張平安（廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司）

孔內(nèi)攝像技術(shù)在灌注樁成樁質(zhì)量檢測中的應(yīng)用研究

張平安
（廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司）

本文結(jié)合工程實例，對孔內(nèi)攝像技術(shù)在灌注樁成樁質(zhì)量檢測中的應(yīng)用展開討論分析，并通過與低應(yīng)變法、聲波透射法及鉆芯法等不同樁身完整性檢測方法的對比分析，驗證了該技術(shù)具有直觀、精確、可定量分析等優(yōu)點(diǎn)。

孔內(nèi)攝像技術(shù)；灌注樁；成樁質(zhì)量檢測

1　引言

灌注樁因其機(jī)械化作業(yè)，施工簡單，施工速度快，工藝成熟，安全可靠性較高，對周邊建筑物無較大影響，適用于各種地質(zhì)條件［1］，在現(xiàn)代工程的基礎(chǔ)施工中得到廣泛應(yīng)用，但由于該樁型施工工序多、質(zhì)量控制難度大、隱蔽性強(qiáng)，成樁過程中容易產(chǎn)生縮徑、塌孔、斷樁、沉渣等質(zhì)量缺陷，若這些缺陷在成樁后未被及時發(fā)現(xiàn)，將對樁身質(zhì)量產(chǎn)生極大的危害，給工程質(zhì)量安全留下嚴(yán)重隱患。本文結(jié)合工程實例針對孔內(nèi)攝像技術(shù)在灌注樁成樁質(zhì)量檢測中的應(yīng)用展開討論分析。

2　孔內(nèi)攝像檢測技術(shù)基本原理

基樁孔內(nèi)攝像技術(shù)方法是沿空心樁或鉆有豎向孔的灌注樁的孔道，采用孔內(nèi)攝像技術(shù)對孔壁進(jìn)行拍攝及觀察，識別樁身缺陷及其位置、形式、程度的檢測方法［2］。該技術(shù)利用高精度、高清晰度和高分辨率的孔內(nèi)攝像探頭對整根樁或樁身的局部進(jìn)行拍攝，攝取孔壁結(jié)構(gòu)圖像；攝像頭通過帶有刻度標(biāo)識的防水電纜與監(jiān)視器相連，孔壁圖像清晰顯示、儲存到地面上的監(jiān)視器中，可及時進(jìn)行圖像資料的分析、處理和儲存。

通過現(xiàn)場觀察及后期分析軟件的處理，可識別樁身的缺陷位置、形式及大小，據(jù)此分析樁身的完整性并能準(zhǔn)確定位缺陷位置。

3　基樁檢測實例分析

3.1 低應(yīng)變法、鉆芯法及孔內(nèi)攝像法綜合應(yīng)用實例

廣東省惠州市某工程項目，建筑總層數(shù)為23層，基礎(chǔ)形式采用旋挖灌注樁，工程總樁數(shù)78根，樁徑1000～1200mm，樁身混凝土強(qiáng)度設(shè)計等級為C35，單樁承載力特征值為3760～5400kN，設(shè)計樁端持力層為中風(fēng)化流紋巖。

本工程實例根據(jù)廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)檢測規(guī)范》DBJ 15-60-2008［3］先采用低應(yīng)變法檢測對樁身完整性進(jìn)行普查，對問題樁通過鉆芯法和孔內(nèi)攝像法進(jìn)行驗證。

在低應(yīng)變法檢測過程發(fā)現(xiàn)：46號樁，樁底軟弱，按規(guī)范可判定其樁身完整性為Ⅲ類，檢測信號見圖1。

圖1　46號樁低應(yīng)變法檢測信號

為驗證低應(yīng)變法檢測結(jié)果，并探明該樁樁身下部的缺陷類型及程度，應(yīng)委托單位要求對46號樁采用鉆芯法檢測，共鉆2孔，鉆芯法芯樣照片如圖2～3。

