樁基檢測(cè)方法及其工程運(yùn)用

孔 政 唐 紅

(武漢科技大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院，湖北 武漢 430065)

樁基檢測(cè)方法及其工程運(yùn)用

孔 政 唐 紅

(武漢科技大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院，湖北 武漢 430065)

結(jié)合武漢長(zhǎng)江航運(yùn)中心工程實(shí)例，主要介紹了低應(yīng)變法、高應(yīng)變法、聲波透射法、鉆孔取芯法四種常見(jiàn)的樁基檢測(cè)技術(shù)，并論述了鉆芯法檢測(cè)準(zhǔn)備工作和技術(shù)要求，進(jìn)而對(duì)該工程樁基做出評(píng)價(jià)，以確保該工程樁基的質(zhì)量。

樁基檢測(cè)，樁基工程，鉆孔取芯，質(zhì)量

0 引言

國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，促使我國(guó)社會(huì)主義偉大事業(yè)正如火如荼地進(jìn)行著，城鄉(xiāng)一體化是社會(huì)主義社會(huì)的重要標(biāo)志，而摩天大樓是一個(gè)城市是否步入現(xiàn)代化的顯著特征，因此越來(lái)越多的高樓大廈出現(xiàn)在人們視野里。但人們關(guān)注的安全問(wèn)題也日益凸顯，工程事故在我們身邊已屢見(jiàn)不鮮，很多事故的發(fā)生并不是來(lái)自上部結(jié)構(gòu)，相反卻是來(lái)自地下部分，而樁基是地下結(jié)構(gòu)的重要組成部分，這就需要我們對(duì)樁基進(jìn)行必要的試驗(yàn)和檢測(cè)，以保證樁基工程的質(zhì)量。樁基檢測(cè)包含樁身完整性檢測(cè)和單樁承載力檢測(cè)兩部分，常用的方法有動(dòng)態(tài)檢測(cè)和靜態(tài)檢測(cè)。靜態(tài)檢測(cè)主要是估算樁基的極限承載力，如靜載試驗(yàn)，動(dòng)態(tài)檢測(cè)主要是檢驗(yàn)樁身完整性，如鉆孔取芯法，聲波透射法等?？傊?，樁基檢測(cè)在工程中占有重要的地位，只有合格的樁基，才能保證建筑物的整體質(zhì)量，盡可能避免安全事故。

1 工程概況

本檢測(cè)工程為武漢長(zhǎng)江航運(yùn)中心大廈，位于武漢市江漢區(qū)沿江大道，毗鄰長(zhǎng)江邊上，共用了1 788根樁(已包含86根工程樁兼立柱樁)。其中主樓高330 m，地上65層，地下4層，采用樁基數(shù)量為367根，全部采用端承摩擦樁，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)約為42 m～48 m，入中分化巖層7 m～8 m深，樁徑為800 mm～1 000 mm，樁身混凝土強(qiáng)度為C45～C50，樁基全部采用鉆孔灌注樁施工工藝進(jìn)行施工。

2 樁基檢測(cè)技術(shù)

2.1 低應(yīng)變法(LST)

低應(yīng)變法是以應(yīng)力波在介質(zhì)中傳播特征為理論基礎(chǔ)的一種方法，是目前國(guó)內(nèi)進(jìn)行樁基檢測(cè)最為有效、快捷、經(jīng)濟(jì)的方法。該方法假定單樁為一維桿件，賦予該桿件連續(xù)彈性和均質(zhì)的特點(diǎn)，在樁頂安裝一個(gè)傳感器，然后施加豎向沖擊波，以樁身為介質(zhì)不斷向下傳播，其中一部分波在單樁某個(gè)部位反彈向上傳播，也就說(shuō)明在此反射部位存在缺陷(如斷樁，離析等)，另一部分波繼續(xù)向下傳播至樁底處反射向上傳播。在樁頂?shù)膫鞲衅鹘邮辗瓷涞牟ㄐ盘?hào)，進(jìn)行過(guò)濾，放大處理，得到加速度時(shí)程曲線，進(jìn)而判斷樁身的完整性，成樁質(zhì)量的好壞及樁身缺陷的程度和位置。用該方法進(jìn)行樁基檢測(cè)，操作簡(jiǎn)單，方便，檢測(cè)范圍廣，彌補(bǔ)了其他檢測(cè)方法抽樣率低帶來(lái)的不足。但另一方面，低應(yīng)變檢測(cè)的激振能量小，無(wú)法穿透預(yù)制樁的接樁縫，而且在傳遞過(guò)程中，能量損失較大，影響檢測(cè)結(jié)果。

