樁基檢測中的驗(yàn)證檢測問題研究

王 菲

(福建省建筑科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，福建省綠色建筑技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司，福建 福州 350108)

1 各檢測方法特點(diǎn)

樁基承載力檢測方法按可靠性、直觀性由高到低有靜載法、高應(yīng)變法。樁基完整性檢測方法按可靠性、直觀性由高到低有鉆芯法、聲波透射法、高應(yīng)變法、低應(yīng)變法。(1)靜載法的特點(diǎn)是技術(shù)簡單結(jié)果明確，最接近樁基的實(shí)際工作條件，所以靜載法是最傳統(tǒng)最可靠的檢測方法。靜載法的第一個(gè)局限性是靜載法成本高；第二個(gè)局限性是檢測數(shù)量(單位工程1%不少于3)偏少；第三個(gè)局限性是靜載法有時(shí)候受限于堆載試驗(yàn)場地，也受限于設(shè)備運(yùn)輸。(2)鉆芯法的特點(diǎn)是直觀實(shí)用。鉆芯法的局限性是一孔之見有片面性。(3)低應(yīng)變法的特點(diǎn)是快速高效。低應(yīng)變法的第一個(gè)局限性是不適用于長徑比太小的樁，受檢樁長細(xì)比宜大于5；第二個(gè)局限性是對于超長樁和多節(jié)預(yù)制管樁下段深度樁身部分測不到反射信號而造成漏判誤判。(4)高應(yīng)變法的特點(diǎn)是以檢測承載力為主，但作為承載力檢測不能完全取代靜載的地位。高應(yīng)變法的第一個(gè)局限性是高應(yīng)變可靠性很大程度上取決于檢測人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平；第二個(gè)局限性是高應(yīng)變作為完整性檢測手段成本相對于低應(yīng)變高很多。(5)聲波透射法的特點(diǎn)是準(zhǔn)確性高，可定量分析出樁身缺陷的大小和位置。聲波透射法的第一個(gè)局限性是需埋聲測管，給施工帶來不便，增加了成本；第二個(gè)局限性是現(xiàn)場檢測費(fèi)時(shí)，容易出現(xiàn)堵管效率較低；第三個(gè)局限性是無法檢測樁底沉渣和樁端持力層。

2 案例分析

2.1 案例一

某工程的7號樓高20層，上部結(jié)構(gòu)是框剪，總樁數(shù)95根，沖孔灌注樁，樁徑1000mm，設(shè)計(jì)砼強(qiáng)度等級C35，樁端持力層為中風(fēng)化花崗巖，單樁豎向抗壓承載力特征值6750kN，委托最大試驗(yàn)荷13500kN。

檢測方案和檢測數(shù)量：靜載3根，低應(yīng)變法95根全數(shù)檢測，聲波透射法10根。檢測結(jié)果如后。靜載試驗(yàn)樁3根結(jié)果如后。15#，50#，78#試樁的單樁豎向抗壓極限承載力均為13500kN，單樁豎向抗壓承載力特征值均為6750kN，均滿足設(shè)計(jì)要求。低應(yīng)變法動測結(jié)果如后。Ⅰ類樁是68根，占72%；Ⅱ類樁是27根，占28%。聲波透射法結(jié)果如后。I類樁是8根，Ⅱ類樁是1根。其中13#樁聲測管堵管，根據(jù)規(guī)范聲測管堵管導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)不全，不得采用聲波透射法對整樁的樁身完整性進(jìn)行評定[2]。13#樁樁長28.90m，低應(yīng)變法結(jié)果Ⅰ類樁，曲線如圖1。但低應(yīng)變法可靠性沒有超過聲波透射法，不能驗(yàn)證。需要用直觀性更高的鉆芯法驗(yàn)證。

圖1 樁號13#樁低應(yīng)變曲線

13#樁芯樣照片如圖2，鉆芯法驗(yàn)證檢測結(jié)果：樁身完整性類別為Ⅱ類(24.70～25.15m局部見溝槽)；樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度、樁端持力層性狀均滿足設(shè)計(jì)要求；樁長滿足設(shè)計(jì)要求。

