橋梁工程中鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法

黎鴻衛(wèi)

前言

鉆孔灌注樁作為建筑建設(shè)的基礎(chǔ)，被廣泛的應(yīng)用于地基基礎(chǔ)工程。但是此項(xiàng)技術(shù)施工步驟較多，工藝繁瑣，要求在短時(shí)間內(nèi)完成水下灌注混凝土工作，并且由于在水下作業(yè)，無(wú)法直接進(jìn)行質(zhì)量控制，施工質(zhì)量不好把握，甚至?xí)?dǎo)致斷樁、空洞、蜂窩等質(zhì)量事故，造成人力、物力、財(cái)力損失。如果保證灌注樁的質(zhì)量一直是建筑行業(yè)普遍關(guān)心的問(wèn)題。因此，選用正確的檢測(cè)方法，保證鉆孔灌注樁檢測(cè)效果至關(guān)重要。

1 鉆孔灌注樁的特點(diǎn)

1.1 鉆孔灌注樁的優(yōu)勢(shì)

1.1.1 承載力大

在我國(guó)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中出現(xiàn)了越來(lái)越多的高層建筑，需要樁基有足夠的承載力，灌注樁因?yàn)榫哂休^大的承載力而有很大優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)。灌注樁可以通過(guò)改變其樁徑、最合適的持力層來(lái)改變灌注樁的最大承載力，具有靈活性。

1.1.2 防震性能好

鉆孔灌注樁可以嵌到地下一定深度，通過(guò)地下力的作用使樁體與基巖成為一個(gè)整體，使得樁孔灌注樁在水平方面有較強(qiáng)的承受力，防震性能增加。

1.1.3 應(yīng)用范圍廣

鉆孔灌注樁的適應(yīng)強(qiáng)，因此應(yīng)用范圍也比較廣。鉆孔灌注樁可以在水下橋梁作業(yè)中應(yīng)用，也可以在陸地上應(yīng)用?？梢栽诜比A的城市中應(yīng)用，也可以在荒野中應(yīng)用。施工一般不會(huì)受到環(huán)境因素的影響。除此之外，還不會(huì)受到地下水位高低的影響，地質(zhì)條件，樁身長(zhǎng)度的影響。

1.1.4 較小環(huán)境污染和公害

城市建設(shè)越來(lái)越注重環(huán)境保護(hù)的主題，鉆孔灌注樁施工對(duì)環(huán)境影響很小。滿足綠色城市建設(shè)，也滿足可持續(xù)發(fā)展原則，在城市施工中具有重要意義。

1.1.5 建造費(fèi)用低

采用鉆孔灌注樁技術(shù)可以節(jié)省材料，施工過(guò)程相對(duì)于傳統(tǒng)的施工方法較為簡(jiǎn)單，可以直接進(jìn)行澆筑工作，不需要再次增加建設(shè)工程。

1.2 鉆孔灌注樁的缺點(diǎn)

雖然鉆孔灌注樁具備很多的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，我們還應(yīng)該意識(shí)到鉆孔灌注樁技術(shù)的缺點(diǎn)。由于鉆孔灌注樁技術(shù)需要在水下進(jìn)行混凝土澆筑，澆筑過(guò)程觀察不直觀，對(duì)混凝土的質(zhì)量不好把握，如果工作經(jīng)驗(yàn)不足或者稍有失誤很容易造成鉆孔灌注樁的質(zhì)量問(wèn)題，甚至?xí)?dǎo)致斷樁、空洞、蜂窩等質(zhì)量事故，造成財(cái)力物力損失，延緩工期。因此，對(duì)于樁身的質(zhì)量檢查至關(guān)重要。

