大直徑鉆孔灌注樁的樁身質(zhì)量檢測(cè)研究

摘 要 大直徑鉆孔灌注樁在水利、交通、電力、港口工程中應(yīng)用較為廣泛，如何檢驗(yàn)大直徑鉆孔灌注樁質(zhì)量成為控制工程質(zhì)量的關(guān)鍵，本文結(jié)合工程實(shí)例對(duì)大直徑鉆孔灌注樁的質(zhì)量檢測(cè)作了深入闡述。

關(guān)鍵詞 大直徑鉆孔灌注樁；樁身質(zhì)量檢測(cè)；低、高應(yīng)變法；聲波法；鉆芯法

0 引言

隨著我國(guó)工程建設(shè)事業(yè)的迅速發(fā)展，水利工程、交通工程、電力工程、市政工程、港口工程等在我國(guó)方興未艾，由于工程體量大、標(biāo)準(zhǔn)高，大直徑鉆孔灌注樁已成為工程界所選的最主要的營(yíng)理形式。由于鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，其成樁質(zhì)量檢測(cè)工作已成為檢測(cè)工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量與土層條件、施工水平以及砼質(zhì)量相關(guān)，存在的缺陷類型主要有：縮徑、夾泥、砼析、空調(diào)等，目前對(duì)鉆孔灌注樁完整性檢測(cè)方法主要有：低應(yīng)變法、高應(yīng)變法、聲波造射法和鉆芯法等4種方法。

1 檢測(cè)方法

1.1 低應(yīng)變法

低應(yīng)變反射波法是以一維波動(dòng)理論為基理，有樁身頂部進(jìn)行豎向激振產(chǎn)生彈性波，彈性波沉著樁身向下傳播。當(dāng)樁身阻抗存在截面積變化或界而發(fā)生明顯差異，將出現(xiàn)反射波，經(jīng)傳感器接收、儀器放大，濾波頁(yè)和數(shù)據(jù)處理可以識(shí)別來(lái)自樁身不同的反射信息，可以判斷樁身完整性，判定樁身缺陷的程度和位置。

該方法的理論合理嚴(yán)密，又有大量的工程實(shí)踐驗(yàn)證，是國(guó)內(nèi)外用來(lái)測(cè)試樁身質(zhì)量的重要手段，適用于鉆孔灌注樁完整性的檢測(cè)，例：一根樁徑1 500mm、樁長(zhǎng)48.8m的鉆孔灌注樁，利用10kg力棒敲擊采集到的測(cè)試波形，樁底反射清晰，樁身阻抗變化較小，是一根完整樁。

但有些單位僅從工程進(jìn)度、工程成本考慮，不論工程情況，單一采用低應(yīng)變法檢測(cè)鉆孔灌注樁的樁身質(zhì)量，對(duì)低應(yīng)變法期望過(guò)高是不合適的。

原因一：低應(yīng)變動(dòng)測(cè)依據(jù)的是阻抗的變化，不能夠準(zhǔn)確地判斷缺陷的具體類型，也不能對(duì)樁身缺陷程度作定量判定。對(duì)于缺陷類型的判定應(yīng)結(jié)合工程地質(zhì)、施工情況綜合分析，或采取其它檢測(cè)手段進(jìn)行輔助驗(yàn)證。

原因二：由于受樁型、地質(zhì)條件、激振方式、樁的尺寸效應(yīng)、樁身材料等因素的影響，樁過(guò)長(zhǎng)（或長(zhǎng)徑比較大）以及樁身截面阻抗多變等引起的應(yīng)力波多次

反射，經(jīng)常不能測(cè)到樁底反射，從而無(wú)法評(píng)價(jià)整根樁的完整性。

1.2 高應(yīng)變法

高應(yīng)變法是用重錘沖擊樁頂，實(shí)測(cè)樁頂部的速度和力里程曲線，通過(guò)波力理論分析，對(duì)單樁豎身抗壓承載力和樁身完整性進(jìn)行判定的檢測(cè)方法，高應(yīng)變法檢測(cè)樁身完整性的可靠性比低應(yīng)變法要高，但在帶有普查性的完整性檢測(cè)應(yīng)用有一定困難。由于其激振能量和檢測(cè)有效深度大的優(yōu)點(diǎn)，特別是判定樁身缺陷時(shí)，能夠查明“缺陷”對(duì)豎向抗壓承載力的影響程度，可以合理判斷樁的缺陷程度，在工程應(yīng)用中作為低應(yīng)變檢測(cè)的輔助手段里可取的。

1.3 聲波透射法

聲波透射法是在預(yù)埋聲測(cè)量之間發(fā)射并接受聲波，通過(guò)實(shí)測(cè)聲波在混凝土介質(zhì)中傳播的聲時(shí)、頻率和波幅衰減等聲波參數(shù)的相對(duì)變化，對(duì)樁身完整性進(jìn)行檢測(cè)的方法。

