趙利波
摘要:當前公路橋梁樁基檢測主要的兩類方法是鉆芯法和動測法。現(xiàn)在絕大多數(shù)橋梁樁基的檢測均用動測法,動測法分為二種:一種是低應變法,另一種是聲波透射法。前者是在樁內(nèi)時域和幅頻信號元明顯缺欠反映的樁稱之為合格;后者則是聲學參數(shù)無異常和無聲速低于低限值異常,沒有出現(xiàn)一個剖面的兩個測點聲學參數(shù)異?;驔]有兩個或兩個以上剖面在同一深度聲學參數(shù)異常及聲速低于低限值異常的樁稱之為合格。本文對橋梁樁基檢測及質(zhì)量評定進行了相關探討。
關鍵詞:橋梁;樁基;質(zhì)量評定
前 ?言
隨著公路的大量修建,做為橋梁基礎的樁基礎亦大量使用。其樁基礎的檢測及質(zhì)量不可避免的被人們越來越關注。從目前國內(nèi)情況來看,對鋼筋混凝上樁都能做到100%的檢測,其它半剛性樁檢測達到10%左右。而樁基的檢測對于控制樁基的質(zhì)量和保證公路建設中橋梁的使用功能及交通安全起到了極其重要的作用。然而,目前的檢測方法和質(zhì)量評價中存在著一些明顯的問題,如檢測人員水平參差不齊,對質(zhì)量評價的標準理解上的差異導致對樁基質(zhì)量判別的明顯偏差,以及一些非技術因素導致的錯判和漏判等都會對工程質(zhì)量造成嚴重隱患。
一、樁基檢測方法分類
樁基檢測方法主要分為靜荷載實驗法,動力測樁法,聲波透射法,還有鉆孔取芯法,動力觸探以及埋設傳感器等輔助方法。靜載荷實驗法主要采用錨樁法,堆載平臺法,地錨法,錨樁和堆載聯(lián)合法以及孔底預埋法等。動測技術分為低應變動測法和高應變動測法。低應變動測法常用應力波反射法(錘擊波動法);高應變動測法常用CASE法或CAPWAP法。
各類樁、墩及樁墻結(jié)構完整性檢測,一般采用低應變或高應變動力試樁法檢測。大直徑樁宜采用聲波投射法或鉆芯法檢測。由散體材料樁或低粘結(jié)強度樁和土組成的符合地基,采用靜載荷試驗也可采用靜力觸探分別對樁和土進行檢測,確定復合地基承載力。有高粘結(jié)強度樁和土組成的復合地基,采用靜載荷試驗檢測豎向承載力單樁承載力的檢測同其它剛性樁,復合地基中,樁、土荷載分擔比的檢測一般采用剛弦或壓力盒通過靜載荷試驗進行測定,也可采用特制的應力傳感器測試。當樁長大于30m,用其他檢測手段難以準確判定樁完整性時,可采用抽芯的方法,抽芯還可以教準確地判斷樁體混凝土的強度。也可采用聲波投射法進行檢測。
二、橋梁樁基現(xiàn)行質(zhì)量分類
國內(nèi)各省, 地區(qū)在建設高等級公路時, 對橋梁樁基都100%的比例進行低應變檢測( 重點橋梁用超聲波透射法) , 質(zhì)量分類標準由于規(guī)范上無明確規(guī)定, 存在較大差異。從大量資料來看, 一般來講其質(zhì)量分4 個類型。
1.空心樁
動測波形規(guī)則衰減, 樁身完好, 達到設計樁長,波速正常, 混凝土強度達到設計要求, 一般情況下, 單純擴徑也列入此類。
2.基本完整樁
動測波形有小畸變形, 樁底反射清晰, 樁身有小缺陷, 如輕度徑縮, 局部輕度離析等, 一般對單樁承載力和橫向剪切力影響不大, 樁身混凝土波速正常、可達到混凝土設計要求。
3.缺陷樁
動測波形出現(xiàn)較明顯的不規(guī)則反射, 對應樁身缺欠如裂紋、徑縮、夾泥等; 樁身混凝土達不到設計要求, 對單樁承載能力有一定影響, 該類樁一般要求設計單位復核單樁承載力后提出是否可用的意見。
4.嚴重缺欠樁