2 鉆孔灌注樁的作用

鉆孔灌注樁在建設(shè)工程中一般作為加固樁基的一種有效措施，主要是為了增加地基承載的能力；鉆孔灌注樁也能夠用于抵抗土方的側(cè)壓力以維護(hù)邊坡，避免土方的位移。這一技術(shù)大量應(yīng)用于我國(guó)東部沿海地區(qū)以及近海填海造陸等施工，特別是在施工中遇到充滿砂性土、粘性土、碎卵石等的巖層時(shí)被廣泛使用。在路橋工程中鉆孔灌注樁技術(shù)的使用有效地確保了地基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，鉆孔灌注樁施工水平的好壞對(duì)路橋工程的質(zhì)量有著直接的影響作用，在路橋施工項(xiàng)目中具有非常重要的作用。

3 鉆孔灌注樁的質(zhì)量檢測(cè)

鉆孔灌注樁的質(zhì)量檢測(cè)不僅僅說(shuō)的是整個(gè)工藝過(guò)程完成后的最終檢測(cè)，還包括施工過(guò)程中的質(zhì)量保證，嚴(yán)格按照規(guī)定實(shí)施每一步的質(zhì)量檢測(cè)工作，才能保證最終質(zhì)量檢測(cè)的結(jié)果。防止返工。通常施工過(guò)程中的質(zhì)量檢測(cè)包含孔徑、孔型、孔深、孔渣厚度、混凝土試塊強(qiáng)度，以及關(guān)注過(guò)程混凝土面位置等。如果不能保證基礎(chǔ)工程的順利開(kāi)展，等施工完成后發(fā)現(xiàn)不足，很有可能前功盡棄，需要進(jìn)行返工處理，所以，必須將施工過(guò)程中的質(zhì)量檢查工作做好。

3.1 成孔檢測(cè)

成孔檢測(cè)是鉆孔灌注樁技術(shù)中必不可少的一部分。成孔檢測(cè)中對(duì)孔底的淤泥進(jìn)行清理十分重要，如果淤泥太多容易造成孔徑的質(zhì)量問(wèn)題，孔底沉積的淤泥也容易混入到混凝土中，導(dǎo)管灌注水泥時(shí)，淤泥會(huì)隨著水泥的灌注不斷上升，最終處于孔的上部，影響柱身上部質(zhì)量強(qiáng)度。

3.2 施工過(guò)程檢測(cè)

施工過(guò)程中要保證施工質(zhì)量，對(duì)施工過(guò)程中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)。樁孔灌注樁的施工主要包括以下幾個(gè)步驟（如圖1所示）：成孔、下導(dǎo)管和鋼筋籠、澆灌水下混凝土、成樁。應(yīng)該及時(shí)對(duì)孔底淤泥的進(jìn)行清理，檢查持力層的情況，觀察出漿情況，并且對(duì)檢查結(jié)果進(jìn)行記錄。相關(guān)監(jiān)理部門(mén)要做好對(duì)如下鋼筋籠和混凝土灌注等整個(gè)全過(guò)程的監(jiān)督工作，保證施工質(zhì)量。

圖1 鉆孔灌注樁施工程序

4 國(guó)內(nèi)常見(jiàn)樁基檢查方法

4.1 單樁豎向抗壓試驗(yàn)

單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)是檢測(cè)樁基豎向抗壓承載力最為直觀和可靠的試驗(yàn)方法，這一方法得到了大家的普遍認(rèn)同。它是運(yùn)用接近于豎向抗壓樁的實(shí)際工作條件試驗(yàn)方法，對(duì)單樁豎向抗壓承載力進(jìn)行確定，在樁基工程的設(shè)計(jì)和驗(yàn)收時(shí)也把靜載試驗(yàn)作為依據(jù)。必須嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)的國(guó)家規(guī)范進(jìn)行靜載試驗(yàn)，本文著重分析和討論了有關(guān)靜載試驗(yàn)的取值、影響靜載試驗(yàn)的因素以及地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)曲線等問(wèn)題。運(yùn)用率定法對(duì)儀器系統(tǒng)的延遲時(shí)間進(jìn)行確定。