2.2 高應(yīng)變法(HST)

高應(yīng)變檢測(cè)的基本原理就是用重錘往樁頂施加一個(gè)豎向的沖擊力，使樁側(cè)與土體產(chǎn)生相對(duì)位移，實(shí)測(cè)由此產(chǎn)生的樁身質(zhì)點(diǎn)應(yīng)力和加速度的響應(yīng)，運(yùn)用波動(dòng)理論分析，判定單樁承載力及樁身完整性的檢測(cè)方法。HST必須要有能量較高的建筑結(jié)構(gòu)提供動(dòng)力輔助，這是與LST的主要區(qū)別之一。另外HST要求重錘材質(zhì)均勻，形狀對(duì)稱(chēng)，錘底平整，高徑比不得小于1，再者對(duì)檢測(cè)人員自身的素質(zhì)也有一定的要求，否則對(duì)檢測(cè)質(zhì)量的準(zhǔn)確性有較大的影響。

2.3 聲波透射法

反射波法是在混凝土灌注樁成樁過(guò)程中，在樁內(nèi)鋼筋籠上埋入裝有發(fā)射和接收超聲波的縱向聲測(cè)管道，管內(nèi)充滿清水耦合劑，通過(guò)聲波的透射原理，根據(jù)超聲波在混凝土介質(zhì)中傳播的振幅(A)，聲速(v)，頻率(f)等參數(shù)的變化情況，分析樁身混凝土的連續(xù)性及缺陷(脫層，蜂窩，夾砂等)的具體位置和影響范圍。該方法明顯的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確性高，可定量分析出樁身缺陷的大小和確切部位，但是埋設(shè)聲測(cè)管道時(shí)給施工帶來(lái)了極大的不便利，增加了檢測(cè)的成本，降低了檢測(cè)的效率。

表1 鉆芯法檢測(cè)結(jié)果表

2.4 鉆孔取芯法

鉆孔取芯法是利用高速旋轉(zhuǎn)的鉆機(jī)，從樁身混凝土結(jié)構(gòu)中鉆取芯樣用以檢測(cè)樁身質(zhì)量的方法。該法運(yùn)用于檢測(cè)樁基混凝土強(qiáng)度，灌注樁的樁長(zhǎng)，樁底沉渣厚度和樁身完整性，判別或鑒定樁端持力層的巖土性狀，甚至可以用取芯樁孔對(duì)出現(xiàn)斷樁，夾泥或稀釋層等缺陷樁進(jìn)行壓漿補(bǔ)強(qiáng)處理。該方法取得資料全面可靠,可以直觀、可靠、準(zhǔn)確的反映樁基情況，無(wú)需進(jìn)行某種物理量和強(qiáng)度的換算。但取芯時(shí)總會(huì)造成對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的局部損傷，而且對(duì)垂直度，取芯率和施工要求高，最終造成工程成本高。除了以上幾種常規(guī)的檢測(cè)技術(shù)，還有地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)方法，鉆孔電視技術(shù)等。每種檢測(cè)方法都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，但是根據(jù)本工程的實(shí)際情況，考慮到工程將來(lái)使用的安全性和檢測(cè)結(jié)果的可靠性，最終采用了低應(yīng)變法，鉆孔取芯法和鉆孔電視技術(shù)的綜合檢測(cè)技術(shù)，雖然費(fèi)用相對(duì)較高，但檢測(cè)的結(jié)果更為真實(shí)，可靠，更具有說(shuō)服力。