與其它幾種方法相比，聲波造射法有其鮮明的特點(diǎn)：檢測(cè)全面、細(xì)致、范圍可覆蓋全樁長(zhǎng)的各個(gè)截面，信息量相當(dāng)豐富，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，不受場(chǎng)地條件限制，已成為混凝土灌注樁完整性檢測(cè)的重要手段。

1.4 鉆芯法

鉆芯法是采用其鉆探技術(shù)和施工工藝，在樁身上沿長(zhǎng)度方向鉆取混凝土芯樣及樁端巖土芯樣，通過(guò)對(duì)芯樣的觀看和測(cè)試，用以評(píng)價(jià)成樁質(zhì)量的檢測(cè)方法。

鉆芯法是一種微破損或局部破損檢測(cè)方式，具有科學(xué)、直觀、實(shí)用的特點(diǎn)，工程實(shí)踐表明，鉆芯法不受條件限制，特別適用于大直徑鉆孔灌注樁的成樁質(zhì)量檢測(cè)。檢測(cè)有如下內(nèi)容：

1）驗(yàn)證樁身完整性；

2）檢測(cè)樁身強(qiáng)度是否符合設(shè)計(jì)要求；

3）樁底持力層的巖土性狀和厚度是否符合設(shè)計(jì)或規(guī)范要求；

4）施工樁長(zhǎng)是否真空。

缺點(diǎn)是對(duì)局部缺陷，水平裂縫檢測(cè)不一定十分準(zhǔn)確，另外設(shè)備龐大、員工費(fèi)時(shí)、價(jià)格昂貴。

2 工程實(shí)例

1）大直徑鉆孔灌注樁樁長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，利用低應(yīng)變無(wú)法測(cè)試到樁底反射。

例如：某工程采用直徑1 500mm，樁長(zhǎng)60.2m的鉆孔灌注樁，樁身混凝土強(qiáng)度為C25，頻期25天，低應(yīng)變用10kg的力棒敲擊。在同一根樁上進(jìn)行了高應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試，利用重錘錘擊，采集到的波形完好，樁底反射清晰，樁身完整。

2）灌注樁樁身出現(xiàn)缺陷，但無(wú)法測(cè)定缺陷程度。

某工程利用直徑為1 500mm，樁長(zhǎng)60m鉆孔灌注樁，樁身混凝土強(qiáng)度為C25，期28天，低應(yīng)變用10kg力棒敲擊，缺陷位置明顯，樁底反射不清晰，對(duì)該缺陷程度的判定直接影響到該樁的處理方案。

2天后用高應(yīng)變檢測(cè)，波形中樁底反射清晰，有缺陷，對(duì)承載力影響不大。根據(jù)高應(yīng)變檢測(cè)的結(jié)果，對(duì)該樁沒有進(jìn)行進(jìn)一步的事故處理，降低了工程成本，又控制了質(zhì)量。

3）鉆孔灌注樁樁身出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷反射，采用鉆芯驗(yàn)證。

某工程采用直徑1 200mm，樁長(zhǎng)25m的鉆孔灌注樁，樁身混凝土等級(jí)為C25。低應(yīng)變檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)一根抗波形異常，在5.4m處出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷反射，且出現(xiàn)周期性反射，無(wú)樁底反射。

經(jīng)了解，在該根樁施工時(shí)，由于商品混凝土供應(yīng)不及時(shí)，澆樁時(shí)停了5個(gè)小時(shí)，二次澆樁。為了核定樁身質(zhì)量，采取取芯驗(yàn)證。在樁身上鉆取2孔，孔深7m。取芯表明，在5.2m~5.6m處夾有大量泥沙現(xiàn)象。

4）超長(zhǎng)樁采用低應(yīng)變結(jié)合聲波透射法檢測(cè)。

某工程采用直徑1 500mm，62m長(zhǎng)的鉆孔灌注樁，樁身混凝土等級(jí)為C25，檢測(cè)方法采用低應(yīng)變和聲波透射法進(jìn)行結(jié)合檢測(cè)。

進(jìn)行聲波透射法檢測(cè)時(shí)，各檢測(cè)剖面的參數(shù)均無(wú)異常，無(wú)聲低于低限值異常，樁為完整樁。

3 結(jié)論

在大直徑鉆孔灌注樁的樁身質(zhì)量檢測(cè)中，以低應(yīng)變檢測(cè)為普查主導(dǎo)，輔助以高應(yīng)變法、聲波造射法和鉆芯法等多種手段。對(duì)于重要的工程樁，應(yīng)選擇埋設(shè)聲測(cè)管作聲波造射法，或進(jìn)行鉆芯法檢測(cè)是適宜的，普查中出現(xiàn)的缺陷的樁宜結(jié)合地質(zhì)資料、施工記錄、監(jiān)理日記等認(rèn)真分析缺陷產(chǎn)生的原因和類型，必要時(shí)采取其它檢測(cè)方法確定缺陷程度和類型。

參考文獻(xiàn)

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