樁基檢測(cè)在黔中水利樞紐渡槽樁基工程中的應(yīng)用

蔣 薇

（貴州省水利投資（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng)550002）

1 概 況

黔中水利樞紐工程位于貴州中部黔中地區(qū)、云貴高云苗嶺寬緩山脊、兩江分水嶺河源地帶、巖溶峽谷山區(qū)，涉及貴州3 市（貴陽(yáng)、安順、六盤(pán)水）1州（黔南自治州）1 地區(qū)（畢節(jié)）的10 個(gè)縣（區(qū)）和貴陽(yáng)市區(qū)、安順市區(qū)。工程以灌溉、城市供水為主，兼顧發(fā)電等綜合利用，并為改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境創(chuàng)造條件的Ⅰ等大（1）型水利樞紐工程。

黔中水利樞紐工程中的渡槽結(jié)構(gòu)形式多樣，有高墩大跨剛構(gòu)渡槽、大跨拱形渡槽和排架式渡槽，存在樁基結(jié)構(gòu)，受力情況復(fù)雜，施工難度大。樁基設(shè)計(jì)數(shù)量總計(jì)約1 305 根，其中直徑1.2 m 及以下的樁基有約954 根，直徑1.2 m 以上的樁基約有351 根。樁基沿線地質(zhì)條件較為復(fù)雜，從灰?guī)r、白云巖、砂巖、泥質(zhì)白云巖到泥巖、煤層、土夾石等均有出現(xiàn)。

樁基質(zhì)量的可靠性對(duì)上部結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用，如樁基存在質(zhì)量隱患，一旦渡槽通水荷載加大后，由于樁基的不均勻沉降而導(dǎo)致工程事故產(chǎn)生。同時(shí)樁基又是隱蔽工程，如何保證樁基的施工質(zhì)量，是工程建設(shè)管理工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。該工程樁基的類(lèi)型和數(shù)量較多，為全面評(píng)價(jià)該工程樁基的施工質(zhì)量，需配合不同的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。下面結(jié)合貴州省黔中水利樞紐工程，主要探討樁基檢測(cè)技術(shù)在樁基工程質(zhì)量控制中的應(yīng)用。

2 樁基檢測(cè)的必要性

該工程中的渡槽樁基均為混凝土灌注樁，按施工方法分主要有人工挖孔灌注樁、機(jī)械沖擊成孔灌注樁和旋挖灌注樁。混凝土灌注樁由于其成樁質(zhì)量受地質(zhì)條件、成樁工藝、機(jī)械設(shè)備、施工人員、管理水平等諸多因素的影響，較易產(chǎn)生夾泥、斷裂、縮頸、混凝土離析、樁底沉渣較厚及樁頂混凝土密實(shí)度較差等質(zhì)量問(wèn)題，從而影響上部結(jié)構(gòu)的正常使用與安全，甚至引發(fā)工程質(zhì)量安全事故，因此加強(qiáng)對(duì)樁基施工質(zhì)量控制與檢測(cè)十分必要。

3 樁基檢測(cè)方法的應(yīng)用

樁基質(zhì)量檢測(cè)是對(duì)單樁承載力和樁身完整性等內(nèi)容進(jìn)行全面評(píng)價(jià)的重要措施，能查明樁身可能存在的缺陷及缺陷位置、缺陷程度，以及為質(zhì)量存在缺陷的樁基處理提供依據(jù)和辦法，從而達(dá)到控制樁基施工質(zhì)量的目標(biāo)。樁基的質(zhì)量檢測(cè)從大的方面來(lái)說(shuō)主要有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種的方法。靜態(tài)檢測(cè)方法是利用靜載荷試驗(yàn)，來(lái)分析樁基承載重量的能力。動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法主要有聲波透射法、低應(yīng)變法、鉆芯法等，對(duì)樁身完整性進(jìn)行分析。這些樁基檢測(cè)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用性，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)合理搭配，既要達(dá)到評(píng)價(jià)樁基施工質(zhì)量的目的，又能節(jié)約工期和投資。

3.1 靜載荷試驗(yàn)

靜載荷試驗(yàn)法用于檢測(cè)基樁承載力，工程中多用到豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)。靜荷載試驗(yàn)法有堆載法、反力架法、錨樁法和自平衡法等，主要適用于工程試樁的承載力檢測(cè)。其優(yōu)點(diǎn)是受力條件比較接近樁基礎(chǔ)的實(shí)際受力狀況，可靠、直觀，是樁基承載力檢測(cè)的常用方法，但因?qū)?chǎng)地要求高，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，費(fèi)用較高，適合設(shè)計(jì)等級(jí)高、地質(zhì)條件復(fù)雜、新工藝成樁的樁基的抽檢使用。

