周學(xué)冬

摘要：建筑工程地基基礎(chǔ)檢測(cè)是保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中基樁的完整性檢測(cè)及評(píng)定工作是完善地基基礎(chǔ)檢測(cè)的重要內(nèi)容。基于此，針對(duì)基樁的完整性檢測(cè)，主要的作業(yè)任務(wù)包含有基樁在建筑工程地基基礎(chǔ)檢測(cè)中是否滿足需求，樁身缺陷及缺陷發(fā)生的位置及程度；是否對(duì)周邊建筑物產(chǎn)生不利影響；對(duì)不同類別的基樁樁身結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行加固處理。本文以文獻(xiàn)參考法，對(duì)比了幾種基樁完整性評(píng)定及檢測(cè)的方法，并對(duì)其優(yōu)劣勢(shì)進(jìn)行分析，闡述了如何選擇基樁檢測(cè)方法。

關(guān)鍵詞：建筑工程；地基基礎(chǔ)檢測(cè)；基樁完整性；評(píng)定；驗(yàn)證

當(dāng)前，高層建筑越來(lái)越多，建筑質(zhì)量也備受關(guān)注。地基基礎(chǔ)工程的質(zhì)量直接影響建筑整體質(zhì)量，關(guān)系到人民財(cái)產(chǎn)和生命安全。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展，高層建筑層數(shù)越來(lái)越多，且結(jié)構(gòu)也變得復(fù)雜，使得地下建筑結(jié)構(gòu)不斷的擴(kuò)容，因此在地基基礎(chǔ)施工中，樁基礎(chǔ)成為建筑物的首選?；鶚妒┕ぷ鳛榈叵码[蔽工程，因此其施工質(zhì)量問(wèn)題尤為突出，需要對(duì)基樁完整性進(jìn)行評(píng)定與驗(yàn)證，這樣才能夠確保樁基礎(chǔ)工程建設(shè)的質(zhì)量化。為了排除地下基礎(chǔ)工程的施工隱患，提升地下工程施工安全性，開(kāi)展樁基檢測(cè)成為提升樁基質(zhì)量的重要手段。

1基樁完整性檢測(cè)的基本原理

1.1聲波透射法

在樁基礎(chǔ)混凝土質(zhì)量的檢測(cè)中，超聲波透射法是主要的檢測(cè)手段，其檢測(cè)的原理為：在混凝土中，聲波進(jìn)行傳播，并形成彈性波，具備一定的傳播規(guī)律。根據(jù)聲波傳播的速度范圍確定混凝土的質(zhì)量。例如，對(duì)于正常質(zhì)量的混凝土來(lái)說(shuō)，其傳播速度在一定的范圍內(nèi)，且當(dāng)遇到混凝圖結(jié)構(gòu)時(shí)，如果與裂縫、夾泥等障礙物的阻擋，這時(shí)聲波會(huì)繞過(guò)障礙物，傳遞出的聲音速度范圍有所變化，波幅也發(fā)生相對(duì)變化，進(jìn)而能夠判斷缺陷的位置；如圖1所示，在樁基成樁之前，要首先埋置對(duì)應(yīng)的聲測(cè)管道，構(gòu)建成為超聲波等檢測(cè)儀器的通道，然后往聲測(cè)管內(nèi)部注滿水，選擇兩根管，其中一根將發(fā)射超聲波的發(fā)射探頭放入其中，另一根放入聲波的接收探頭，這樣能夠加強(qiáng)聲波之間的轉(zhuǎn)換，并能夠保證探頭能夠同步提升，并使用相關(guān)的儀器進(jìn)行加成呢，依據(jù)聲波振幅、頻率的變化等，判定出樁基混凝土的質(zhì)量及發(fā)生缺陷的位置。