3 鉆芯法檢測(cè)準(zhǔn)備工作和技術(shù)要求

3.1 開(kāi)孔位置

根據(jù)JGJ 106—2003建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范，樁徑小于1.2 m的樁鉆一孔，樁徑為1.2 m～1.6 m的樁鉆兩孔，樁徑大于1.6 m的樁鉆三孔。本工程樁徑為1.0 m，考慮導(dǎo)管附近的混凝土質(zhì)量相對(duì)較差，不具有代表性，因此在距樁中心15 cm處開(kāi)一孔，作為檢測(cè)點(diǎn)。

3.2 安置鉆機(jī)

安置鉆機(jī)前清除待檢灌注樁預(yù)留孔道附近的碎渣石，保持場(chǎng)地的干凈，以免將孔道堵塞。鉆機(jī)安置總體要求是必須水平，穩(wěn)固，周正。安置時(shí)應(yīng)檢查底座水平度和鉆機(jī)立軸的垂直度，保證鉆機(jī)立軸中心、天輪中心與孔口中心在同一鉛垂線上。在現(xiàn)場(chǎng)，鉆機(jī)置于枕木上，通過(guò)增加或減少沙包袋數(shù)量，來(lái)回移動(dòng)三腳架來(lái)調(diào)整水平度，觀察水平尺的水泡是否居中來(lái)檢查底座是否水平，底座達(dá)到水平，立軸也就保證達(dá)到垂直要求。

3.3 鉆芯取樣

開(kāi)鉆前，將護(hù)壁的泥漿池準(zhǔn)備就緒，接通水和電源，開(kāi)動(dòng)鉆機(jī)，使鉆頭對(duì)準(zhǔn)灌注樁預(yù)留孔道中心。在鉆進(jìn)取芯過(guò)程中，鉆孔內(nèi)的循環(huán)泥漿不得中斷，應(yīng)保持鉆機(jī)平穩(wěn)，鉆速不宜低于140 r/min，經(jīng)常校正鉆機(jī)立軸垂直度，及時(shí)糾正立軸偏差。鉆取完畢后，擰下脹圈和鉆頭，不得敲打卸取芯樣，卸取的芯樣用清水清洗干凈，標(biāo)上深度和編號(hào)放入芯樣箱中。

4 鉆芯法檢測(cè)結(jié)果

鉆芯檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合該工程實(shí)例，探討了幾種常用的樁基檢測(cè)方法及鉆孔取芯法的技術(shù)要求和結(jié)果分析。樁基檢測(cè)方法不是單一的，而是創(chuàng)造性地將多種檢測(cè)方法相融合，那樣更能提高工程效率和工程的安全性。同時(shí)，樁基檢測(cè)也是一項(xiàng)辛苦的工作，這需要提高檢測(cè)人員的素質(zhì)，這樣檢測(cè)結(jié)果會(huì)更真實(shí)，準(zhǔn)確。

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

[2] 周東泉.基樁檢測(cè)技術(shù)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

[3] 陶琴珍.常用工程樁基檢測(cè)技術(shù)的探討[J].新材料新裝飾，2014(9)：40-41.

[4] 高燕紅.淺談樁基檢測(cè)技術(shù)及其展望[J].甘肅科技，2010(4)：20-21.

[5] 朱喜源，黃文通.樁基檢測(cè)方法及其發(fā)展[J].山西建筑，2007，30(20)：129-130.

[6] 游 江.樁基檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].科學(xué)創(chuàng)新與運(yùn)用，2012(9)：25-27.

Pile testing method and its application

Kong Zheng Tang Hong

(UrbanConstructionCollege,WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430065,China)

Combining with Wuhan shipping center projects, the paper introduces some methods for the pile foundation test techniques, including low strain method, high strain method, ultrasonic wave method, core-drilling method, and evaluates its pile foundation, so as to ensure the quality of the engineering pile foundation.

pile foundation test, pile foundation project, core-drilling, quality

2015-06-20

孔 政(1991- )，男，在讀碩士

1009-6825(2015)25-0071-02

TU473.1

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