巖土工程樁基檢測(cè)技術(shù)探討

柯 樂(lè)

上海靜協(xié)工程質(zhì)量檢測(cè)咨詢有限公司 上海 200333

正文：

前言：對(duì)建筑工程來(lái)說(shuō)，如果巖土工程品質(zhì)影響到工程質(zhì)量，那么巖土工程的經(jīng)濟(jì)效益與安全性將得不到保障。對(duì)于巖土工程來(lái)說(shuō)，檢測(cè)技術(shù)是最為關(guān)鍵的技術(shù)，檢測(cè)技術(shù)寶行這巖土項(xiàng)目的工程品質(zhì)。故對(duì)于巖土工程來(lái)說(shuō)，必須做好檢測(cè)技術(shù)的處理。當(dāng)然從經(jīng)驗(yàn)角度來(lái)說(shuō)，如今國(guó)內(nèi)樁基檢測(cè)技術(shù)水平已經(jīng)取得了很大的成就與進(jìn)步，尤其是低應(yīng)變與高應(yīng)變這兩種檢測(cè)模式，更是實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)展，獲得了很好的成就與效果。在工程結(jié)構(gòu)中樁基是最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)與形式，屬于工程基礎(chǔ)部分。樁基質(zhì)量決定著工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，故建筑工程必須做好對(duì)樁基因素的研究，從檢測(cè)這一對(duì)象著手，保障工程品質(zhì)。

一、樁基檢測(cè)內(nèi)容

（一）成孔質(zhì)量檢測(cè)

對(duì)巖土工程來(lái)說(shuō)，在施工中影響其樁身質(zhì)量的因素有很多，其中最為明顯的就是成孔質(zhì)量。假設(shè)存在成孔直徑和要去不相符的問(wèn)題，那么在松動(dòng)的孔洞作用下，樁基承載力將會(huì)無(wú)法滿足要求。當(dāng)然增加樁基阻力大方式是無(wú)法保障樁基承載力的[1]。通過(guò)這一情況可以看出，對(duì)于樁基質(zhì)量來(lái)說(shuō)，影響最為突出的要素就是成孔大小。檢測(cè)樁基的時(shí)候必須做好樁基質(zhì)量與成孔大小的檢測(cè)工作，對(duì)象為成孔垂直度、位置與深度。

（二）樁基承載力檢測(cè)

在檢測(cè)樁基承載力的時(shí)候有兩種方法可以使用。第一種高應(yīng)變動(dòng)測(cè)，這種方法就是在檢測(cè)中使用重錘捶打樁頂，此時(shí)能夠獲得瞬時(shí)沖擊力，其會(huì)導(dǎo)致樁身出現(xiàn)塑性變形情況。隨后測(cè)量其變形速度與曲線，能夠獲得相應(yīng)參數(shù)，只要分析該參數(shù)就能夠掌握樁身承載力數(shù)據(jù)。第二種靜荷載實(shí)驗(yàn)，這種方法將樁基荷載看作是檢測(cè)對(duì)象，該方法實(shí)際上非常常見(jiàn)，很好的保障了檢測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)性與準(zhǔn)確性。

（三）樁基完整性檢測(cè)

檢測(cè)樁基完整性的時(shí)候常用兩種方式，第一種聲波透射，這種方法就是利用超聲波在傳播過(guò)程中的參數(shù)變化，用相應(yīng)設(shè)備了解混凝土中超聲波波形，包括頻率、聲速與振幅獲知混凝土存在的夾砂、蜂窩、斷層問(wèn)題。第二種低應(yīng)變動(dòng)測(cè)。檢測(cè)中需要施加激振力量，該方法會(huì)導(dǎo)致樁身變形，甚至?xí)?dǎo)致周圍的土體顫抖。用這種方式以及相關(guān)儀表掌握震動(dòng)速度。參照波動(dòng)理論處理與分析數(shù)據(jù)，掌握樁基完整性[2]。

二、樁身完整性檢測(cè)方式

（一）低應(yīng)變法

該技術(shù)就是指應(yīng)用樁頭接收信號(hào)，樁頭在瞬間激振的情況下完成對(duì)樁身檢測(cè)。該技術(shù)有時(shí)候還會(huì)被稱作低應(yīng)變反射波。該方法利用一維波動(dòng)，完成對(duì)樁頂速度響應(yīng)曲線、樁頂加速度、基樁完整性分析。通過(guò)對(duì)樁身缺陷的檢測(cè)，與完整性判定，了解樁身的實(shí)際情況與條件。該方法優(yōu)缺點(diǎn)都比較明顯，其中缺點(diǎn)在于成本低、成果可靠、機(jī)理清晰、方法簡(jiǎn)便。缺點(diǎn)則在于不易獲取樁底反射信號(hào)。樁身如果存在1至多個(gè)缺陷，將很難輕易獲得反射缺陷的信號(hào)。此外對(duì)于反應(yīng)慢、變化慢的缺陷比如縮頸與闊景也很容易出現(xiàn)漏判斷與誤判斷。需聲明的是該方法在深部缺陷的檢測(cè)中無(wú)法發(fā)揮相應(yīng)作用，保障檢測(cè)質(zhì)量與有效性。