圖2　46號樁之一孔鉆芯法芯樣照片

圖3　46號樁之二孔鉆芯法芯樣照片

鉆芯法結(jié)果顯示，46號樁底持力層為強(qiáng)風(fēng)化巖，持力層巖性不滿足設(shè)計要求，但樁底是否有沉渣僅憑芯樣照片無法判斷。

為進(jìn)一步查明樁底膠結(jié)情況，故利用2個鉆芯孔對該樁進(jìn)行了孔內(nèi)攝像法檢測，兩孔的孔內(nèi)攝像圖片如圖4及圖5（僅截取樁底部位的圖像）。

圖4　46號樁之一孔樁底部位孔內(nèi)攝像照片

圖5　46號樁之二孔樁底部位孔內(nèi)攝像照片

依據(jù)孔內(nèi)攝像檢測照片可清晰辨識出兩孔樁底均存在軟弱情況，其中之二孔樁底在鉆芯過程中被高壓水沖洗后形成空洞，明確了低應(yīng)變法樁底信號出現(xiàn)正向反射波的原因，也為鉆芯法檢測結(jié)果的評判提供了直觀、準(zhǔn)確的依據(jù)。

在該實例中，低應(yīng)變法有效辨識出灌注樁樁底軟弱，但無法明確是樁身質(zhì)量缺陷還是樁底持力層軟弱；鉆芯法對于風(fēng)化程度較高的持力層，如全風(fēng)化巖、強(qiáng)風(fēng)化巖及殘積土等，要準(zhǔn)確判斷樁底膠結(jié)情況難度很大，也容易引起爭議及誤判。而孔內(nèi)攝像技術(shù)可直觀、清晰的分辨出樁身的缺陷位置、形式及程度，并可定量量測缺陷的尺寸大小，一定程度上彌補(bǔ)了低應(yīng)變法及鉆芯法的技術(shù)缺陷。

3.2 聲波透射法、鉆芯法與孔內(nèi)攝像法綜合應(yīng)用實例

廣東省佛山市某工程項目，建筑總層數(shù)為23層，基礎(chǔ)形式采用鉆孔灌注樁，設(shè)計樁端持力層為中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。

該工程檢測方案確定采用聲波透射法及低應(yīng)變法對樁身完整性進(jìn)行普查，對問題樁及有疑問的樁通過鉆芯法驗證。

其中202號樁（樁徑1000mm）采用聲波透射法檢測時發(fā)現(xiàn)（檢測信號如圖6所示），樁身下部存在嚴(yán)重缺陷，部分剖面連續(xù)多個測點(diǎn)聲速、波幅明顯偏低，波形畸變嚴(yán)重：

圖6　202號樁聲波透射法實測波列圖

通過分析聲波透射法信號可知，該樁下部存在嚴(yán)重缺陷，AB及BC檢測剖面出現(xiàn)連續(xù)多個測點(diǎn)聲速、波幅明顯偏低，波形畸變嚴(yán)重的情況。

對該樁鉆芯一孔進(jìn)行驗證，芯樣照片如圖7。

圖7　202號樁鉆芯法芯樣照片

鉆芯法顯示，202號樁樁身混凝土質(zhì)量較好，樁身上、中、下部均未發(fā)現(xiàn)明顯質(zhì)量缺陷，但樁底與持力層膠結(jié)較差，樁底有20cm左右沉渣（泥質(zhì)），此結(jié)果與聲波透射法判定樁身下部存下缺陷的結(jié)果存在出入。

為獲取更直觀的驗證資料，采用孔內(nèi)攝像法對202號樁進(jìn)行檢測，檢測圖像如圖8。

通過孔內(nèi)攝像圖像，202號樁樁身未發(fā)現(xiàn)任何缺陷，但可清晰辨識樁底存在較厚沉渣，并能準(zhǔn)確量測出樁底沉渣的厚度約為25cm，與鉆芯法檢測結(jié)果基本一致。