動測波形嚴重畸變, 嚴重離析, 夾泥, 嚴重徑縮, 斷樁等。該類樁一般不能使用, 需要進行工程處理。以上4 種分類應當說是比較完全和全面的, 但我們在實踐中發(fā)現(xiàn), 有些問題是比較難掌握的。比如對于樁長的檢測,由于混凝土樁基本身因徑縮, 離析等缺陷往往測出樁長大于設計樁長; 也有可能由混凝土灌注樁初灌混凝土沒有封好樁底造成短樁。但這種情況通過取芯驗證是不準確的。另外,對于2 及3 類樁的區(qū)別, 不同檢測, 監(jiān)理單位及不同檢測人員有不同的理解。首先由于導致動測波形出現(xiàn)較明顯不規(guī)則的因素較多, 其次缺陷的嚴重程度的判定更是因化而異無量化指標依據(jù); 再者, 樁基缺陷的出現(xiàn)深度對樁基質(zhì)量判別有較大影響。
三、對基樁質(zhì)量控制和分類的分析
1.質(zhì)量的控制
對于橋梁樁基來講, 由于處在重要的工程部位, 有時是一樁一柱的基礎, 這就要求它必須是100%合格。樁基質(zhì)量控制主要在其形成過程中, 在成孔和灌注兩方面控制好, 無疑不會出現(xiàn)不合格樁?,F(xiàn)場監(jiān)理工程師的監(jiān)督也是質(zhì)量保證的一個重要條件。
2.質(zhì)量分類
對樁的動測檢驗, 目前尚未有一個規(guī)范質(zhì)量評價標準, 不同檢測單位甚至不同檢測人員之間都有不同的看法。這種狀態(tài)對于綜合評價工程質(zhì)量及施工單位之間的對比都有影響, 為此, 本文根據(jù)近年來在高等公路實際的工作經(jīng)驗, 結(jié)合國內(nèi)的一些相關文獻資料, 較粗淺的提出一個在高等級公路建設項目中, 據(jù)有一定量化指標, 也較易操作的樁基分類方法, 與同仁們商榷。
四、動測與鉆芯兩種檢測方法的比較
樁基動測法中低應變反射波檢測方法是建立在一系列假設前提條件下的,它首先假設樁是一個等截面、均質(zhì)(各項同性)的一維直竿且橫截面的直徑遠小于竿的長度,竿側(cè)及竿端物質(zhì)的密度明顯小于竿的密度。只有這樣才可應用彈性直竿中波傳播的理論和波動方程解釋工程樁的完全性問題。因此不僅檢測人員,建設單位主管及相關監(jiān)理人員也應當清楚作為低應變主要檢測方法的反射波的應用是有前提的,其檢測結(jié)果對正常樁是有效的。特殊情況下,現(xiàn)場監(jiān)理在灌注過程中發(fā)現(xiàn)的問題比任何檢測方法都及時和準確。鉆芯檢測法因其優(yōu)點突出即直觀,而引起人們的廣泛重視。但該方法成本高昂,鉆芯需較長時間,使得人們無法在大范圍內(nèi)廣泛應用。另外鉆芯法的代表性也受到質(zhì)疑,特別在確定縮徑等缺陷時更是無能為力,一般地說鉆芯法在確定樁身質(zhì)量有較強的說服力,對確定斷樁、夾泥、離析也有一定的優(yōu)勢。芯樣取率要達到100% 。它要求技術人員有豐富的實踐經(jīng)驗,對鉆進過程所遇到的各種情況要有完整,準確的記錄。有時斷樁部位在鉆芯過程中只反應為幾或十幾厘米的突然掉鉆,如不能準確記錄下來,從提取的芯樣上很難判斷出嚴重的缺陷。
因此,鉆芯檢測法主要是對動檢測法的一個補充,重點是對混凝土質(zhì)量有懷疑的合格樁及動測評為不合格缺陷樁進行驗證。深度不大的徑縮缺陷采用開挖方法予以驗證。
五、結(jié)束語
實踐證明, 只要嚴格按有關操作規(guī)程施工, 就現(xiàn)有的技術設備條件而論, 正常情況下應有95% 的橋梁基樁為1 類樁。確有問題但又不必進行工程處理的2 類樁的數(shù)量也不應大于5%, 地表附近的徑縮缺陷樁處理后可按合格樁提交報告。對于常年地下水位以下( 一般為8~ 10m 左右) 的缺陷盡管較為嚴重, 但只要有樁底反射, 一般可不判為不合格樁。
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