大直徑鉆孔灌注樁的樁身質量檢測研究
大直徑鉆孔灌注樁的樁身質量檢測研究
摘 要 大直徑鉆孔灌注樁在水利、交通、電力、港口工程中應用較為廣泛，如何檢驗大直徑鉆孔灌注樁質量成為控制工程質量的關鍵，本文結合工程實例對大直徑鉆孔灌注樁的質量檢測作了深入闡述。
關鍵詞 大直徑鉆孔灌注樁；樁身質量檢測；低、高應變法；聲波法；鉆芯法
0 引言
隨著我國工程建設事業(yè)的迅速發(fā)展，水利工程、交通工程、電力工程、市政工程、港口工程等在我國方興未艾，由于工程體量大、標準高，大直徑鉆孔灌注樁已成為工程界所選的最主要的營理形式。由于鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，其成樁質量檢測工作已成為檢測工程質量的關鍵環(huán)節(jié)。
鉆孔灌注樁成樁質量與土層條件、施工水平以及砼質量相關，存在的缺陷類型主要有：縮徑、夾泥、砼析、空調等，目前對鉆孔灌注樁完整性檢測方法主要有：低應變法、高應變法、聲波造射法和鉆芯法等4種方法。
1 檢測方法
1.1 低應變法
低應變反射波法是以一維波動理論為基理，有樁身頂部進行豎向激振產(chǎn)生彈性波，彈性波沉著樁身向下傳播。當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，濾波頁和數(shù)據(jù)處理可以識別來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密，又有大量的工程實踐驗證，是國內外用來測試樁身質量的重要手段，適用于鉆孔灌注樁完整性的檢測，例：一根樁徑1 500mm、樁長48.8m的鉆孔灌注樁，利用10kg力棒敲擊采集到的測試波形，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度、工程成本考慮，不論工程情況，單一采用低應變法檢測鉆孔灌注樁的樁身質量，對低應變法期望過高是不合適的。
原因一：低應變動測依據(jù)的是阻抗的變化，不能夠準確地判斷缺陷的具體類型，也不能對樁身缺陷程度作定量判定。對于缺陷類型的判定應結合工程地質、施工情況綜合分析，或采取其它檢測手段進行輔助驗證。
原因二：由于受樁型、地質條件、激振方式、樁的尺寸效應、樁身材料等因素的影響，樁過長（或長徑比較大）以及樁身截面阻抗多變等引起的應力波多次
反射，經(jīng)常不能測到樁底反射，從而無法評價整根樁的完整性。
1.2 高應變法
高應變法是用重錘沖擊樁頂，實測樁頂部的速度和力里程曲線，通過波力理論分析，對單樁豎身抗壓承載力和樁身完整性進行判定的檢測方法，高應變法檢測樁身完整性的可靠性比低應變法要高，但在帶有普查性的完整性檢測應用有一定困難。由于其激振能量和檢測有效深度大的優(yōu)點，特別是判定樁身缺陷時，能夠查明“缺陷”對豎向抗壓承載力的影響程度，可以合理判斷樁的缺陷程度，在工程應用中作為低應變檢測的輔助手段里可取的。
1.3 聲波透射法
聲波透射法是在預埋聲測量之間發(fā)射并接受聲波，通過實測聲波在混凝土介質中傳播的聲時、頻率和波幅衰減等聲波參數(shù)的相對變化，對樁身完整性進行檢測的方法。
與其它幾種方法相比，聲波造射法有其鮮明的特點：檢測全面、細致、范圍可覆蓋全樁長的各個截面，信息量相當豐富，結果準確可靠，不受場地條件限制，已成為混凝土灌注樁完整性檢測的重要手段。
1.4 鉆芯法
鉆芯法是采用其鉆探技術和施工工藝，在樁身上沿長度方向鉆取混凝土芯樣及樁端巖土芯樣，通過對芯樣的觀看和測試，用以評價成樁質量的檢測方法。
鉆芯法是一種微破損或局部破損檢測方式，具有科學、直觀、實用的特點，工程實踐表明，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量檢測。檢測有如下內容：
1）驗證樁身完整性；
2）檢測樁身強度是否符合設計要求；
3）樁底持力層的巖土性狀和厚度是否符合設計或規(guī)范要求；
4）施工樁長是否真空。
缺點是對局部缺陷，水平裂縫檢測不一定十分準確，另外設備龐大、員工費時、價格昂貴。
2 工程實例
1）大直徑鉆孔灌注樁樁長過長，利用低應變無法測試到樁底反射。
例如：某工程采用直徑1 500mm，樁長60.2m的鉆孔灌注樁，樁身混凝土強度為C25，頻期25天，低應變用10kg的力棒敲擊。在同一根樁上進行了高應變動力測試，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，但無法測定缺陷程度。
某工程利用直徑為1 500mm，樁長60m鉆孔灌注樁，樁身混凝土強度為C25，期28天，低應變用10kg力棒敲擊，缺陷位置明顯，樁底反射不清晰，對該缺陷程度的判定直接影響到該樁的處理方案。
2天后用高應變檢測，波形中樁底反射清晰，有缺陷，對承載力影響不大。根據(jù)高應變檢測的結果，對該樁沒有進行進一步的事故處理，降低了工程成本，又控制了質量。
3）鉆孔灌注樁樁身出現(xiàn)嚴重缺陷反射，采用鉆芯驗證。
某工程采用直徑1 200mm，樁長25m的鉆孔灌注樁，樁身混凝土等級為C25。低應變檢測時發(fā)現(xiàn)一根抗波形異常，在5.4m處出現(xiàn)嚴重缺陷反射，且出現(xiàn)周期性反射，無樁底反射。
經(jīng)了解，在該根樁施工時，由于商品混凝土供應不及時，澆樁時停了5個小時，二次澆樁。為了核定樁身質量，采取取芯驗證。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）超長樁采用低應變結合聲波透射法檢測。
某工程采用直徑1 500mm，62m長的鉆孔灌注樁，樁身混凝土等級為C25，檢測方法采用低應變和聲波透射法進行結合檢測。
進行聲波透射法檢測時，各檢測剖面的參數(shù)均無異常，無聲低于低限值異常，樁為完整樁。
3 結論
在大直徑鉆孔灌注樁的樁身質量檢測中，以低應變檢測為普查主導，輔助以高應變法、聲波造射法和鉆芯法等多種手段。對于重要的工程樁，應選擇埋設聲測管作聲波造射法，或進行鉆芯法檢測是適宜的，普查中出現(xiàn)的缺陷的樁宜結合地質資料、施工記錄、監(jiān)理日記等認真分析缺陷產(chǎn)生的原因和類型，必要時采取其它檢測方法確定缺陷程度和類型。
參考文獻
[1]建筑基樁檢測技術規(guī)范 JGJ106-203.
[2]建筑樁基技術規(guī)范 JGJ94-94.
[3]樁基工程檢測手冊[M].人民交通出版社，2004，4.
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