綜上分析，202號樁聲波透射法與鉆芯法在樁身完整性的判定結(jié)果并不一致；而鉆芯法與孔內(nèi)攝像法檢測結(jié)果基本一致。

圖8　202#樁孔內(nèi)攝像照片（截選樁底部位）

3.3 鉆芯法與孔內(nèi)攝像法綜合應(yīng)用實例

本工程為廣東省珠海市某工程項目，建筑總層數(shù)為26層，基礎(chǔ)形式采用旋挖灌注樁，基樁類型為端承摩擦樁，樁徑1000～1200mm，樁身混凝土強(qiáng)度設(shè)計等級為C35，單樁承載力特征值為3600～6200kN，設(shè)計樁端持力層為中風(fēng)化花崗巖。

其中66號樁，樁徑1000mm，樁長約56.00m，采用鉆芯法對其樁身完整性進(jìn)行檢測，芯樣照片如圖9。

圖9　66號樁鉆芯法芯樣照片

從芯樣照片判斷，該樁樁身混凝土膠結(jié)情況好，無明顯表觀缺陷，按規(guī)范可初步判定其樁身完整性為I類。

因之前對該工程基樁檢測中發(fā)現(xiàn)，多根受檢樁樁身存在水平裂縫，安全起見，鉆孔取芯后對該樁也進(jìn)行孔內(nèi)攝像法檢測，檢測圖像如圖10（因篇幅關(guān)系，僅截選缺陷部位圖像）。

圖10　66號鉆孔電視孔內(nèi)攝像照片（截選水平裂縫部位）

通過孔內(nèi)攝像檢測發(fā)現(xiàn)：66號樁樁身在6.10m、12.20m、18.20m及31.80m四處出現(xiàn)水平整合型裂縫，裂縫貫通整個樁身橫截面，寬度約2～3mm，裂縫無充填，應(yīng)視為樁身嚴(yán)重質(zhì)量缺陷，按建筑地基基礎(chǔ)檢測規(guī)范》（DBJ 15-60-2008），樁身完整性應(yīng)判為III類。反觀鉆芯法的評判，若僅憑肉眼觀察，很難從眾多芯樣斷口中識別出樁身結(jié)構(gòu)裂縫，容易出現(xiàn)漏判及誤判情況，而借助孔內(nèi)攝像技術(shù)可以有效解決這一難題，彌補(bǔ)了鉆芯法的不足。

4　結(jié)論

⑴采用孔內(nèi)攝像技術(shù)對灌注樁的成樁質(zhì)量進(jìn)行檢測，可有效彌補(bǔ)低應(yīng)變法、聲波透射法及鉆芯法檢測的一些技術(shù)缺陷，給檢測人員提供了更加直觀、準(zhǔn)確、量化的檢測數(shù)據(jù)，使之對基樁的成樁質(zhì)量作出更準(zhǔn)確的判斷，降低了基樁檢測過程出現(xiàn)漏判及誤判的概率，減少工程的質(zhì)量安全隱患。

⑵在基樁檢測過程中，對成樁質(zhì)量有疑問的灌注樁，應(yīng)合理選擇低應(yīng)變、聲波透射法、鉆芯法及孔內(nèi)攝像法中的二種或多種檢測方法，結(jié)合不同檢測方法的優(yōu)勢，對成樁質(zhì)量進(jìn)行全面檢測，才能夠綜合評價，避免輕判和誤判造成更大的工程質(zhì)量問題。

［1］NGUYEN VANLOC（阮文祿）.后注漿鉆孔灌注樁的承載力研究［D］.吉林大學(xué)，2014.

［2］CECS 253-2009，基樁孔內(nèi)攝像檢測技術(shù)規(guī)程［S］.中國計劃出版社，2009.

［3］廣東省建設(shè)廳.DJB15-60-2008，建筑地基基礎(chǔ)檢測規(guī)范［S］.中國建筑工業(yè)出版社，2008.