地基基础质量检测相关问题分析论文
【摘要】本文提出了地基基础质量检测中经常遇到的8个问题，从规范、理论和试验上进行了一定的分析，也提出了具体工作中的注意事项，希望引起检测人员的高度重视，确保检测数据的科学和准确可靠。
【关键词】特征值;标准值;低应变;声波透射;基准梁
前言
地基基础质量与工程建设的安全紧密相关，从事地基基础质量检测工作的责任重大。在工作中，有幸接触了省内省外的建设系统、水利水电、公路等从事地基基础检测的单位，他们对规范的理解存在一定的偏差，文章提出常见的问题供同行讨论，其目的是不断提高检测水平和对规范的更好理解。
1低应变检测桩身完整性
低应变法是检测桩身完整性的方法之一，快速、较为准确、经济是其最大的特点，应用非常广泛，得到了广大检测工作者的青睐。但有很多检测人员用低应变法计算单桩波速，据此确定桩身强度。
根据《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003，低应变法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置，规范中无任何依据利用单桩波速判定混凝土强度。根据低应变的适用性，其具体的工作大致应为：在确定桩身波速平均值的前提下，根据实测的桩身应力波速度时程曲线判定桩身的完整性。
桩身波速平均值的确定是低应变检测中非常重要的一个环节，其方法有三：
1)当桩长已知、桩底反射信号明确时，在地质条件、设计桩型、成桩工艺相同的基桩中，选择不少于5根Ⅰ类桩的桩身波速值计算其平均值。
2)当无法根据上一条确定时，波速平均值可根据本地区相同桩型及成桩工艺的其他桩基工程的实测值，结合桩身混凝土的'骨料品种和强度等级综合确定。
3)根据《四川省建筑地基基础质量检测若干规定》提供的应力波纵波速度与灌注桩混凝土强度等级关系的推荐值(见表1)确定桩身波速平均值。
2声波透射法
声波透射法适用于已埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测，判定桩身缺陷的程度并确定其位置。其现场检测前准备工作有：1)采用标定法确定仪器系统延迟时间。
2)计算声测管及耦合水层声时修正值。
3)在桩顶测量相应声测管外壁间净距离。
4)将各声测管内注满清水，检查声测管畅通情况，换能器应能在全程范围内升降顺畅。
其中第一点和第二点是较多检测单位出现错误操作的地方，在测定仪器系统延迟时间，有将径向换能器平行紧贴置于水中进行测量，如图1所示;也有将系统延迟时间和声测管及耦合水层声时修正值统一测定的做法，如图2所示，将埋管用的钢管取两小段，平行紧靠置于水桶之中，再将径向传感器放入钢管中，测定的结果视为“系统延迟时间和声测管及耦合水层声时修正值”;更有甚者，将径向换能器置于地上十字交叉放置，将实测结果作为系统延迟时间输入仪器。
根据《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003规范，(转载自 论文范文，请保留此标记)用标定法测定仪器系统延迟时间的方法是将发射、接收换能器平行悬于清水中(见图3)，径向换能器边缘距从400mm开始逐点改变点源距离并测量相应声时，记录若干点的声时数据并作线性回归的时距曲线(见图4)。
t=t0+b×l(1)
式中b———直线斜率(μs/mm);
l———换能器表面净距离;
t———声时(μs);
t0———仪器系统延迟时间(μs)。
另外，声测管及耦合水层声时的修正值应根据声测管的内、外径，换能器的外径，管材的声速，水的声速等进行计算得出。
不同水温条件下的声速值参见表2，钢的声速取5800m/s，PVC管的声速取2350m/s。
声波透射法工作中应当注意的问题：
1)配备检定合格的温度计，测定耦合水的温度，用于声测管及耦合水层声时修正值的计算。
2)配备检定合格的长度计量器具。
3)确保灌注的声测用耦合水为清水，若为浑浊水将明显加大声波衰减和延长传播时间，给声波检测结果带来误差。
4)实测时，传感器必须是从孔底向孔口移动。
5)实测过程中应及时查看实测结果，对异常点、段应采用检查、复测、细测(指水平加密、等差同步和扇形扫测)等手段排除干扰和确定异常，不得将不能解释的异常带回室内。
6)对于参与分析计算的剖面数据，应分析剔除声测管埋置不平行的结果数据。
7)对于临时性的钻孔声波透射特殊情况，钻孔是否平行将对结果产生严重的影响，如果不能确定钻孔保持等间距或钻孔情况已知的条件下，不适于开展声波透射。
3特征值、标准值
地基基础检测过程中始终贯穿着这两个名词，容易引起混淆，根据相应的规范理解如下：
1)概念特征值：根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002及《建筑地基处理规范》JGJ79-2002，地基承载力特征值是由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值，实际即为地基承载力的允许值。例如：天然地基承载力特征值、复合地基承载力特征值、单桩竖向承载力特征值等。
标准值：荷载和材料强度的标准值是通过试验取得统计数据后，根据其概率分布，并结合工程经验，取其中的某一分位值(不一定是最大值)确定的。《建筑结构荷载规范》GB50009-2001，标准值是荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值(例如均值、众值、中值或某个分位值)。《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002，标准值取其概率分布的0.05分位数。例如：单桩竖向极限承载力标准值、岩石饱和单轴抗压强度标准值等。
2)两者之间的关系
特征值=标准值(常指极限状态)/安全系数。
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008中，单桩竖向承载力特征值为单桩竖向极限承载力标准值除以安全系数后的承载力值。
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的岩基载荷试验中，每个场地中极限荷载除以3取小值为岩石地基承载力特征值。