對(duì)聲測(cè)管和耦合水層聲時(shí)的修正值進(jìn)行計(jì)算；在樁頂測(cè)量各聲測(cè)管外壁間凈距離；采用把水注滿各聲測(cè)管的方法對(duì)聲測(cè)管暢通情況進(jìn)行檢測(cè)；在聲測(cè)管整個(gè)范圍之內(nèi)換能器應(yīng)能保持正常升降。

要根據(jù)以下要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)平測(cè)和斜測(cè)：

在通過(guò)深度標(biāo)志的情況下發(fā)射與接收聲波換能器要分別放置在兩根聲測(cè)管當(dāng)中；平測(cè)時(shí)，要將聲波發(fā)射與接收聲波換能器在平測(cè)時(shí)所保持得深度始終一樣；斜測(cè)時(shí)，聲波發(fā)射與接收換能器應(yīng)始終保持固定高差且兩個(gè)換能器之間的中點(diǎn)連線的水平夾角不能超過(guò)30°。要對(duì)每一條聲測(cè)線的信號(hào)時(shí)程曲線進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和記錄，同時(shí)對(duì)首波聲時(shí)和幅值做到及時(shí)讀??；在需要運(yùn)用信號(hào)主頻值當(dāng)做異常聲測(cè)線的輔助判斷根據(jù)的情況下，也要把信號(hào)的主頻值進(jìn)行讀?。徊粌H要把檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，還要做好波列圖信息的保存；應(yīng)將相同檢測(cè)剖面的聲測(cè)線間距、儀器設(shè)置參數(shù)以及聲波發(fā)射電壓保持不變。

4.2 鉆芯法

這種方法對(duì)檢測(cè)混凝土灌注樁的樁長(zhǎng)、樁底沉渣厚度、樁身混凝土強(qiáng)度和樁身的完整性比較適用。周正、穩(wěn)定、底座水平是鉆機(jī)設(shè)備安裝的前體條件，同時(shí)傾斜、移位現(xiàn)象在鉆機(jī)在鉆心得過(guò)程中也不能出現(xiàn)，要保證鉆芯孔垂直度偏差在0.5%以內(nèi)。

要控制好每回次鉆孔進(jìn)尺在1.5m內(nèi)；鉆至樁底時(shí)，宜采取減壓、慢速鉆進(jìn)、干鉆等適宜的方法和工藝，鉆取沉渣并測(cè)分沉渣厚度；對(duì)樁底的強(qiáng)風(fēng)化巖層或者是土層，可采用標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)、力觸探等方法鑒別樁端持力層的巖土性狀。

要按照回次順序把鉆取的芯樣放入進(jìn)芯樣箱內(nèi)；鉆機(jī)操作人要根據(jù)規(guī)范表的格式對(duì)鉆井情況以及鉆井過(guò)程中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行記錄，檢測(cè)人員應(yīng)按本規(guī)范表詳細(xì)編錄芯樣混凝土、樁底沉渣以及樁端持力層。

鉆芯結(jié)束后，應(yīng)拍下芯樣和鉆探標(biāo)示牌的整個(gè)面貌，留作照片記錄。

應(yīng)在單樁質(zhì)量評(píng)價(jià)滿足設(shè)計(jì)要求的前提下從鉆芯孔孔底往.用水泥漿回灌封閉；當(dāng)單樁質(zhì)量評(píng)價(jià)不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)封不鉆芯孔，等待后續(xù)處理。

4.3 低應(yīng)變法

低應(yīng)變法是判斷樁基自身完整性的一種檢測(cè)方法，主要方法包括采用低能量穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)激振的方式樁頂進(jìn)行激振，對(duì)樁頂部的速度導(dǎo)納曲線或者速度時(shí)程曲線進(jìn)行測(cè)量，運(yùn)用頻域分析或者波動(dòng)理論分析等。要把樁頭的強(qiáng)度和材質(zhì)和樁身保持相同，樁頭的截面尺寸不宜與樁身有明顯差異；要保持平整、密實(shí)的樁頂面，并且其要垂直于樁軸線。