1.2低應(yīng)變反射波法

低應(yīng)變反射法是借助產(chǎn)生的應(yīng)力波，在樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中以傳播為依據(jù)，形成的一種理論分析的方法。其主要將待檢測(cè)的樁基礎(chǔ)當(dāng)成一維的均質(zhì)桿件，這樣能夠使得桿件結(jié)構(gòu)變得連續(xù)性。然后，根據(jù)一維連續(xù)彈性桿件的波動(dòng)學(xué)理論，使用樁頂進(jìn)行錘擊，進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的壓縮波結(jié)構(gòu)，并能夠通過(guò)波動(dòng)原理，來(lái)抵抗發(fā)生的放射波。其工作的原理圖，如圖2所示，通過(guò)在樁頂進(jìn)行手錘擊打，這樣將產(chǎn)生的激振信號(hào)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力波進(jìn)行傳播，在樁的底面結(jié)構(gòu)中，如果遇到了蜂窩、斷裂和孔洞等不連續(xù)的界面結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)針對(duì)所測(cè)得的反射波的振幅、波形等主要的特征，完善和驗(yàn)證樁基的穩(wěn)定性。針對(duì)低應(yīng)變反射波法對(duì)于基樁周?chē)Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，應(yīng)以地層進(jìn)行分界，確定好圍巖結(jié)構(gòu)由軟變硬，再由硬變軟的整個(gè)地層變化，使得產(chǎn)生的波阻抗將發(fā)生變化，進(jìn)而影響反射波的形成。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)充分的結(jié)合項(xiàng)目勘察報(bào)告，結(jié)合施工技術(shù)材料，對(duì)整個(gè)的樁基礎(chǔ)進(jìn)行綜合考慮，定性的確保低應(yīng)變反射波法的應(yīng)用程度。

1.3高應(yīng)變法

樁頂部位用重錘人工沖擊，這樣能夠保證樁-土之間產(chǎn)生相對(duì)位移，并能夠借助產(chǎn)生的樁基礎(chǔ)周邊的應(yīng)力，從而產(chǎn)生樁頂結(jié)構(gòu)兩側(cè)的力和加速度，并依據(jù)傳感器，將應(yīng)力波信號(hào)進(jìn)行有效的傳遞，并借助應(yīng)力波理論曲線擬合，可明顯的得出樁身結(jié)構(gòu)中的完整系數(shù)，并呈現(xiàn)出樁基側(cè)部和樁基尖土阻力的分布，從而得出樁身完整性的評(píng)定和驗(yàn)證內(nèi)容。

高應(yīng)變法常見(jiàn)的數(shù)據(jù)分析方法有：波動(dòng)方程法、Case法及波形擬合法。通過(guò)大量的測(cè)試實(shí)踐表明，波形擬合法是一種較為成熟的承載力確定方法，準(zhǔn)確性和可信度均較高。針對(duì)波形擬合法來(lái)說(shuō)，其主要的思路是結(jié)合樁基礎(chǔ)，將樁劃分為若干個(gè)單元，并對(duì)樁基礎(chǔ)和土參數(shù)進(jìn)行假設(shè)，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的力和速度波，形成下行波，然后對(duì)于已知的邊界條件，對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，明確力和速度波形結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對(duì)兩者的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析，使得兩者波形在形狀和穩(wěn)定性上都能夠基本吻合，從而得出單樁承載力和裝側(cè)阻力的合理分析，最后通過(guò)計(jì)算，畫(huà)出荷載和沉降的曲線。

1.4鉆芯法

鉆芯法是鉆探工藝技術(shù)中常用的方法，其主要在樁身結(jié)構(gòu)上，沿樁身的方向上，選擇混凝土芯樣，并結(jié)合端樁的結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)所采取的芯樣進(jìn)行測(cè)試和觀察，用來(lái)評(píng)價(jià)和驗(yàn)證樁基質(zhì)量的穩(wěn)定性，根據(jù)取出的芯樣，可直接直觀的判斷基樁的長(zhǎng)度、樁基礎(chǔ)混凝土的穩(wěn)定性、樁底沉渣的厚度等。鉆孔取芯的環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單，且驗(yàn)證結(jié)果更加直觀，能夠在充分的了解灌注樁結(jié)構(gòu)完整及穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，明確樁底沉喳的厚度，并結(jié)合樁端結(jié)構(gòu)的持力層，確定大面積樁身混凝土質(zhì)量，從而對(duì)判斷混凝土的離析、疏松和夾泥等現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)局部缺陷及水平裂縫的可控性判斷。

