李章秋 黃擋楓

中交第三航務(wù)工程局有限公司廈門(mén)分公司

聲波透射法檢測(cè)基樁完整性在砂層地質(zhì)中應(yīng)用與施工建議

李章秋 黃擋楓

中交第三航務(wù)工程局有限公司廈門(mén)分公司

工程樁基礎(chǔ)質(zhì)量與工程質(zhì)量直接相關(guān)，要保證樁基礎(chǔ)的質(zhì)量，施工控制就尤為重要，本文通過(guò)在砂層地質(zhì)中，采用聲波透射法檢測(cè)樁基發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，分析原因，為樁基施工質(zhì)量控制提供建議。

樁基礎(chǔ)；質(zhì)量檢測(cè)；重要性；檢測(cè)技術(shù)；聲波透射法

1.前言

工程的基礎(chǔ)主要就是樁基，一般情況下都隱藏在構(gòu)筑物的底部主要用于對(duì)構(gòu)筑物整體的支撐，所以其質(zhì)量的好壞直接影響到工程的整體質(zhì)量。

2.工程中樁基檢測(cè)的重要性

隨著高層建筑、鐵路及公路橋梁、海港建設(shè)等工程的發(fā)展，樁基礎(chǔ)得到了廣泛的應(yīng)用。基樁可以把上部荷載傳遞到較深和較好的土層，但它是隱蔽工程，施工難度大，質(zhì)量問(wèn)題較多，尤其是灌注樁，由于地質(zhì)條件、地下水、施工工藝、施工管理水平和人員素質(zhì)的差異等因素，更容易發(fā)生一些質(zhì)量問(wèn)題。因此，基樁檢測(cè)工作是整個(gè)樁基工程中不可缺少的環(huán)節(jié)。

3.樁基工程質(zhì)量檢測(cè)聲波透射法檢測(cè)技術(shù)分析

聲波透射法是利用聲波的透射原理對(duì)樁身混凝土介質(zhì)狀況進(jìn)行檢測(cè)。在樁身預(yù)埋一定數(shù)量的聲測(cè)管，通過(guò)水的耦合，聲波從一根聲測(cè)管中發(fā)射，在另一根聲測(cè)管中接收，可以測(cè)出被測(cè)混凝土介質(zhì)的聲學(xué)參數(shù)。當(dāng)樁身混凝土質(zhì)量存在缺陷時(shí)，聲學(xué)參數(shù)聲時(shí)、波幅及主頻會(huì)發(fā)生變化。聲波透射法就是利用這些聲波特征參數(shù)來(lái)判別樁身的完整性。

4.工程樁基檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

某大橋232號(hào)墩，5號(hào)樁設(shè)計(jì)樁徑1.0米，齡期32天，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)48.0米；233號(hào)墩，1號(hào)樁設(shè)計(jì)樁徑1.0米，齡期33天，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)49.0米，兩個(gè)墩基樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，設(shè)計(jì)聲測(cè)管數(shù)量都為3根，地質(zhì)情況一樣如下：從地表向下依次為0～5.2米(粉砂125kPa)；5.2～13.3米(粉質(zhì)粘土130kPa)；13.3～25.2米(細(xì)砂160kPa)；25.2～32.6 米(細(xì) 砂250kPa)；32.6～57.6米(中 砂300kPa)；57.6～71.0米(中 砂350kPa)。通過(guò)聲波透射法檢測(cè)，所有曲線數(shù)據(jù)有附圖附表如下：

