波形受到干涉,波的振幅、相位、頻率相對正常樁的波形出現(xiàn)異常,缺陷嚴(yán)重時,易形成多次反射,振幅較大。
低應(yīng)變動測樁身質(zhì)量評定等級分為四類:
①無缺陷的完整樁;
②有輕度缺陷,但基本不影響原設(shè)計樁身結(jié)構(gòu)強度的樁;
③有明顯缺陷,影響原設(shè)計樁身結(jié)構(gòu)強度的樁(可部分利用或降級使用);
④有嚴(yán)重缺陷的樁(廢樁)。
(責(zé)任編輯:fky)