（二）超聲波檢測(cè)

該方法大多被用于工程樁檢測(cè)。早期該方法常用于基樁完整性的檢測(cè)，是一種無(wú)損檢測(cè)方法。該方法原理為將2至多根聲測(cè)管放入到樁身的混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中。隨后用超聲脈沖發(fā)射和接收探頭通道[3]。將超聲波設(shè)備所獲得的數(shù)據(jù)與資料，也就是截面聲學(xué)參數(shù)錄入與回傳，在對(duì)比中掌握測(cè)量數(shù)據(jù)情況與結(jié)果。在綜合判斷后完成圖像的加工，掌握混凝土缺陷位置、尺寸與類型，隨后給出混凝土強(qiáng)度等級(jí)與均勻度。該方法能夠輕易、準(zhǔn)確的獲取混凝土樁身程度、位置與完整性，實(shí)現(xiàn)混凝土等級(jí)質(zhì)量的有效評(píng)價(jià)。

三、建筑工程中的樁基檢測(cè)技術(shù)

（一）工程分析

本次檢測(cè)對(duì)象為某高層建筑的巖土工程檢測(cè)情況。獲取現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件與數(shù)據(jù)以后，根據(jù)工程合同要求與設(shè)計(jì)圖紙，展開(kāi)了對(duì)所在區(qū)域樁基質(zhì)量的判定工作，用針對(duì)化手段處理樁基檢測(cè)。此次所檢測(cè)項(xiàng)目共有100根樁基，所有用到的樁基的類型都是嵌巖樁。樁端持力層是中風(fēng)化灰?guī)r與中風(fēng)化閃長(zhǎng)巖[4]。其中每一個(gè)樁基的直徑都被控制在了800毫米。樁體的狀態(tài)段嵌入到巖石中的兩倍大小樁徑。澆筑混凝土前，嚴(yán)格參照樁基的設(shè)計(jì)要求與規(guī)范，保障沉渣厚度超過(guò)50毫米。沿途樁基檢測(cè)前需要明確檢測(cè)方法實(shí)用性、檢測(cè)目的以及檢測(cè)工藝，用最合適的檢測(cè)手段保障監(jiān)測(cè)合理性。本次項(xiàng)目使用了多種方法，并且為每種檢測(cè)提供了2種以上驗(yàn)證與補(bǔ)充手段，保障了檢測(cè)精準(zhǔn)度與結(jié)果有效性。本次工程共使用了4種不同的樁基檢測(cè)方式。

（二）成控檢測(cè)

施工中所用的程控檢測(cè)設(shè)備為JJC-1A孔徑儀與JNC-1沉渣測(cè)定儀。當(dāng)然還有孔口車、深度記錄儀等設(shè)備。具體的檢測(cè)對(duì)象包括孔洞斜率、沉渣厚度、孔洞直徑、孔洞深度。在細(xì)致性的檢測(cè)中能夠得出下述數(shù)據(jù)。首先是孔深測(cè)量的結(jié)果，本次檢測(cè)得出的數(shù)據(jù)為11.21至12.75毫米，該數(shù)據(jù)和預(yù)定深度的11.25至12.64近乎相同，孔深需要超過(guò)預(yù)定數(shù)值。其次是孔徑測(cè)量結(jié)果。此次項(xiàng)目所的數(shù)據(jù)為最小孔徑在482.33毫米，最大為577毫米。需說(shuō)明的是最小孔徑通常要超過(guò)500毫米。此外是垂直度檢測(cè)，垂直度檢測(cè)的要求為基樁小于1%垂直度。本次得到的數(shù)據(jù)為0.62至0.73%。最后是沉渣厚度的測(cè)量，所得數(shù)據(jù)為厚度92至113毫米，樁基小于155毫米。參照上述數(shù)據(jù)，才能夠滿足檢測(cè)要求，體現(xiàn)與符合項(xiàng)目檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。

（三）樁基檢測(cè)

在受檢驗(yàn)樁體已經(jīng)處于開(kāi)挖條件才可以用單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的方式檢測(cè)。在檢測(cè)前需要提前加固好周圍的邊墩地基土，保障監(jiān)測(cè)樁頭平整性以及四周場(chǎng)地穩(wěn)定性。假設(shè)所用方法為聲波透射檢測(cè)方式，還要做好測(cè)試管清理工作，目的是保障通暢性。如果存在聲測(cè)管堵塞的問(wèn)題，必須第一時(shí)間疏通與處理，使用清水注滿測(cè)試管。應(yīng)用低應(yīng)變法做檢測(cè)，則要先打磨好樁基表面，砍掉樁頭，指導(dǎo)其符合標(biāo)準(zhǔn)。在保障樁頭表面干凈、無(wú)積水的情況下做檢測(cè)。應(yīng)用鉆孔取芯方式檢測(cè)需要保持通電通水，于現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)鉆芯設(shè)備。