232-5樁缺陷處的代表性的異常測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)曲線如圖1：

233-1樁缺陷處的代表性的異常測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)曲線如圖2：

232-5樁曲線圖如圖3：

233-1樁曲線圖如圖4：

232-5樁38.25～48.0米數(shù)據(jù)如圖5：

233-1樁38.25～49.0米數(shù)據(jù)如圖6：

分析波形，其中232-5號(hào)樁1-2面和2-3面在距樁頭44.5～48.0米范圍內(nèi)存在缺陷，聲時(shí)加大、波速降低、波幅正常和波形不畸變；該缺陷段的波速在2km/s，比該樁正常波速低了約一半，通過(guò)對(duì)該樁進(jìn)行2孔的鉆芯驗(yàn)證，未發(fā)現(xiàn)混凝土問(wèn)題，推斷該樁44.5～48.0米樁中心及附近混凝土質(zhì)量沒(méi)有問(wèn)題，另外根據(jù)缺陷位置處在中砂300kPa的地層和缺陷剖面參數(shù)特征，推出產(chǎn)生缺陷的原因是2號(hào)聲測(cè)管附近(斜測(cè)發(fā)現(xiàn))出現(xiàn)砂漿包裹體，進(jìn)而產(chǎn)生聲時(shí)加大、波速降低、波幅正常和波形不畸變。施工產(chǎn)生這種原因就是成孔孔徑大或垂直度不夠，某根聲測(cè)管(鋼筋籠)偏向一側(cè)，灌注混凝土后，個(gè)別聲測(cè)管不在混凝土或不完全在混凝土里，尤其在砂層地質(zhì)中，更易形成砂漿包裹體。

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

圖6

233-1號(hào)樁1-2面、2-3面和1-3面在距樁頭45.5～49.0米范圍內(nèi)，聲時(shí)加大、波速降低、波幅正常和波形不畸變；該缺陷段的波速在1.5km/s，比該樁正常波速低了約2.5km/s，通過(guò)對(duì)該樁進(jìn)行1孔的鉆芯驗(yàn)證，未發(fā)現(xiàn)混凝土問(wèn)題，強(qiáng)度試驗(yàn)也滿足要求，排除灌注低強(qiáng)度等級(jí)混凝土產(chǎn)生波速低的原因，經(jīng)過(guò)對(duì)45.5～49.0米的缺陷進(jìn)行斜測(cè)，發(fā)現(xiàn)缺陷至少存在與3根聲測(cè)管附近，后向施工單位了解，施工單位采用回旋鉆成孔，超鉆深度沒(méi)有清渣。由于地處中砂地層，沒(méi)有清渣，灌注混凝土之前，樁底中砂渣樣過(guò)厚，灌注的混凝土的沖擊力使樁底中砂渣樣延著鋼筋籠內(nèi)外側(cè)向上翻騰，由于渣樣過(guò)多，不能達(dá)到樁頂，滯留在樁底鋼筋籠內(nèi)外側(cè)，使得整個(gè)樁的樁底混凝土成倒錐形，聲測(cè)管裸漏在砂或砂漿中，通過(guò)聲測(cè)管進(jìn)行聲波透射法檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)缺陷。

通過(guò)這兩個(gè)實(shí)例，在砂層地層中施工樁基，一定要避免孔徑過(guò)大，控制樁基成孔的垂直度，避免聲測(cè)管的裸漏，更應(yīng)重視并做好清渣工作，不要認(rèn)為摩擦樁不需要清渣或超鉆長(zhǎng)度代替清渣，甚至有的人認(rèn)為嵌巖樁、摩擦樁設(shè)計(jì)允許有幾公分、幾十公分的沉渣，殊不知這是灌注之前的允許厚度，灌注之后的應(yīng)該是工后零沉渣。總之要重視清渣工作，尤其對(duì)于大直徑樁來(lái)說(shuō)，樁底清渣更應(yīng)該全面，不要偏那一側(cè)。

5.結(jié)束語(yǔ)

樁基工程的安全與單樁本身的質(zhì)量直接相關(guān)，而施工因素(成樁工藝、施工過(guò)程的質(zhì)量控制、施工質(zhì)量的均勻性、施工方法的可靠性等)不僅對(duì)單樁質(zhì)量而且對(duì)整個(gè)樁基的正常使用均有影響，因此更應(yīng)該優(yōu)化工藝，吸取教訓(xùn)，采納建議，精益求精！

[1]畢政文.樁基測(cè)量存在的問(wèn)題及對(duì)策[D].吉林大學(xué)，2015.

[2]陳凡 徐天平等.基樁質(zhì)量檢測(cè)技術(shù).中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.