基樁完整性常用檢測(cè)方法概述

柏光山 王 迪

(貴州省建材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，貴州貴陽(yáng) 550002)

0 引言

隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，樁基礎(chǔ)在現(xiàn)代建筑中的作用越來越明顯?；鶚兜馁|(zhì)量直接影響到上層建筑物的安全，因此對(duì)基樁進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)是現(xiàn)代建筑技術(shù)發(fā)展的重要支撐條件。目前的檢測(cè)主要為基樁完整性檢測(cè)，方法主要有低應(yīng)變法、聲波透射法、高應(yīng)變法、鉆芯法等。對(duì)上述檢測(cè)方法的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行梳理有利于合理選取檢測(cè)方法，提高基樁檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確度。

1 高應(yīng)變法

高應(yīng)變法是指用重錘沖擊樁頂，實(shí)測(cè)樁頂部速度和力的時(shí)程曲線，通過波動(dòng)理論分析，對(duì)基樁的抗壓承載力和完整性進(jìn)行判定的方法。我國(guó)于20世紀(jì)80年代開始采用此種方法對(duì)基樁進(jìn)行檢測(cè)，并以其工期短、成本低、效率高等特點(diǎn)得到了迅速的推廣［1］。但是高應(yīng)變法對(duì)設(shè)備選型及操作過程要求較高。JGJ 106-2003建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范［2］等相關(guān)檢測(cè)規(guī)程中都對(duì)高應(yīng)變法中涉及的工具、步驟做出了嚴(yán)格詳細(xì)的要求，目的就是為了保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。雖然高應(yīng)變法可以同時(shí)測(cè)量基樁的承載力和完整性，但是由于其影響因素較多，所以現(xiàn)行規(guī)范中一般規(guī)定高應(yīng)變法不能用于試樁，且不能單獨(dú)用于工程驗(yàn)收。

2 低應(yīng)變法

低應(yīng)變法主要是采用低能量瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)激振方式在樁頂激振，記錄速度時(shí)程曲線，通過波動(dòng)時(shí)域分析，對(duì)樁身完整性進(jìn)行判定的檢測(cè)方法。低應(yīng)變法檢測(cè)基樁發(fā)展較早，相關(guān)檢測(cè)規(guī)程的制定也較為成熟，住建部和地礦部在1995年就批準(zhǔn)實(shí)施JGJ/T 93-1995基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程［3］，現(xiàn)行所有基樁檢測(cè)的規(guī)程中對(duì)低應(yīng)變法的適用范圍、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、數(shù)據(jù)分析等都做了詳細(xì)的說明，有利于檢測(cè)人員素質(zhì)的提高。檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展及規(guī)程的建立進(jìn)一步指導(dǎo)低應(yīng)變法的完善，使低應(yīng)變法成為現(xiàn)在較為成熟和可靠的檢測(cè)方法。

低應(yīng)變法檢測(cè)基樁完整性存在一定的缺陷，首先，低應(yīng)變法檢測(cè)基樁采用的理論依據(jù)是建立在一維線彈性桿件模型基礎(chǔ)上，因此低應(yīng)變法要求基樁具有一定的長(zhǎng)徑比，但地質(zhì)條件或設(shè)計(jì)要求有時(shí)候?qū)е禄鶚兜拈L(zhǎng)徑比較小，此時(shí)測(cè)得的曲線較差，準(zhǔn)確度也較低。其次，低應(yīng)變法通過低能量激振方式記錄基樁的缺陷，但激振的能量在基樁傳播過程中會(huì)存在一定程度的能量損失，會(huì)對(duì)深部缺陷及樁底反應(yīng)不靈敏，使得采集曲線失真，對(duì)基樁完整性的判定造成干擾。第三，樁身存在多處缺陷時(shí)，由于多個(gè)反射波相互干涉，形成復(fù)雜波列，故對(duì)樁身缺陷的類型、程度及位置都難以做出準(zhǔn)確的判斷。另外，影響低應(yīng)變法準(zhǔn)確性的因素較多，例如地質(zhì)條件、成樁工藝、樁身混凝土養(yǎng)護(hù)齡期、樁頭浮漿、耦合劑效果等，這些因素的存在使檢測(cè)難度增大，對(duì)檢測(cè)人員的素質(zhì)要求較高。這也是對(duì)于同一基樁不同檢測(cè)人員會(huì)出具不同檢測(cè)結(jié)果的原因。雖然低應(yīng)變法檢測(cè)基樁完整性存在一定的缺陷，但低應(yīng)變法同其他基樁檢測(cè)方法相比，具有檢測(cè)準(zhǔn)備程序相對(duì)簡(jiǎn)單，檢測(cè)過程較為迅速等優(yōu)點(diǎn)，因此現(xiàn)在條件下低應(yīng)變法檢測(cè)基樁還是最為主要的方法。

