成孔質(zhì)量檢測的若干技術(shù)問題探討

金煜煒

摘要：在介紹灌注樁成孔成孔工藝及成孔質(zhì)量的各項指標后，在成孔質(zhì)量檢測過程中遇到的問題，以及當(dāng)前技術(shù)手段是否能達到檢測的量化控制要求進行探討。

關(guān)鍵詞：灌注樁；成孔質(zhì)量檢測；成樁

1、概述

近年來我國高等級公路橋梁建設(shè)速度突飛猛進，鉆孔灌注樁在道路及橋梁施工過程中一直是首選樁型，又因為是非擠土樁，在城市中施工中也成占據(jù)了重要地位。鉆孔灌注樁的應(yīng)用往往意味著大直徑、長樁長，而樁基施工屬于地下隱蔽工程，因此對成孔質(zhì)量的把控就變得至關(guān)重要。如果無法對成孔質(zhì)量進行檢測亦或是檢測結(jié)果難以達到規(guī)范要求，則會對上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大的質(zhì)量安全隱患；所以在實際過程中，必須對成孔質(zhì)量進行嚴格控制。

2、成孔質(zhì)量檢測標準

目前的行業(yè)標準中，《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011）、《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2014）對灌注樁成孔質(zhì)量的檢查內(nèi)容、檢驗標準及檢查方法都進行了相關(guān)規(guī)定和要求，并給出了樁位、孔深、孔徑、垂直度以及沉渣厚度的量化要求。

3、成孔質(zhì)量檢測過程中存在的問題

3.1、設(shè)計、施工、檢測的系統(tǒng)性失衡

3. 1.1鉆孔灌注樁設(shè)計

在鉆孔灌注樁設(shè)計意圖中，對孔徑、孔深、垂直度、沉渣厚度等多項技術(shù)指標均提出了量化控制要求。其中孔徑保證目的：通過截面尺寸的保證來確保樁身結(jié)構(gòu)強度、耐久性和抗腐蝕能力；孔深保證目的：實際上是有效樁長保證的必要條件，亦是使樁端約束條件達至設(shè)計要求的必要條件；垂直度保證目的：主要是抗壓樁的附加彎矩問題；沉渣厚度保證目的：避免端阻降低、側(cè)阻軟化，避免產(chǎn)生過大的樁端沉降，以控制總沉降和差異沉降。

3.1.2存在的主要問題

（1）設(shè)計控制指標和實際工程訴求之間的不完全匹配（如孔徑控制值為-0，特指個別斷面）。

（2）設(shè)計控制指標和普遍施工實現(xiàn)以及檢測實現(xiàn)之間的矛盾，這方面以沉渣厚度控制指標最為典型。

從普遍施工實現(xiàn)來講，除設(shè)計意圖和地質(zhì)條件等外在因素外，目前的施工慣性主要存在以下問題；

①采用不匹配的成孔工藝；②造漿工藝不合理；③未采用除砂工藝，進而使含砂率明顯超限。

從檢測實現(xiàn)角度，其矛盾更為突出，其主要體現(xiàn)在：

①物理前提未能有效建立，主要指沉渣厚度測定；②檢測方法的技術(shù)邏輯（包括孔徑、孔深及垂直度）不夠嚴密；③關(guān)鍵施工過程節(jié)點未能檢驗（主要指二清沉降厚度）；④檢測儀器設(shè)備開發(fā)滯后。

3.2沉渣厚度檢測

3.2.1定義

從定義上講，可定義為鉆孔灌注樁成孔后淤積于孔底部的非原狀沉淀物。從工程應(yīng)用角度，不能有效上泛（或置換的）且低于原狀土強度的沉淀物均可視為沉渣。

3.2.2現(xiàn)行的主要檢測方法

現(xiàn)行的主要檢測方法有電阻率法、探針法、測錘法、電容法等。

（1）電阻率法

其物理前提是泥漿層、沉渣層、原土層存在顯著電阻率差異。實際上，孔中呈飽和態(tài)，因此其電阻率差異往往并不明顯或表現(xiàn)雜亂，從這個角度上來講，拾取物性最大差異的物理前提不能有效建立。