要根據(jù)以下規(guī)定測(cè)試參數(shù)設(shè)定：

應(yīng)保持在2L/C時(shí)刻后延續(xù)不少于5ms的時(shí)域信號(hào)記錄的時(shí)間段長(zhǎng)度；要求不小于200Hz的幅頻信號(hào)分析的頻率范圍上限；要把樁頂測(cè)點(diǎn)至樁底的施工樁長(zhǎng)作為設(shè)定樁長(zhǎng)，把施工截面積設(shè)定為樁身截面積。

依照本地區(qū)相同類型的樁的測(cè)試值初步設(shè)定樁身波速；要根據(jù)樁長(zhǎng)、樁身波速和頻域分辨率合理選擇采樣時(shí)間間隔或采樣頻率；要求大于1024點(diǎn)的時(shí)域信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)；要按計(jì)量檢定或校準(zhǔn)結(jié)果設(shè)定傳感器的設(shè)定值。

測(cè)量傳感器安裝和激振操作，應(yīng)符合下列規(guī)定：

要把安裝傳感器部位的混凝土整平；安裝傳感器的位置要垂直于樁頂面；要用有相當(dāng)高的的粘結(jié)強(qiáng)度的耦合劑進(jìn)行粘結(jié)；要避開(kāi)鋼筋籠的主筋的影響進(jìn)行測(cè)量傳感器和激振點(diǎn)安裝位置的選擇；激振方向要和樁軸線方向一致，要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)敲擊試驗(yàn)進(jìn)行瞬態(tài)激振，選擇的激振力錘重量要適中，錘墊的軟硬度要合適；獲取樁底或樁身下部缺陷反射信號(hào)時(shí)最好選用寬脈沖，獲取樁身上部缺陷反射信號(hào)最好選用窄脈沖；應(yīng)在每一個(gè)設(shè)定頻率下獲得穩(wěn)定的穩(wěn)態(tài)激振的響應(yīng)信號(hào)，而且要結(jié)合樁徑、樁長(zhǎng)和樁周土的限制狀況對(duì)激振力的大小進(jìn)行調(diào)整。

應(yīng)按以下要求進(jìn)行信號(hào)采集和篩選：

要在樁心處依照樁徑大小布置2～4個(gè)對(duì)稱安裝傳感器的檢測(cè)點(diǎn)；要在距樁中心2/3半徑處位置選擇實(shí)心樁的激振點(diǎn)，把樁壁厚的1/2處位置作為空心樁的激振點(diǎn)和檢測(cè)點(diǎn)，且要把檢測(cè)點(diǎn)和激振點(diǎn)中心連線形成的夾角控制在90°。

在樁徑比較大或樁上部橫截面尺寸不規(guī)則的時(shí)候，不僅要根據(jù)以上要求的激振點(diǎn)和檢測(cè)點(diǎn)位置進(jìn)行信號(hào)的采集，還要結(jié)合實(shí)測(cè)信號(hào)的特點(diǎn)，將激振點(diǎn)和檢測(cè)點(diǎn)的位置變動(dòng)之后進(jìn)行信號(hào)的采集；在不同檢測(cè)點(diǎn)以及多次實(shí)測(cè)時(shí)域信號(hào)不太一致時(shí)，要及時(shí)對(duì)造成這一情況的原因進(jìn)行分析，并且將檢測(cè)點(diǎn)數(shù)量增加；要控制信號(hào)不產(chǎn)生失真、零漂的現(xiàn)象，同時(shí)信號(hào)幅值應(yīng)控制在測(cè)量系統(tǒng)的量程范圍內(nèi)。

5 低應(yīng)變檢測(cè)程序及缺陷判斷

5.1 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的主要流程

（1）收集信息，對(duì)樁的設(shè)計(jì)施工要點(diǎn)，施工場(chǎng)地的土質(zhì)檢查進(jìn)行了解。

（2）對(duì)影響樁頭檢測(cè)的因素進(jìn)行排除，除去松散處，除去露在樁頭外部的鋼筋。

（3）將電源接通后，預(yù)熱好測(cè)試儀器，然后進(jìn)行接受條件以及激振的選擇性試驗(yàn)，通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)選擇最佳位點(diǎn)，一般將激振點(diǎn)選在樁頭的中心位置。