圖2 樁號13#樁芯樣全長照片

13#樁低應(yīng)變法檢測結(jié)果為Ⅰ類樁，鉆芯法為Ⅱ類，低應(yīng)變法是一維桿件模型是針對整根樁的評價(jià)，鉆孔取芯只對1孔局部的判斷。兩者并不矛盾。常用聲測管每根長6m，兩根之間接頭連接，焊接在鋼筋籠上，下端封閉，上端加蓋，堵管原因可能是下端封閉不密、上端蓋子脫落或聲測管連接部位被混凝土擠壓變形，導(dǎo)致混凝土進(jìn)入聲測管。

2.2 案例二

某工程的2號樓高9層，上部結(jié)構(gòu)是框剪，總樁數(shù)132根，沖孔灌注樁，樁徑800mm，設(shè)計(jì)砼強(qiáng)度等級C35，樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，單樁豎向抗壓承載力特征值2350kN，委托最大試驗(yàn)荷4700kN。

檢測方案和檢測數(shù)量：靜載3根，低應(yīng)變法132根全數(shù)檢測，鉆芯法14根。檢測結(jié)果：靜載試驗(yàn)樁3根結(jié)果：15#、71#、116#試樁的單樁豎向抗壓極限承載力均為4700kN，單樁豎向抗壓承載力特征值均為2350kN，均滿足設(shè)計(jì)要求。低應(yīng)變法動測結(jié)果：Ⅰ類樁：103根，占78%；Ⅱ類樁：29根，占22%。鉆芯法結(jié)果：其中13根進(jìn)展順利，這13根樁當(dāng)中I類樁：11根，Ⅱ類樁：2根。樁長，樁身混凝土強(qiáng)度，樁底沉渣厚度，樁身完整性，樁端持力層均滿足設(shè)計(jì)要求。但其中55#樁樁長19.95m鉆芯時(shí)偏出樁外，55#樁鉆芯：0～12.88m段混凝土芯樣連續(xù)、完整、表面光滑、膠結(jié)好、骨料分布均勻、呈長柱狀；12.88m后鉆取出鋼筋后停鉆。如圖3。

圖3 樁號55#樁芯樣照片

55#樁樁徑800mm，樁長19.95m，樁徑有點(diǎn)小，樁長有點(diǎn)長，樁的垂直度偏差，鉆孔的垂直度偏差，鉆芯開一個(gè)孔時(shí)位置距樁中心10～15cm。上述因素疊加在一起，55#樁鉆芯容易遇主筋或偏出樁外，55#樁低應(yīng)變法曲線如圖4。

圖4 樁號55#樁低應(yīng)變曲線

3 結(jié)論、推廣與展望

(1)樁基檢測中可靠程度高、直觀性高的方法，比如最接近實(shí)際工況的靜載法，往往人力物力工期成本也相對高；而經(jīng)濟(jì)快速的檢測方法，比如低應(yīng)變法，往往可靠程度相對低、直觀性相對低。

(2)樁基完整性檢測，應(yīng)在保證準(zhǔn)確性和全面判定的前提下，首選適用、快速、經(jīng)濟(jì)的檢測方法。樁基檢測中宜先用快速經(jīng)濟(jì)的低應(yīng)變法對樁基整體質(zhì)量進(jìn)行普測摸底，針對低應(yīng)變法檢測中有疑問的樁，進(jìn)行聲波透射法、鉆芯法、高應(yīng)變法、靜載法檢測。

(3)樁基檢測中如果出現(xiàn)了缺乏依據(jù)、無法或難于定論的情況，就需要進(jìn)行驗(yàn)證檢測。即使用準(zhǔn)確可靠程度高、直觀性高的檢測方法，來彌補(bǔ)或復(fù)核準(zhǔn)確可靠程度低、直觀性低的檢測方法得出的結(jié)果的不確定性。對大直徑樁應(yīng)幾種檢測方法并用，相互驗(yàn)證補(bǔ)充，優(yōu)勢互補(bǔ)，提高檢測可靠性。

4 結(jié) 語

本文對工程檢測中類似問題具有一定的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。本文只對驗(yàn)證檢測做了研究，期待后續(xù)針對擴(kuò)大檢測進(jìn)行研究。