（2）水文測錘法

①孔深應(yīng)量測至保徑環(huán)處，在有些時候，因樁長因素、成孔垂直度因素，距孔壁100mm～200mm下放測量繩并不具有可操作性；②憑借手感，是否能夠有效確定沉渣層上頂面（即混凝土不能充分上泛的界限壓力面）；③保徑環(huán)以下部位的沉渣未做考慮，但其仍然存在應(yīng)用隱患；④鉆進實際孔深記錄由施工單位完成（或第三方檢測實地測量），若由施工單位完成，其嚴謹性能否得到保證；⑤設(shè)計控制值和測試誤差存在嚴重不匹配情形。

（3）探針傾角法

定位盤遇阻時視為揭遇沉渣頂面，此時啟動探針并下放，當(dāng)探針遇阻傾角突變時則判定已揭遇原土頂面（即沉渣底面深度）。①確定沉渣層頂面的力學(xué)依據(jù)不充分（如何證明定位盤遇阻即為沉渣不上泛截面）；②探針行程太短，超過量程后，沉渣厚度評價即為開發(fā)性結(jié)果，僅可用于符合性評價，此時對設(shè)計和施工的反饋不夠充分。

3.3、孔深檢測

規(guī)范要求孔深測量精度應(yīng)不低于0.3%，存在測量精度和工程訴求不匹配之情形。

3.4、孔徑檢測

3.4.1傳統(tǒng)接觸式儀器測試誤差的主要來源

測試方法設(shè)計的局限性：測壁頂端B點繞圓心O點的圓周運動轉(zhuǎn)換成滑動桿在a點上下直線運動，此時①大量程到小量程，精度較差；②非線性轉(zhuǎn)換，需要標定。

3.4.2超聲波法測試的局限性

（1）采用超聲波法檢測成孔質(zhì)量時，由于超聲波探頭的封裝方式造成聲波發(fā)射面外側(cè)一定距離存在反射盲區(qū)，因此存在最小被測孔徑的限制。

（2）泥漿的性能直接影響超聲波的傳播性能。

3.5、成孔垂直度檢測

接觸式測斜儀檢測成孔傾斜度，采用頂角測量方法，連續(xù)多點測量頂角及方位角。

3.5.1實測案例

成孔井下探頭有四只機械支臂，其中臂1和臂3處于相對位置，而臂2和臂4處于相對位置。在檢測過程中，機械支臂的端點沿成孔內(nèi)壁運動。在下圖所示的成孔垂直曲線中，左邊部分顯示的是臂1和臂3的端點運動軌跡曲線，而右邊部分顯示的是臂2和臂4的端點運動軌跡曲線。兩軌跡的中心線被用來確定成孔垂直度，其計算方法采用線性擬合。如圖4所示，左邊部分的顯示的直線指示成孔垂直度為-0.129%，而右邊部分的顯示直線指示成孔垂直度為-0.29%。因此本次檢測結(jié)果表明，成孔垂直度的最后結(jié)果優(yōu)于0.29%。

4、結(jié)束語

目前，在很多工程中，樁基的成孔質(zhì)量對成樁質(zhì)量有著決定性影響，從而影響整個工程的質(zhì)量。同時，由于施工中存在各種不確定因素，成孔質(zhì)量往往難以控制， 因而要保證整個工程的質(zhì)量，必須依靠有效的檢測方法對成孔質(zhì)量進行把關(guān)；然而，現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)的各項檢測技術(shù)存在一定的缺陷，現(xiàn)階段應(yīng)該采用多種方法進行綜合檢測，更應(yīng)該加強技術(shù)革新，研發(fā)出更具嚴謹性和準確性的檢測技術(shù)。

參考文獻：

[1]肖錦荒.灌注樁成孔質(zhì)量測試技術(shù)應(yīng)用研究.華東科技：學(xué)術(shù)版.（2016）10-0110-01

[2]張樹風(fēng).謝曉鋒.灌注樁成孔質(zhì)量檢測技術(shù)及若干問題探討.廣東土木與建筑.（2011）8