（4）可以涂抹凡士林等潤(rùn)滑劑增強(qiáng)樁頭與傳感器的接觸。

（5）要對(duì)每根樁進(jìn)行3～5次的重復(fù)測(cè)試，如果出現(xiàn)異常的波形，要及時(shí)地對(duì)形成異常的原因進(jìn)行分析，將對(duì)測(cè)試產(chǎn)生不良影響的因素排除后再進(jìn)行重復(fù)性測(cè)試，出現(xiàn)異常波形應(yīng)該及時(shí)分析原因，排除影響測(cè)試的不良因素后再進(jìn)行重復(fù)測(cè)試，同時(shí)要使重復(fù)測(cè)試的波形和原波形保持比較好的相似性。

5.2 樁基質(zhì)量缺陷判斷

質(zhì)量好的樁基波形具有清晰的特點(diǎn)，不同的樁基質(zhì)量缺陷存在的波形有一定的差異，我們可以根據(jù)波形的差異對(duì)樁基進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估。

在首波出現(xiàn)后和首波相位相反的反射波是擴(kuò)頸的特點(diǎn)；在缺陷處有一相位和首波方向相同的反射波且其幅度非常大這是縮頸的特點(diǎn)。

斷樁具備首波后沒(méi)有反沖而且接著貼近零線，反射波出現(xiàn)于缺陷處，而且它的幅度比首波還要大，并且發(fā)生很多次回波，其中樁底的回波不清等特點(diǎn)。首波比較厚，而且波的寬度比正常樁要寬，寬度一般比較大，因?yàn)橛写罅侩s質(zhì)混入混凝土，所以當(dāng)波在傳播當(dāng)中遇到離析的地方時(shí)就會(huì)發(fā)生散射，進(jìn)而引起波形的增寬。這是離析所具備的主要特點(diǎn)。

6 影響基樁質(zhì)量檢測(cè)波形的因素

（1）樁頭破損對(duì)波形造成不良影響，當(dāng)波遇到松散處的時(shí)候，波的能量很容易衰減，在顯示器上接收到的波形不準(zhǔn)確，導(dǎo)致分析數(shù)據(jù)存在一定的誤差。在進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)之前可以把松散處鏟除，減小這一影響因素。

（2）鋼筋露出樁頭的情況同樣會(huì)影響波形，因?yàn)槭┕ず罄m(xù)過(guò)程的需要，一般都會(huì)有鋼筋露出樁頭，但是，樁頭會(huì)對(duì)質(zhì)量檢測(cè)的波形有一定影響，影響信號(hào)的傳遞，可以割除樁外露出的過(guò)長(zhǎng)的鋼筋。

（3）樁的強(qiáng)度對(duì)波形存在一定的影響，當(dāng)樁身強(qiáng)度較低的時(shí)候，將會(huì)使將會(huì)應(yīng)力波在混凝土中的傳播速度降低，導(dǎo)致分析結(jié)果產(chǎn)生誤差。

7 結(jié)束語(yǔ)

鉆孔灌注樁技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)應(yīng)用十分廣泛，但美中不足的是由于施工環(huán)節(jié)比較多、工藝過(guò)程復(fù)雜、人為因素影響大、不能直觀的進(jìn)行質(zhì)量管理，成樁質(zhì)量受到多種因素的限制而不好把握，所以在進(jìn)行鉆孔灌注樁時(shí)要求操作人員仔細(xì)做好每一步工作，嚴(yán)格質(zhì)量把關(guān)，控制和監(jiān)督好鉆孔灌注的全過(guò)程，提高專業(yè)技能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取有效的措施予以補(bǔ)救，要學(xué)習(xí)先進(jìn)的檢測(cè)方法，明確質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，不可盲目套用理論知識(shí)。

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