基樁質(zhì)量檢測方法探討
2015-06-23
1 基樁質(zhì)量檢測方法的分類
樁基礎(chǔ)是建筑結(jié)構(gòu)工程重要的基礎(chǔ)形式之一，樁基工程因受巖土工程條件、基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工以及專業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)驗等因素的影響，不但過程復(fù)雜，而且具有極高的隱蔽性，它的檢測工作往往比上部結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，更容易發(fā)生質(zhì)量隱患。基樁質(zhì)量檢測包括承載力和完整性檢測兩項重要內(nèi)容，宏觀上可以分為直接法和半直接法。直接法：通過現(xiàn)場原型試驗直接獲得檢測項目結(jié)果或為施工驗收提供依據(jù)的檢測方法。主要有鉆孔取芯法、靜載荷試驗法。半直接法：是指在現(xiàn)場原型試驗的基礎(chǔ)上，基于一些理論假設(shè)和工程實踐經(jīng)驗并加以綜合分析最終獲得檢測項目結(jié)果的檢測方法。主要有低應(yīng)變反射波法、高應(yīng)變動力檢測法、聲波透射法。
2 基樁常見的質(zhì)量通病
2.1 灌注樁質(zhì)量通病
2.1.1 鉆（沖）孔灌注樁
樁底沉渣過厚導(dǎo)致承載力大幅降低；鋼筋籠錯位；樁身傾斜；樁身混凝土離析；夾泥；縮頸；斷樁等。
2.1.2 沉管灌注樁
拔管速度快導(dǎo)致管樁出現(xiàn)縮頸、夾泥或斷樁；樁距過小時，鄰樁施工不當(dāng)使初凝的樁被振斷或拉斷，或因擠壓而縮頸；由于動水壓力作用，出現(xiàn)冒水現(xiàn)象，形成斷樁；操作不當(dāng)形成吊腳樁等。
2.1.3 人工挖孔樁
施工方法不當(dāng)造成混凝土離析；護(hù)壁漏水，造成混凝土表面積水過多，使混凝土膠結(jié)不良，強(qiáng)度降低；地下水滲流嚴(yán)重，易使護(hù)壁坍塌，土體失穩(wěn)塌落；抽吸地下水，致使水位下降，下降土層對護(hù)壁產(chǎn)生負(fù)摩擦力作用，易使護(hù)壁產(chǎn)生裂縫和錯位，影響樁身質(zhì)量和側(cè)阻力的發(fā)揮。
2.2 混凝土預(yù)制樁質(zhì)量通病
樁錘選用不合理，易造成樁疲勞破壞，或擊碎樁頭，增加打樁破損率，使沉樁無法進(jìn)行；錘擊拉應(yīng)力會在樁身中上部產(chǎn)生環(huán)狀裂縫；焊接質(zhì)量差易造成焊口處開裂；樁身不垂直，易造成錘擊偏心，使錘擊能量損失大，且會造成樁身開裂、折斷。
3 各種工程樁質(zhì)量檢測方法的適用性和局限性
3.1 靜載荷試驗法
靜載荷試驗是采用接近于豎向抗壓樁的實際工作條件的試驗方法，確定單樁豎向極限承載力，對工程樁的承載力進(jìn)行檢驗和評價。靜載荷試驗法是目前公認(rèn)的檢測基樁豎向抗壓承載力最直觀、最可靠的檢驗方法，其結(jié)果可作為判斷工程樁是否合格的直接依據(jù)。但我國大部分地區(qū)采用堆載法進(jìn)行靜載荷試驗，常用堆載重物為砂包或混凝土塊，其整體穩(wěn)定性較差，存在許多安全隱患。
3.2 低應(yīng)變反射波法
低應(yīng)變反射波法檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是：通過在樁頂施加激振信號產(chǎn)生應(yīng)力波，應(yīng)力波沿樁身傳播過程中，當(dāng)遇到不連續(xù)界面（如蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞等缺陷）和樁底面時，將產(chǎn)生反射波，分析反射回來的波形特征，從而判斷樁的完整性。該法具有設(shè)備簡便、速度快、收費(fèi)低、檢測面廣、不受場地條件限制等優(yōu)點(diǎn)，已成為基樁質(zhì)量檢測中應(yīng)用最普及的方法。其局限性是由于沖擊能量較低，對大直徑長樁的中、下部缺陷不敏感；不能定量評判缺陷程度或樁底沉渣情況；受土體側(cè)阻力影響大，檢測有效深度受到限制；樁身有漸變?nèi)毕輹r反射波不明顯，易導(dǎo)致漏判；樁身水平裂縫和接縫雖能反映出來，但其程度很難掌握；測試信號采集質(zhì)量難以保證，樁頭處理較差、沖擊錘選擇不當(dāng)、傳感器粘貼不好、大直徑樁的樁頭尺寸效應(yīng)等都會造成實測信號受到干擾而失真，從而導(dǎo)致誤判。
3.3 高應(yīng)變動力試樁法