《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003，单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承载力特征值应按单桩竖向抗压极限承载力统计值(极差不超过30%时，取平均值为单桩抗压极限承载力，高应变亦同;对桩数为3根或3根以下的柱下承台，或工程桩抽检数量少于3根时，取低值)的一半取值。
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中，岩石地基承载力特征值=折减系数×岩石饱和单轴抗压强度标准值，其中折减系数与岩石的完整程度有关。
4单桩极限端阻力标准值
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008中规定，qpk定义是桩径为800mm的极限端阻力标准值，对于干作业挖孔(清底干净)可采用深层平板载荷试验确定。规范《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002之附录D深层平板载荷试验要点及《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2004之附录E大直径桩端阻力载荷试验要点，均为确定端阻力特征值，该值如果用于浅基础时，将不再做深度修正。那qpk如何确定?根据定义qpk是桩径为800mm的极限端阻力标准值，深层平板载荷试验视为桩径为800mm，无侧阻特殊条件下的单桩载荷试验，其qpk的确定可参考《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003单桩竖向抗压静载试验确定极限承载力的方法进行。
5锚杆载荷试验
锚杆载荷试验，要根据锚杆的类型、锚杆适用的条件等符合相应的规范和标准，锚杆有全粘结性的，也有非全粘结型的，载荷试验中反力是否作用在锚杆拉力影响范围外，这对于准确判定锚杆承载力是否满足设计要求非常重要，如果作用区域在锚杆(特别是全粘结性锚杆)拉力影响范围之内，实测结果不能准确反应锚杆的拉力，而可能是锚杆杆体握固力的表现，错误的检测结果将误导设计，给工程造成安全隐患。
在锚杆验收试验中其合格判定的一个标准是：锚杆在最大试验荷载下所测得的弹性位移量(总位移减去塑性位移)，应超过该荷载下杆体自由段长度理论弹性伸长值的80%，且小于杆体自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长值。这个判定标准非常重要，是锚杆安全的重要保证，“该荷载下杆体自由段长度理论弹性伸长值的80%”是判定有自由段的设计时，对施工完成的锚杆的自由段长度进行保证，如果未达到这个要求，说明自由段长度小于设计值，因而当出现锚杆位移时，将增加锚杆的预应力损失;当边坡有滑动面时，锚杆未能穿过滑动面而作用在稳定地层上，工程将存在严重的安全隐患。若测得的弹性位移大于“杆体自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长值”，则说明在设计有效的锚固段注浆体与杆体的粘结作用已经破坏，锚杆的承载力将严重削弱，甚至将危及工程安全。
锚杆理论伸长量可根据弹性模量(应力/应变)的定义推导而来：ΔS=P×Lf(/E×A)(2)式中ΔS———钢筋伸长量;
P———荷载;
Lf———自由段长度;
E———钢材弹性模量(参考取值：2.0～2.05×105MPa);
A———钢筋截面积。
6静载试验基准桩、基准梁
基准桩及基准梁在载荷试验中，其使用不当将对检测结果产生影响，广大的试验人员应引起足够的重视。基准桩应使用小型钢桩打入地表下一定深度，确保不受地表振动及人为因素干扰的影响，不得使用砖块等物代替基准桩。基准梁应具有一定的刚度，梁的一端应固定在基准桩上，另一端应简支于基准桩上，基准梁应避免气温、振动及其他外界因素的影响，夜间工作时应避免大能量照明器具(如碘钨灯)对基准梁烘烤引起的变形影响，特别是局部照射;白天工作时避免太阳直射部分基准梁引起强烈的变形。(转载自 论文范文，请保留此标记)
就基准梁的刚度因素、温度影响因素进行了试验，其影响结果如下：1)温度变化将对基准梁产生较大的变形，影响载荷试验的稳定。
试验是在一个大棚内按照规范要求安装基准桩、基准梁，记录温度和基准梁的变形，实测结果如图5所示，一天中温度变化引起了基准梁的变形，其变形值不容忽视，这是在均匀温度作用下的结果，如果基准梁受到不均匀温度影响时，变形会更大。
2)不同刚度基准梁受温度影响的试验，在同样的大棚内使用10号、16号、20号工字钢基准梁进行试验，基准梁变形如图6所示。在一天的温度变化中刚度大的20号工字钢变形最小，刚度较小的10号工字钢变形较大。所以在载荷试验工作中，应选用刚度较大的基准梁，可以较大程度的避免温度变化对基准梁变形的影响。
7统一载荷试验曲线坐标
在编写载荷试验报告时，对同一工程较多的单位使用一个载荷试验点作1条Q-s或P-s曲线的办法，并且采用不同的沉降纵坐标(沉降量满格处理)成图，使得查看静载结果时不能很好地反映总静载效果，缺乏静载点之间的可比性。根据《建筑基桩检测技术规范》106-2003规范之4.4.1条文说明：除Q-s、s-lgt曲线外，还有s-lgQ曲线。同一工程的一批试桩曲线应按相同的沉降纵坐标比例绘制，满刻度沉降值不宜小于40mm，使结果直观、便于比较。此条例，可推而广之到地基的所有载荷试验之中，改善静载结果的可读性、直观性、可比性。
8 JGJ106-2003和JTG/T F81-01-2004规范中的差异《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003和《公路工程基桩动测技术规程》JTG/T F81-01-2004在声波透射法中对数据进行分析处理时，存在一定的差异(见表3)。在生产过程中应该了解这种差异，各仪器生产厂家编制的数据分析软件也是有相应的差异，应根据不同的规范具体使用，否则将造成结果的差异。
9结语
就地基基础质量检测中的8个问题进行了一定的剖析，对规范的理解和认识不一定全面，希望广大的检测同仁共同学习和探讨，本文如有不妥之处敬请批评指正。
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