大直徑鉆孔灌注樁的樁身質(zhì)量檢測研究

汪 虎

淮安市水勘院工程檢測有限公司，江蘇 淮安 223000

0 引言

隨著我國工程建設(shè)事業(yè)的迅速發(fā)展，水利工程、交通工程、電力工程、市政工程、港口工程等在我國方興未艾，由于工程體量大、標準高，大直徑鉆孔灌注樁已成為工程界所選的最主要的營理形式。由于鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，其成樁質(zhì)量檢測工作已成為檢測工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量與土層條件、施工水平以及砼質(zhì)量相關(guān)，存在的缺陷類型主要有：縮徑、夾泥、砼析、空調(diào)等，目前對鉆孔灌注樁完整性檢測方法主要有：低應(yīng)變法、高應(yīng)變法、聲波造射法和鉆芯法等4種方法。

1 檢測方法

1.1 低應(yīng)變法

低應(yīng)變反射波法是以一維波動理論為基理，有樁身頂部進行豎向激振產(chǎn)生彈性波，彈性波沉著樁身向下傳播。當(dāng)樁身阻抗存在截面積變化或界而發(fā)生明顯差異，將出現(xiàn)反射波，經(jīng)傳感器接收、儀器放大，濾波頁和數(shù)據(jù)處理可以識別來自樁身不同的反射信息，可以判斷樁身完整性，判定樁身缺陷的程度和位置。

該方法的理論合理嚴密，又有大量的工程實踐驗證，是國內(nèi)外用來測試樁身質(zhì)量的重要手段，適用于鉆孔灌注樁完整性的檢測，例：一根樁徑1500mm、樁長48.8m的鉆孔灌注樁，利用10kg力棒敲擊采集到的測試波形，樁底反射清晰，樁身阻抗變化較小，是一根完整樁。

但有些單位僅從工程進度、工程成本考慮，不論工程情況，單一采用低應(yīng)變法檢測鉆孔灌注樁的樁身質(zhì)量，對低應(yīng)變法期望過高是不合適的。

原因一：低應(yīng)變動測依據(jù)的是阻抗的變化，不能夠準確地判斷缺陷的具體類型，也不能對樁身缺陷程度作定量判定。對于缺陷類型的判定應(yīng)結(jié)合工程地質(zhì)、施工情況綜合分析，或采取其它檢測手段進行輔助驗證。

原因二：由于受樁型、地質(zhì)條件、激振方式、樁的尺寸效應(yīng)、樁身材料等因素的影響，樁過長（或長徑比較大）以及樁身截面阻抗多變等引起的應(yīng)力波多次反射，經(jīng)常不能測到樁底反射，從而無法評價整根樁的完整性。

1.2 高應(yīng)變法

高應(yīng)變法是用重錘沖擊樁頂，實測樁頂部的速度和力里程曲線，通過波力理論分析，對單樁豎身抗壓承載力和樁身完整性進行判定的檢測方法，高應(yīng)變法檢測樁身完整性的可靠性比低應(yīng)變法要高，但在帶有普查性的完整性檢測應(yīng)用有一定困難。由于其激振能量和檢測有效深度大的優(yōu)點，特別是判定樁身缺陷時，能夠查明“缺陷”對豎向抗壓承載力的影響程度，可以合理判斷樁的缺陷程度，在工程應(yīng)用中作為低應(yīng)變檢測的輔助手段里可取的。

1.3 聲波透射法

聲波透射法是在預(yù)埋聲測量之間發(fā)射并接受聲波，通過實測聲波在混凝土介質(zhì)中傳播的聲時、頻率和波幅衰減等聲波參數(shù)的相對變化，對樁身完整性進行檢測的方法。

與其它幾種方法相比，聲波造射法有其鮮明的特點：檢測全面、細致、范圍可覆蓋全樁長的各個截面，信息量相當(dāng)豐富，結(jié)果準確可靠，不受場地條件限制，已成為混凝土灌注樁完整性檢測的重要手段。