（四）靜載試驗(yàn)

這種檢測(cè)方式需要結(jié)合具體施工要求，選擇相應(yīng)數(shù)量的樁體做實(shí)驗(yàn)。所用設(shè)備是RS-JYB竟在設(shè)備，該設(shè)包括主機(jī)、千斤頂、中繼器、位移傳感器、控載箱。具體操作方法是應(yīng)用聯(lián)合加載法與錨樁反力裝置模式，先將千斤頂放到試樁頂部，隨后放入主梁與次梁，并將錨樁和次梁連接到一起。樁基加載方法運(yùn)用的是快速維持荷載，用逐級(jí)加荷的方式將時(shí)間控制在每次2.5小時(shí)。隨后在加載以后的15至20分鐘內(nèi)讀取數(shù)值。假設(shè)加荷9級(jí)，那么每級(jí)和在兩在500kN。實(shí)驗(yàn)中如果發(fā)生被破壞情況，必須停止繼續(xù)加荷，否則會(huì)對(duì)最后的檢測(cè)與設(shè)備造成不良影響。

（五）高應(yīng)變動(dòng)力

在檢測(cè)中使用設(shè)備為FEI-C3系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括加速傳感器、微機(jī)、力傳感器以及A/D轉(zhuǎn)換器。具體操作流程為，先將加速傳感器與力傳感器放到基樁的量變，之后用大錘捶打，在捶打過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)力信號(hào)與加速度信號(hào)，將這些信號(hào)導(dǎo)入到FEI-CE分析系統(tǒng)將其放大與轉(zhuǎn)換。信號(hào)轉(zhuǎn)化結(jié)束后，將變成數(shù)字的信息輸送到微機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，用軟件處理信息，將其存儲(chǔ)到磁盤(pán)。最后用磁盤(pán)完成信息回訪，分析擬合曲線，掌握最大承載力。

（六）低應(yīng)變動(dòng)力

通常來(lái)說(shuō)，在檢測(cè)中需要結(jié)合樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范中的要求操作。該技術(shù)常用在混凝土樁身的完整性檢測(cè)，獲取樁身的缺陷程度與位置。對(duì)檢測(cè)結(jié)果的分析獲知樁身的完整性情況。施工中需要做好多數(shù)據(jù)的處理，選擇大量數(shù)據(jù)對(duì)象做分析，掌握樁身類別，做低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)流程。所用一起為FDP204PDA，配備加速度傳感器與力棒。在檢測(cè)中需要先將傳感器放到樁頂，隨后通過(guò)錘擊創(chuàng)造加速度信號(hào)，使用之前提到的設(shè)備也就是FDP204PDA分析系統(tǒng)完成對(duì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換、檢測(cè)工作，將這些信息變成數(shù)字信號(hào)傳送到微機(jī)系統(tǒng)，由微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，呈現(xiàn)波形圖像。所有的樁柱都有自己的采集點(diǎn)，各個(gè)采集點(diǎn)需要完成5至6個(gè)信號(hào)的搜集。結(jié)束信號(hào)采集以后，將信號(hào)存儲(chǔ)到磁盤(pán)當(dāng)中，應(yīng)對(duì)不同反射信號(hào)的情況展開(kāi)分析，獲知不同樁身的數(shù)據(jù)情況、完整程度。

結(jié)語(yǔ)：

參照本文的敘述不難看出，對(duì)于巖土工程來(lái)說(shuō)，樁基是最為重要的一部分內(nèi)容。樁基檢測(cè)需要基于理論要求進(jìn)行。通過(guò)樁基試驗(yàn)項(xiàng)目與作業(yè)，用先進(jìn)、專業(yè)的儀器設(shè)備保障工作有效性。對(duì)于施工技術(shù)來(lái)說(shuō)，檢測(cè)工作除了是最重要的技術(shù)項(xiàng)目以外，同時(shí)也是保障項(xiàng)目質(zhì)量、項(xiàng)目管理有效性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。只有完成了基本操作，合理運(yùn)用當(dāng)?shù)夭牧?，才可以?shí)現(xiàn)對(duì)新技術(shù)的創(chuàng)新與推廣。對(duì)于樁基檢測(cè)來(lái)說(shuō)，誠(chéng)信管理與項(xiàng)目成本控制是非常關(guān)鍵的，是保障高質(zhì)量工程、高水準(zhǔn)工程施工的重要前提。