低應(yīng)變基樁完整性檢測(cè)技術(shù)研究

孔丹偉

【摘 ?要】隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民及社會(huì)財(cái)富迅速增加，高層建筑不斷拔地而起，且層高與建筑體型增加及地下空間的開(kāi)發(fā)，樁基作為建筑工程中應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)形式，其樁身質(zhì)量格外重要?；鶚顿|(zhì)量的好壞直接影響上層建筑物的穩(wěn)定安全性。文章主要對(duì)低應(yīng)變檢測(cè)管樁的局限性進(jìn)行了分析，主要包括地面本身局限性、低應(yīng)變理論適用性以及管樁結(jié)構(gòu)的特殊性等，之后對(duì)綜合分析法的必要性、相應(yīng)的準(zhǔn)備工作以及具體實(shí)施進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵詞】低應(yīng)變;基樁檢測(cè);完整性

1 引言

基樁檢測(cè)技術(shù)是檢測(cè)和判定基樁質(zhì)量的主要方法與唯一標(biāo)準(zhǔn)，選擇適宜的基樁檢測(cè)技術(shù)能夠確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。常見(jiàn)的基樁檢測(cè)方法有靜載試驗(yàn)法、鉆芯法、聲波透射法、超聲檢測(cè)法和低應(yīng)變反射法。其中，低應(yīng)變反射法具有快速、無(wú)損、經(jīng)濟(jì)等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在基樁檢測(cè)中應(yīng)用較為廣泛。為保證基樁檢測(cè)的可靠性和準(zhǔn)確性，有必要深入研究低應(yīng)變反射法的應(yīng)用要點(diǎn)。

2 低應(yīng)變檢測(cè)法的概況

2.1 低應(yīng)變反射法應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

相對(duì)于高應(yīng)變檢測(cè)方法，低應(yīng)變反射方法具有操作簡(jiǎn)單、快速靈活、效率高、成本低等特點(diǎn)，尤其適應(yīng)于數(shù)量多、面積大的基樁檢測(cè)，對(duì)基樁幾乎不產(chǎn)生任何影響，具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2.2 低應(yīng)變反射法應(yīng)用局限性

低應(yīng)變反射法存在一定的局限性，檢測(cè)結(jié)果無(wú)法直接量化，對(duì)樁的長(zhǎng)徑比有一定的要求，長(zhǎng)徑比（L/D）應(yīng)控制在5～40以?xún)?nèi)，不太適用于墩基和特長(zhǎng)樁。同時(shí)，當(dāng)該方法無(wú)法檢測(cè)到樁底時(shí)，樁長(zhǎng)及樁強(qiáng)度無(wú)法進(jìn)行基本的判定。根據(jù)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2014）有關(guān)要求，樁身完整性檢測(cè)不得僅使用低應(yīng)變反射法檢測(cè);根據(jù)福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳《關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范樁基檢測(cè)的通知》（閩建建[2017]1號(hào)）有關(guān)要求，樁基工程存在下列情形（3節(jié)及以上的預(yù)制樁;樁長(zhǎng)超過(guò)40m;低應(yīng)變法檢測(cè)樁底反射不明顯的樁）之一的，其樁身完整性檢測(cè)不得僅采用低應(yīng)變法，且采用低應(yīng)變法之外的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)的樁數(shù)量不得少于樁身完整性檢測(cè)總數(shù)的1/3（當(dāng)只能采用高應(yīng)變法時(shí)，檢測(cè)數(shù)量不得少于樁身完整性檢測(cè)總數(shù)的1/6且不少于5根）。因此，在使用低應(yīng)變法檢測(cè)基樁時(shí)，檢測(cè)單位應(yīng)配合其他方法使用。

3 樁身完整性判定

根據(jù)成樁質(zhì)量不同，樁身的缺陷主要有斷裂、縮徑、擴(kuò)徑、夾泥、離析等類(lèi)型。對(duì)于完整樁，其時(shí)域波形圖只在底部出現(xiàn)同相或反相的反射波。而斷裂樁的時(shí)域波形圖波幅較大，出現(xiàn)多次反射，并且無(wú)樁底反射波;縮徑樁的時(shí)域波形圖在縮徑部位出現(xiàn)同相波幅，無(wú)多次反射，具有樁底反射波;擴(kuò)徑樁的時(shí)域波形圖在擴(kuò)徑部位出現(xiàn)反相波幅，無(wú)多次反射，具有樁底反射波;夾泥樁的時(shí)域波形圖在夾泥部位出現(xiàn)同相波幅，出現(xiàn)多次反射，其波速一般檢測(cè)不到;離析樁的時(shí)域波形圖在離析部位出現(xiàn)同相波幅，波幅有大有小，一般也會(huì)出現(xiàn)多次反射，輕度離析樁具有樁底反射波。對(duì)于缺陷的程度，一般根據(jù)反射波的幅值進(jìn)行定性確定，缺陷的位置則根據(jù) L=CTx/2 確定。C 為彈性波波速，Tx為反射波時(shí)間。綜合波形圖分析、地質(zhì)資料、成樁工藝等《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》按樁身的完整性將樁分為Ⅰ類(lèi)樁、Ⅱ類(lèi)樁、Ⅲ類(lèi)樁、Ⅳ類(lèi)樁。其中Ⅰ類(lèi)樁為樁身完整的樁;Ⅱ類(lèi)樁樁身有輕微缺陷，但不影響樁身結(jié)構(gòu)的承載力;Ⅲ類(lèi)樁樁身有明顯缺陷，對(duì)樁身結(jié)構(gòu)的承載力有一定影響;而Ⅳ類(lèi)樁樁身存在嚴(yán)重缺陷。