高應(yīng)變動力試樁法是采用重錘沖擊樁頂，使樁土之間產(chǎn)生足夠的相對位移，充分激發(fā)樁周土摩阻力和樁端支承力，從而測得樁的豎向承載力和樁身完整性。高應(yīng)變法檢測樁身完整性的可靠性比低應(yīng)變法高，但其對基樁承載力檢測分析結(jié)果的準(zhǔn)確性還不能與靜載試驗相媲美，對設(shè)計等級高的樁基工程，它只能作為靜載試驗的補(bǔ)充，以彌補(bǔ)靜載試驗抽檢數(shù)量少、代表性差的不足。但其可以對錘擊預(yù)制樁的打樁過程進(jìn)行動力監(jiān)測，為預(yù)制樁的信息化施工提供了一個理想的監(jiān)控手段，目前在超長樁沉樁施工中應(yīng)用較為普遍，這一點(diǎn)是靜載試驗無法做到的。
3.4 聲波透射法
聲波透射法是根據(jù)聲波在有缺陷的混凝土中傳播時，通過聲波的聲學(xué)參數(shù)和波形的變化來推斷樁身混凝土質(zhì)量和強(qiáng)度的無損檢測方法。它是檢測混凝土灌注樁連續(xù)性、完整性、均勻性以及混凝土強(qiáng)度等級的有效方法，能直觀而準(zhǔn)確地檢測出樁內(nèi)混凝土因灌注質(zhì)量問題所造成的夾層或斷樁、孔洞、蜂窩、離析等內(nèi)部缺陷，是灌注樁重要檢測方法之一。聲波透射法具有檢測全面、細(xì)致等特點(diǎn)，可覆蓋整個樁長的各個橫截面，信息量豐富，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，現(xiàn)場操作簡便、迅速，不受樁長、長徑比及場地的限制。它的局限性在于必須預(yù)埋聲測管，檢測缺乏隨機(jī)性；對聲測管埋設(shè)質(zhì)量要求較高，且埋設(shè)后不能回收重復(fù)使用，使得聲波透射法成本高，不能大面積進(jìn)行檢測。
3.5 鉆孔抽芯驗樁法
鉆孔抽芯驗樁是檢測鉆（沖）孔、人工挖孔等混凝土灌注樁質(zhì)量的一種有效手段，受場地條件的限制少，特別適用于大直徑灌注樁的質(zhì)量檢驗。該法主要用于檢驗樁身混凝土質(zhì)量、樁底沉渣、樁端持力層、樁長等，具有直觀、定量等優(yōu)點(diǎn)。但其只能對樁身局部進(jìn)行檢測，對樁身質(zhì)量則不能給予總體評價；當(dāng)樁身縮頸時不易發(fā)現(xiàn)問題；對較長的鉆（沖）孔灌注樁或樁身出現(xiàn)傾斜時，不能保證鉆到樁底。采用該法費(fèi)用較高且速度較慢，檢測面不廣。
4 基樁質(zhì)量檢測方案的選用
不同的樁型由于地質(zhì)條件、施工工藝和現(xiàn)場實際情況等不同，有著各自不同的質(zhì)量問題，常用的檢測方法也有自身的適用性，要做到有效、合理、經(jīng)濟(jì)地檢測和控制基樁質(zhì)量，就必須選擇合適的檢測方案。
4.1 沉管灌注樁
該樁型的質(zhì)量問題主要出現(xiàn)在樁身中、上部軟硬土層的交界處，采用低應(yīng)變反射波法檢測樁身完整性十分有效；同時使用靜載荷法檢測單樁承載力也非?？煽?；而高應(yīng)變動力檢測法更能同時檢測其完整性和承載力情況。在已進(jìn)行過靜載荷試驗的地區(qū)，使用低應(yīng)變反射波法與高應(yīng)變動力檢測法相互驗證與補(bǔ)充更為適宜。
4.2 鉆（沖）孔灌注樁
該樁型可采用靜載荷法+抽芯檢測法進(jìn)行檢測。對于中、小直徑樁可采用低應(yīng)變動力檢測法＋靜載荷法（或高應(yīng)變動力檢測法）。對于大直徑鉆孔樁可采用低應(yīng)變反射波法＋抽芯檢測法＋聲波透射法，或者采用低應(yīng)變反射波法+高應(yīng)變動力檢測法。對超長樁的樁底持力層情況，抽芯檢測一般較難抽至樁底，可用高應(yīng)變動力檢測法作出定性的檢測。
4.3 人工挖孔灌注樁
該樁型設(shè)計樁徑一般都較大，通常是端承樁，其承載力設(shè)計值大，通常是通過檢測樁身完整性、樁底持力層是否達(dá)到設(shè)計值來間接檢測的?？刹捎玫蛻?yīng)變反射波法和聲波透射法對樁的完整性進(jìn)行普查，并根據(jù)實際情況對有疑問的樁采用高應(yīng)變動力檢測法或抽芯法復(fù)核樁身完整性和持力層情況。
4.4 混凝土預(yù)制樁
由于預(yù)制樁通常樁身質(zhì)量較穩(wěn)定，主要檢測接樁處有無損傷及樁長、承載力等情況。高應(yīng)變動力檢測法能夠克服樁周土阻力產(chǎn)生縱向位移，應(yīng)力波能穿透橫向微小裂縫，可以檢測出樁的實際情況。同時采用靜載荷法進(jìn)行承載力檢測也是一種準(zhǔn)確可靠的方法。
不同的檢測方法各有其適用性和局限性。我們在實際應(yīng)用中應(yīng)堅持科學(xué)、客觀和慎重的態(tài)度并結(jié)合現(xiàn)場實際情況進(jìn)行合理選擇，制定行之有效的、科學(xué)的檢測方案，嚴(yán)格把好工程質(zhì)量關(guān)，確保人民生命財產(chǎn)安全。