黔中水利樞紐工程中的草地坡渡槽、徐家灣渡槽、河溝頭渡槽、焦家渡槽為高墩大垮剛構(gòu)渡槽，為交通行業(yè)安全等級(jí)一級(jí)建筑物，青年隊(duì)渡槽和塔山坡渡槽為多跨連拱渡槽，為水利行業(yè)水工一級(jí)建筑物且場(chǎng)地偏遠(yuǎn)，所處的地質(zhì)條件也各不相同，樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)承載力大，為確保樁基的承載力滿足設(shè)計(jì)要求，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)這6 個(gè)高大跨渡槽隨機(jī)抽取2根樁進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)。由于單樁承載力超過(guò)3 000 t，該工程靜載荷試驗(yàn)采用自平衡法靜載荷試驗(yàn)。

3.2 低應(yīng)變法

低應(yīng)變法是通過(guò)分析實(shí)測(cè)樁頂速度響應(yīng)信號(hào)的特征來(lái)判定樁基的樁身完整性、缺陷位置及影響程度，判斷樁端嵌固情況。該方法是建立在一維均質(zhì)彈性桿基礎(chǔ)上，具有方便快捷、經(jīng)濟(jì)高效的特點(diǎn)，能滿足對(duì)大量的樁基進(jìn)行逐根普查的要求，也可判斷樁端的嵌固情況。但僅能對(duì)工程樁的完整性進(jìn)行粗略判斷（定性判斷），不能對(duì)缺陷的種類(lèi)和大小進(jìn)行精確的描述（定量判斷）[2]。

黔中水利樞紐工程1.2 m 及以下的樁基數(shù)量約954 根，樁徑小，樁長(zhǎng)短，工期緊，數(shù)量多，采用低應(yīng)變法進(jìn)行普查，完成對(duì)較小承載力樁基的完整性檢測(cè)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、高效的檢測(cè)效果。

3.3 聲波透射法

聲波透射法檢測(cè)樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是：在混凝土內(nèi)激發(fā)高頻彈性脈沖波，并用高精度的接收系統(tǒng)記錄該脈沖波在混凝土內(nèi)傳播過(guò)程中表現(xiàn)的波動(dòng)特征，根據(jù)波的初至到達(dá)時(shí)間和波的能量衰減特性及波形畸變程度等特征，獲得測(cè)區(qū)范圍內(nèi)混凝土的密實(shí)度參數(shù)，從而判斷樁身完整性。該方法能夠進(jìn)行全面、細(xì)致地檢測(cè)，對(duì)缺陷的位置及大小可精確定位，且基本上無(wú)其他限制條件[1]。

黔中水利樞紐工程高大跨渡槽結(jié)構(gòu)的樁基樁徑大，樁長(zhǎng)較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)承載力大，采用聲波透射法進(jìn)行逐根檢測(cè)，精確定位缺陷的大小和位置，確保樁基滿足大承載力的完整性要求。此次采用聲波透射法檢測(cè)樁基共計(jì)331 根。

3.4 鉆芯法

鉆芯法是一種對(duì)樁基進(jìn)行開(kāi)挖驗(yàn)證的半破損檢測(cè)方法，優(yōu)點(diǎn)是直觀、精度高，相對(duì)于其他檢測(cè)方法，該方法還可檢測(cè)沉渣厚度和混凝土強(qiáng)度。缺點(diǎn)是檢測(cè)速度較慢，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，對(duì)場(chǎng)地要求較高。鉆芯法一般用于抽檢或?qū)ζ渌麢z測(cè)方法的驗(yàn)證檢測(cè)。

黔中水利樞紐工程用鉆芯法對(duì)樁基進(jìn)行隨機(jī)抽檢，抽檢比例為5%～10%。對(duì)于地質(zhì)條件復(fù)雜的樁基，如溶蝕發(fā)育區(qū)、水系發(fā)育區(qū)等，可適當(dāng)擴(kuò)大鉆芯法的抽檢比例。該工程桂松干渠的麻桿寨渡槽處于水系發(fā)育區(qū)，樁基施工方法為機(jī)械沖擊成孔灌注樁，普遍發(fā)生塌孔現(xiàn)象，該渡槽的鉆芯法抽檢比例高達(dá)50%。

4 結(jié) 語(yǔ)

黔中水利樞紐工程自平衡法檢測(cè)工作量為10根樁，聲波透射法檢測(cè)工作量為340 根樁，低應(yīng)變法檢測(cè)工作量約為895 根，鉆芯法檢測(cè)完成工作量約為110 根，均滿足設(shè)計(jì)要求。合理利用這些樁基檢測(cè)方法，既滿足了工程建設(shè)質(zhì)量控制的要求，又能合理的節(jié)約工期和投資，確保工程既快又好的完成。

［1］ 陳麗麗，張曉琴.樁基檢測(cè)技術(shù)及優(yōu)缺點(diǎn)［J］.城市建設(shè)理論研究，2012（13）.

［2］ 董林. PIT 反射波基樁完整性檢測(cè)在工程質(zhì)量監(jiān)督中的應(yīng)用［J］.質(zhì)量檢測(cè)與控制，2003（9）：12—15.