2各方法相互驗(yàn)證實(shí)例分析

2.1低應(yīng)變法與鉆芯法驗(yàn)證實(shí)例

實(shí)例1：某工程的樁基礎(chǔ)賽用的是1000mm的沖孔灌注樁，在樁身混凝土等級(jí)的選擇中，使用的混凝土等級(jí)為C35，微風(fēng)化巖是此樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要持力層。其中，97#樁樁長(zhǎng)為6.96m，利用低應(yīng)變法測(cè)得的樁基礎(chǔ)檢測(cè)速度為3850m/s。

由圖4的低應(yīng)變實(shí)測(cè)曲線圖可看出，距離為6.3m時(shí)，出現(xiàn)了相應(yīng)的同向反射波，并且能夠針對(duì)持力層發(fā)生一定的變化，對(duì)于樁底結(jié)構(gòu)中的44cm的沉渣結(jié)構(gòu)，應(yīng)結(jié)合樁底高壓灌漿進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，確保在補(bǔ)強(qiáng)的過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)低應(yīng)變結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性檢測(cè)，并能夠針對(duì)入射波，明確補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)所能夠滿足的實(shí)際效果。

2.2高應(yīng)變法與鉆芯法驗(yàn)證實(shí)例

實(shí)例2：某工程樁基礎(chǔ)采用800mm的沖孔灌注樁，在設(shè)計(jì)的混凝土結(jié)構(gòu)中，主要以等級(jí)C30強(qiáng)度的混凝土為主，并結(jié)合樁端的持力層結(jié)構(gòu)，對(duì)整個(gè)的高應(yīng)變法進(jìn)行分析，選擇的A8#樁樁長(zhǎng)為18.15m，且單樁的承載力形成的主要特征值為2400kN，且在波形的曲線結(jié)構(gòu)中，其入射波與反射波之間的差異性明顯，且檢測(cè)所獲得的承載力穩(wěn)定值要明顯的低于承載力值，導(dǎo)致鉆芯法使用的過(guò)程中，會(huì)由于相應(yīng)灌漿結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的過(guò)程中，對(duì)高應(yīng)變檢測(cè)法的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析，明確樁底結(jié)構(gòu)的反射效應(yīng)，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行一定程度的改善。如果通過(guò)檢測(cè)所得到的承載力值要大于設(shè)計(jì)的承載力值，那么整個(gè)的補(bǔ)強(qiáng)效果應(yīng)滿足實(shí)際要求。

3結(jié)語(yǔ)

不同的樁基檢測(cè)方法具備不同的特點(diǎn)，因此在選擇的過(guò)程中，也要根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行選擇，否則就難以滿足技術(shù)需求。低應(yīng)變法具備經(jīng)濟(jì)性，但對(duì)于超長(zhǎng)樁結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其在使用的過(guò)程中存在一定的技術(shù)缺陷，往往會(huì)難以滿足實(shí)際需求，因此面對(duì)眾多的質(zhì)量缺陷，如何確定和檢測(cè)樁長(zhǎng)的局限性成為研究的重點(diǎn)。此外，高應(yīng)變檢測(cè)法，不僅能夠檢測(cè)樁身的質(zhì)量，同時(shí)能夠檢測(cè)出樁的承載力，但是在對(duì)淺部分的缺陷進(jìn)行分析的過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)的檢驗(yàn)樁身質(zhì)量的缺陷，進(jìn)而結(jié)合低應(yīng)變法等進(jìn)行相互補(bǔ)充，相互驗(yàn)證。

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（作者單位：湖南智城檢測(cè)工程有限公司）