3 聲波透射法

聲波透射法是在聲測(cè)管中放置換能器，通過換能器之間發(fā)射和接收的高頻彈性脈沖波來判定基樁完整性的方法。聲波透射法能夠檢測(cè)基樁完整性是因?yàn)榛炷恋膹?qiáng)度與聲速存在混凝土強(qiáng)度高則聲速高的定性關(guān)系。當(dāng)混凝土內(nèi)存在缺陷時(shí)，脈沖波到達(dá)該界面時(shí)，產(chǎn)生波的透射和反射，使波的透射能力明顯降低;當(dāng)混凝土內(nèi)存在松散、蜂窩、孔洞等缺陷時(shí)，將產(chǎn)生波的散射和繞射;根據(jù)波的初次到達(dá)時(shí)間和波的能量衰減特征、波形畸變程度等特性，可以獲得樁身混凝土的聲學(xué)參數(shù)。測(cè)試記錄不同測(cè)試剖面、不同高度上的聲波動(dòng)特征，經(jīng)過處理分析就能判別測(cè)區(qū)內(nèi)混凝土的參考強(qiáng)度和內(nèi)部存在缺陷的性質(zhì)、大小及空間位置［4，5］。

由于聲波透射法的原理與低應(yīng)變法不同，所以聲波透射法不會(huì)受到樁長(zhǎng)、樁徑的限制，可以較準(zhǔn)確的顯示基樁內(nèi)部缺陷的位置、范圍及嚴(yán)重程度等，檢測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確，尤其是大直徑超長(zhǎng)樁等低應(yīng)變法難以檢測(cè)的基樁其檢測(cè)效果更佳。

雖然聲波透射法的檢測(cè)結(jié)果較為可靠，但是它也存在一定的缺陷。首先，樁身缺陷程度與缺陷處聲波參數(shù)偏離臨界值的數(shù)值未建立確切的聯(lián)系，使得在缺陷程度的判斷上主觀隨意性較大。其次，由于工地條件、施工技術(shù)等影響，聲測(cè)管難以做到上下部分都平行，通常設(shè)定管距均為樁頂管距，與實(shí)際值可能存在較大偏差，使接受聲波的波速、頻率等發(fā)生變化，容易發(fā)生誤判。第三，由于施工不當(dāng)或埋管后維護(hù)不好，堵管現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，使樁身堵管部分無法檢測(cè)，增大了基樁判定的不確定度，如果對(duì)未測(cè)部分盲目推測(cè)，會(huì)大大增大基樁使用的風(fēng)險(xiǎn)。所以，保持聲測(cè)管的平行和保證聲測(cè)管的施工質(zhì)量，是施工單位應(yīng)該重視的問題。否則，很可能會(huì)對(duì)樁身質(zhì)量造成誤判，從而造成不必要的損失。

4 鉆芯法

鉆芯法是用鉆機(jī)在指定位置上鉆取基樁芯樣，觀察通過芯樣判定基樁的樁長(zhǎng)、樁身缺陷、沉渣厚度以及樁身混凝土的強(qiáng)度等，從而對(duì)基樁進(jìn)行判定的方法。鉆芯法不受場(chǎng)地的限制，所以特別適用于大直徑混凝土基樁。鉆芯法具有直觀、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，是各種方法中對(duì)基樁進(jìn)行判定最準(zhǔn)確的方法;各項(xiàng)基樁檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中均把此種方法作為最終的驗(yàn)證方法。

但是鉆芯過程會(huì)對(duì)基樁造成一定的破壞，甚至影響到整個(gè)基樁的性能，為此，CECS03:2007鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程［6］中對(duì)鉆芯的位置、數(shù)量、大小，芯樣加工等都作了較為詳細(xì)的說明。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代建筑的發(fā)展，其施工條件、施工過程等都日益復(fù)雜，在關(guān)鍵位置或復(fù)雜情況甚至需要采用多種檢測(cè)手段進(jìn)行驗(yàn)證才能保證基樁檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

［1］ 李麗萍.大直徑鉆孔灌注樁高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)研究及推廣應(yīng)用［D］.北京:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2006.

［2］ JGJ 106-2003，建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］ JGJ/T 93-1995，基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程［S］.

［4］ 羅津輝.基樁檢測(cè)技術(shù)指南［M］.北京:中國(guó)科學(xué)研究院武漢巖土力學(xué)研究所，1994.

［5］ 張 宏，鮑樹峰，馬 曄.大直徑超長(zhǎng)樁樁身缺陷的超聲波透射法檢測(cè)研究［J］.公路，2007(3):69-72.

［6］ CECS 03∶2007，鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程［S］.