多種檢測方法在樁基評定中的綜合應(yīng)用

（中設(shè)設(shè)計集團股份有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

由于檢測人員經(jīng)驗、現(xiàn)場氣候、地質(zhì)條件以及施工工藝等多方面因素存在不確定性，因此樁基成樁質(zhì)量具有不確定性，為了對樁基進行檢測，及時發(fā)現(xiàn)缺陷樁，使樁基成樁質(zhì)量得到保障，施工單位應(yīng)對其進行檢測。

1 樁基的幾種檢測方法

1.1 鉆芯法

在使用鉆芯法對樁基進行檢測的過程中，應(yīng)先用鉆孔機抽取芯樣，再對其沉渣厚度、樁基質(zhì)量以及樁長等因素進行判斷，為了對樁身混凝土強度進行進一步的判斷，需要通過進一步的抗壓試驗。雖然鉆芯法比較直觀，但是其具有成本高、費時費力等缺點，通常不在大面積樁基檢測中使用。

1.2 低應(yīng)變反射波法

該種檢測方法以一維波動理論為基礎(chǔ)，將一個瞬時激振施加在樁基頂部，并對樁頂?shù)乃俣群图铀俣惹€進行測量，對樁的完整性進行判斷。該檢測法具有成本低、設(shè)備便攜、模型清晰等特點，在當前樁基檢測中應(yīng)用較為廣泛。

1.3 超聲波透射法

超聲波透析法主要是將聲測管埋設(shè)于樁基中，并在不同聲測管中放置接收換能器和發(fā)射換能器，通過聲波儀對參數(shù)變化情況進行記錄和分析，達到判斷樁基質(zhì)量的目的。該方法具有成本低廉、操作便捷、使用簡便、檢測方位大、定位準確且數(shù)據(jù)可靠性高等優(yōu)點，因此，除低應(yīng)變檢測法外，該種無損檢測法應(yīng)用也比較廣泛。

除上述幾種檢測法外，還有開挖驗證、高應(yīng)變反射波法以及荷載試驗法等。

2 相關(guān)工程實例的分析

2.1 工程實例一

某高速公路特大橋使用沖擊鉆成孔灌注成樁技術(shù)對35#-0樁進行施工，該樁總長為53.8米，直徑為1.4米，混凝土設(shè)計強度為C30，以三角形布置法為基礎(chǔ)對三根聲測管進行布置。齡期28d后，使用非金屬超聲檢測儀（武漢巖海公司生產(chǎn)）同時對三個測面進行檢測，從樁底到樁頂每間隔200mm設(shè)置一個測點，得到如圖1所示的結(jié)果。

圖1 三個剖面的PSD、波幅以及波速曲線

根據(jù)圖1可知，該樁在AB剖面樁頂以下35.8～37.8米的標高范圍內(nèi)波幅以及波速比臨界值小，而BC剖面該標高范圍內(nèi)的波幅和波速更小，但是AC剖面該標高范圍內(nèi)的波幅和波速則沒有出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。由此可知，該缺陷可能位于B聲測管周圍，主要缺陷類型可能為水泥漿和細集料漏漿，混凝土出現(xiàn)離析。使用鉆芯法對該處病害進行進一步判斷，圖2為芯樣的情況。

圖2 35#-0-1號的芯樣

對圖2進行分析可知，該樁身的混凝土比較完整，斷口拼接處無明顯病害，樁底沒有出現(xiàn)沉渣現(xiàn)象，局部混凝土出現(xiàn)溝槽和蜂窩問題，樁身混凝土抗壓強度符合C30混凝土的設(shè)計要求，代表值為44.9MPa。因為該樁的直徑為1.4米，因此應(yīng)鉆取2個孔對其進行檢測，對2#芯樣進行觀察可知，該處沒有出現(xiàn)明顯缺陷，與超聲波檢測情況一致，因此該樁為Ⅱ類樁。

2.2 工程實例二

某高速公路大橋采用沖擊鉆孔灌注樁對橋臺0#-2樁進行施工，該樁總長為24.724米，樁直徑為1.6米，混凝土設(shè)計強度為C30，三根聲測管以三角形布置法為基礎(chǔ)進行布置，澆筑齡期為28d時，使用非金屬超聲檢測儀（武漢巖海公司生產(chǎn)）同步對三個測面進行水平檢測，從樁底到樁頂每隔200mm設(shè)置一個測點進行檢測。

根據(jù)實測結(jié)果可知，在該樁頂20.1米標高以下的范圍內(nèi)，三個測面的波幅和波速都比臨界值大，而在樁頂20.1米標高以下的位置處，波形的畸變更加嚴重，由此可知，該樁基在20.1米標高以下的位置缺陷較為嚴重，使用低應(yīng)變法對其進行進一步的檢測，低應(yīng)變法檢測波速為3900m/s，由檢測結(jié)果可知，對樁頭施加激振后，在20.1米標高位置處出現(xiàn)入射波和反射波同相的現(xiàn)象，隨后波速下降較為明顯，因此可知該處存在阻力或抗阻較小的現(xiàn)象，因此可知該樁的局部范圍缺陷較為驗證。為了對無損檢測的準確性進行進一步的證實，再使用鉆芯取樣法對其進行檢測，由于該樁直徑為1.6米，因此應(yīng)鉆取2個孔。