1.4 鉆芯法

鉆芯法是采用其鉆探技術(shù)和施工工藝，在樁身上沿長度方向鉆取混凝土芯樣及樁端巖土芯樣，通過對芯樣的觀看和測試，用以評價成樁質(zhì)量的檢測方法。

鉆芯法是一種微破損或局部破損檢測方式，具有科學(xué)、直觀、實用的特點，工程實踐表明，鉆芯法不受條件限制，特別適用于大直徑鉆孔灌注樁的成樁質(zhì)量檢測。檢測有如下內(nèi)容：

1）驗證樁身完整性；

2）檢測樁身強度是否符合設(shè)計要求；

3）樁底持力層的巖土性狀和厚度是否符合設(shè)計或規(guī)范要求；

4）施工樁長是否真空。

缺點是對局部缺陷，水平裂縫檢測不一定十分準確，另外設(shè)備龐大、員工費時、價格昂貴。

2 工程實例

1）大直徑鉆孔灌注樁樁長過長，利用低應(yīng)變無法測試到樁底反射。

例如：某工程采用直徑1500mm，樁長60.2m的鉆孔灌注樁，樁身混凝土強度為C25，頻期25天，低應(yīng)變用10kg的力棒敲擊。在同一根樁上進行了高應(yīng)變動力測試，利用重錘錘擊，采集到的波形完好，樁底反射清晰，樁身完整。

2）灌注樁樁身出現(xiàn)缺陷，但無法測定缺陷程度。

某工程利用直徑為1500mm，樁長60m鉆孔灌注樁，樁身混凝土強度為C25，期28天，低應(yīng)變用10kg力棒敲擊，缺陷位置明顯，樁底反射不清晰，對該缺陷程度的判定直接影響到該樁的處理方案。

2天后用高應(yīng)變檢測，波形中樁底反射清晰，有缺陷，對承載力影響不大。根據(jù)高應(yīng)變檢測的結(jié)果，對該樁沒有進行進一步的事故處理，降低了工程成本，又控制了質(zhì)量。

3）鉆孔灌注樁樁身出現(xiàn)嚴重缺陷反射，采用鉆芯驗證。

某工程采用直徑1200mm，樁長25m的鉆孔灌注樁，樁身混凝土等級為C25。低應(yīng)變檢測時發(fā)現(xiàn)一根抗波形異常，在5.4m處出現(xiàn)嚴重缺陷反射，且出現(xiàn)周期性反射，無樁底反射。

經(jīng)了解，在該根樁施工時，由于商品混凝土供應(yīng)不及時，澆樁時停了5個小時，二次澆樁。為了核定樁身質(zhì)量，采取取芯驗證。在樁身上鉆取2孔，孔深7m。取芯表明，在5.2m～5.6m處夾有大量泥沙現(xiàn)象。

4）超長樁采用低應(yīng)變結(jié)合聲波透射法檢測。

某工程采用直徑1500mm，62m長的鉆孔灌注樁，樁身混凝土等級為C25，檢測方法采用低應(yīng)變和聲波透射法進行結(jié)合檢測。

進行聲波透射法檢測時，各檢測剖面的參數(shù)均無異常，無聲低于低限值異常，樁為完整樁。

3 結(jié)論

在大直徑鉆孔灌注樁的樁身質(zhì)量檢測中，以低應(yīng)變檢測為普查主導(dǎo)，輔助以高應(yīng)變法、聲波造射法和鉆芯法等多種手段。對于重要的工程樁，應(yīng)選擇埋設(shè)聲測管作聲波造射法，或進行鉆芯法檢測是適宜的，普查中出現(xiàn)的缺陷的樁宜結(jié)合地質(zhì)資料、施工記錄、監(jiān)理日記等認真分析缺陷產(chǎn)生的原因和類型，必要時采取其它檢測方法確定缺陷程度和類型。

[1]建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范JGJ106-203.

[2]建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-94.

[3]樁基工程檢測手冊[M].人民交通出版社，2004，4.