4 低應(yīng)變基樁完整性檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

4.1 工程概況

某高層住宅樁基工程所在土層由上到下分布為：①砂質(zhì)蓬松土、②粉細(xì)砂、③堅(jiān)硬粉質(zhì)黏土、④密實(shí)性粉質(zhì)黏土，設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁并以第④層密實(shí)性粉質(zhì)黏土作為樁端承力層?；鶚妒┕ね瓿珊鬀Q定采用低應(yīng)變進(jìn)行樁身完整性檢測(cè)。

4.2 準(zhǔn)備工作

第一，在將管樁運(yùn)輸?shù)绞┕さ攸c(diǎn)之后，相關(guān)監(jiān)理部門(mén)要對(duì)管樁外觀(guān)質(zhì)量、尺寸、型號(hào)、規(guī)格等進(jìn)行全面檢查，與此同時(shí)，檢測(cè)部門(mén)也要對(duì)這些管樁進(jìn)行抽樣檢測(cè)，以確保其質(zhì)量達(dá)標(biāo);第二，在對(duì)鋼筋進(jìn)行收集的過(guò)程中，監(jiān)理部門(mén)、建設(shè)部門(mén)等，需結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)鋼筋布置、鋼筋直徑、鋼筋數(shù)量、端板尺寸等進(jìn)行妥善記錄，與此同時(shí)，還要對(duì)焊縫質(zhì)量、鋼筋尺寸、鋼板厚度等進(jìn)行檢查，若布樁較為密集，還要妥善記錄好樁頂標(biāo)高變化;第三，若施工現(xiàn)場(chǎng)條件允許，還要對(duì)工程中鉆孔進(jìn)行燈光照射檢查，判斷其是否存在滲水現(xiàn)象，以免出現(xiàn)錯(cuò)位、破損的問(wèn)題，同時(shí)做好妥善記錄，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理

4.3 樁頂清理

在低應(yīng)變反射檢測(cè)前，如基樁表面存在浮漿或雜物，在激振時(shí)會(huì)產(chǎn)生反向脈沖，進(jìn)而影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，檢測(cè)人員應(yīng)確保傳感器連接位置、錘擊位置的干凈、平滑、無(wú)雜物，及時(shí)清除基樁混凝土殘?jiān)⒏≡?、石塊等，并使用打磨機(jī)將平面打磨光滑，直至露出新鮮含骨料的混凝土面為止，以免因平面不平整或雜物影響錘擊的方向，以便于傳感器安裝與激振錘擊。如樁頂存在浮渣時(shí)，將難以樁頂材質(zhì)與樁身材質(zhì)的一致性，對(duì)測(cè)試信號(hào)質(zhì)量、應(yīng)力波正常傳遞造成不良影響，進(jìn)而影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.4 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

低應(yīng)變反射檢測(cè)前，檢測(cè)人員應(yīng)檢查傳感器、信號(hào)放大器及信號(hào)采集器等設(shè)備確保運(yùn)行正常和電量充足。檢測(cè)人員應(yīng)盡量選擇樁平面中心作為擊振點(diǎn)。在實(shí)際檢測(cè)中，針對(duì)淺部位的缺陷，應(yīng)選用堅(jiān)硬材質(zhì)且質(zhì)量較小的激振設(shè)備，由于其重量小、能量小、脈沖窄，能夠較為準(zhǔn)確地判斷缺陷位置;而針對(duì)樁底或深層次的缺陷應(yīng)當(dāng)選用重量較大且材質(zhì)偏軟的材質(zhì)，能量大、脈沖較寬、衰減小，能夠較為全面地檢測(cè)樁身缺陷，采用軟質(zhì)激振設(shè)備能夠降低對(duì)基樁的損傷。在低應(yīng)變反射法檢測(cè)時(shí)，應(yīng)注意不同測(cè)試點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一致性，不含零漂及高頻干擾。低應(yīng)變檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)人員應(yīng)隨時(shí)檢查采集信號(hào)質(zhì)量。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)檢測(cè)情況，及時(shí)調(diào)整錘擊脈沖寬度及采樣頻率，以便于準(zhǔn)確測(cè)定缺陷位置。反射波法檢測(cè)樁基完整性要依據(jù)不同的樁而選擇不同的錘和錘墊。一般來(lái)講，樁越長(zhǎng)，應(yīng)選擇越軟、越重、直徑越大的錘;樁越短，應(yīng)選擇越硬、越輕、直徑越小的錘。敲擊時(shí)應(yīng)使力盡量垂直于樁頭，有利于抑制質(zhì)點(diǎn)的橫向振動(dòng)。應(yīng)防止二次敲擊，避免后續(xù)波的干擾。低應(yīng)變檢測(cè)中經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)在入射脈沖首波后會(huì)有一個(gè)較大的的反相波形，成為反響過(guò)沖。造成這種現(xiàn)象的原因包括：傳感器未安裝牢固或距離激振點(diǎn)過(guò)近;樁頭混凝土松動(dòng)，遇到下面一層好的混凝土產(chǎn)生反射;樁身擴(kuò)徑所致。此外，現(xiàn)場(chǎng)一般要求獲得 3 條重復(fù)性好的測(cè)試曲線(xiàn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，在今后發(fā)展過(guò)程中，相關(guān)檢測(cè)人員一定要對(duì)低應(yīng)變法應(yīng)用局限性有所認(rèn)識(shí)和了解，特別是預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，不能只憑借檢測(cè)信號(hào)就下定結(jié)論，還要對(duì)相關(guān)檢測(cè)資料進(jìn)行掌握，具體如設(shè)計(jì)資料、監(jiān)理資料、施工資料、現(xiàn)場(chǎng)勘查資料等，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合分析和判斷，如此才能得出客觀(guān)合理的結(jié)論，為檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)性提供保障。

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（作者單位：丹陽(yáng)建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心）