對2個芯樣進行觀察可知，0#-2-1號芯樣上的混凝土較為完整連續(xù)，斷口拼接無明顯缺陷；0#-2-2芯樣從樁頭到21米標高范圍內(nèi)存在空洞，與無損檢測的結(jié)果一致，因此可將該樁判斷為斷樁。

2.3 工程實例三

使用低應(yīng)變反射波法進行檢測，如果存在淺部缺陷，檢測人員可使用開挖驗證法對其進行進一步的判斷。某高速公路橋采用沖擊鉆孔灌注技術(shù)對8#樁基進行施工，該樁為摩擦樁，總長為15米，樁的直徑為1.2米，混凝土設(shè)計強度為C25，澆筑齡期28d時，使用樁基完整性測試儀（美國PDA公司生產(chǎn)）對其進行檢測，圖3為低應(yīng)變反射波曲線圖。

圖3 8# 樁低應(yīng)變反射波

低應(yīng)變法檢測波速為3800m/s，對圖3進行分析可知，對樁頭施加激振后，樁頭下4米標高處出現(xiàn)入射波和反射波同相的現(xiàn)象，隨后波速下降速度提高，且發(fā)生多次反射信號，由此可知，在樁頭4米標高左右的位置處存在縮徑、空洞或者離析等問題，由于該缺陷的位置較淺，因此使用開挖驗證的方法對其進行進一步檢測，圖4為開挖結(jié)果。

圖4 8# 樁開挖驗證圖

對圖4進行分析可知，該樁在樁頂以下2米標高處擴徑較為明顯，使用米尺對此處進行測量可知，樁頂4米標高處樁徑符合設(shè)計樁徑要求，而樁頂以下4米標高處存在的入射波和反射波同相現(xiàn)象是因2米左右處擴徑造成的，由此可知，該樁符合設(shè)計要求。

2.4 工程實例四

某高速公路采用沖擊鉆孔灌注技術(shù)對匝道橋12#-1樁進行施工，該樁為嵌巖樁，總長為22.5米，樁身直徑為1.4米，混凝土設(shè)計強度為C30，澆筑齡期為28d時，使用非金屬超聲檢測儀（武漢巖海公司生產(chǎn)）同步對三個測面進行水平檢測，從樁底部到樁頂每隔200mm設(shè)置一個測點對其進行檢測，圖5為實測結(jié)果。

圖5 三個剖面PSD、波幅以及波速曲線

由圖5可知，在樁長范圍內(nèi)，三個剖面的波幅和波速均比臨界值大，以超聲波信號為基礎(chǔ)對該樁基進行判斷可知其為Ⅰ類樁。由于該樁所處地區(qū)為熔巖地區(qū)，因此需對嵌巖樁持力層情況進行分析，使用樁基完整性測試儀（美國PDA公司生產(chǎn)）對其實施低應(yīng)變檢測，圖6為實測結(jié)果。

圖6 12#-1樁低應(yīng)變反射波

低應(yīng)變檢測波速為4000m/s，對圖6進行分析可知，在樁頂施加激振后，樁頂以下17.0～18.0米標高處存在入射波與反射波反相的現(xiàn)象，由此可知，該處阻力或抗阻較大，隨后波速上升速度較快，到達樁底位置時出現(xiàn)入射波和反射波同相的現(xiàn)象，由低應(yīng)變檢測法的結(jié)果可知，該嵌巖樁并不是理想的持力層反射樁。

為了對其進行進一步驗證，再使用鉆芯法對該樁基進行檢測，對檢測結(jié)果進行分析可知，該樁樁身混凝土完整且連續(xù)，樁底無沉渣現(xiàn)象，粗細骨料膠結(jié)良好且分布較為均勻，檢測結(jié)果與無損檢測結(jié)果一致。但是在持力層以下位置存在溶洞，經(jīng)過建設(shè)方和設(shè)計方的溝通，對樁身進行進一步的改良和設(shè)計，加長樁身長度，使其穿過溶洞。

3 結(jié)語

綜上所述，在道橋的建設(shè)過程中，樁基是重要的受力構(gòu)件，為了提高對樁基判斷的準確性，施工單位應(yīng)做到如下幾點：

（1）當樁基存在問題時，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合多種檢測方法對其進行檢測，達到取長補短的效果，避免出現(xiàn)誤判和漏判現(xiàn)象。

（2）在使用反射波法對樁基進行檢測過程中，應(yīng)以基樁施工情況和地質(zhì)情況為依據(jù)，必要時候還應(yīng)結(jié)合開挖驗證和鉆芯法等方式對其進行進一步的檢測，為了提高聲測比例，可以適當增加聲測管的數(shù)量。

（3）使用聲波投射法不會受到樁長的限制，能夠?qū)崟r反應(yīng)莊內(nèi)的波幅、聲速和聲時等數(shù)據(jù)，在對復(fù)雜地質(zhì)地區(qū)的端承樁進行測試后，還應(yīng)使用低應(yīng)變檢測法對其進行驗證，防止因地質(zhì)問題造成安全事故。