宋勰

摘? 要：樁身完整性檢測是基樁質(zhì)量檢測的一個重要方面。選擇合理的檢測方法組合對提高檢測質(zhì)量和效率意義重大。對某基樁進(jìn)行低應(yīng)變法和聲波透射法組合檢測，通過實測數(shù)據(jù)判定缺陷的具體位置，經(jīng)開挖驗證并補(bǔ)強(qiáng)處理后進(jìn)行樁身完整性復(fù)測。研究結(jié)果表明采用多種檢測手段進(jìn)行相互驗證可以有效提高檢測結(jié)果的可靠性，并為缺陷樁的處理提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：樁身完整性;低應(yīng)變法;聲波透射法;淺部缺陷;開挖驗證

中圖分類號：U213? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）11-0090-02

Abstract： Pile integrity testing is an important aspect of pile quality testing. Choosing a reasonable combination of detection methods is of great significance to improve the quality and efficiency of detection. A pile is tested by the combination of low strain method and acoustic transmission method， the specific location of the defect is determined by the measured data， and the pile integrity is retested after excavation verification and reinforcement treatment. The research results show that using a variety of testing methods to verify each other can effectively improve the reliability of the test results and provide a reference basis for the treatment of defective piles.

Keywords： pile integrity; low strain method; acoustic transmission method; shallow defect; excavation verification

引言

隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，樁基礎(chǔ)因其具有諸多優(yōu)良性能已迅速成為最基本、應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)形式之一，在國內(nèi)外許多國家的工程中被廣泛采用[1-2]。基樁的施工質(zhì)量對整個工程的質(zhì)量起著舉足輕重的作用，因此，樁基檢測是一項非常重要的工作，而樁身完整性檢測是樁基檢測的一個重要方面。樁身完整性檢測的常規(guī)方法有低應(yīng)變法、聲波透射法和鉆芯法等。在有條件的前提下，應(yīng)當(dāng)利用多種手段對基樁缺陷的位置和大小進(jìn)行綜合判定，提高檢測結(jié)果的精確度，從而指導(dǎo)后期施工。

本文依托一個具體的樁基工程，采用聲波透射法和低應(yīng)變檢測法對樁身完整性進(jìn)行分析，判斷缺陷位置為樁身淺部，并進(jìn)行開挖驗證，缺陷補(bǔ)強(qiáng)處理后再進(jìn)行復(fù)測。通過處理前后的對比分析，論證了結(jié)合多種檢測方法進(jìn)行驗證的必要性，以期為類似淺部缺陷基樁的處理與檢測提供借鑒。

1 樁身完整性檢測技術(shù)簡介

1.1 低應(yīng)變法

低應(yīng)變法作為一種普查手段，因其具有檢測速度快、成本低等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。其檢測方法是先將待檢基樁樁頂經(jīng)鑿平處理，將專用加速度計粘于樁頂，使用橡膠或鋼制手錘在樁頂進(jìn)行豎向激振，產(chǎn)生的彈性波沿樁身向下傳播。當(dāng)樁身存在明顯的波阻抗差異界面（如樁底，斷樁或嚴(yán)重離析等部位）或樁身截面積發(fā)生縮徑和擴(kuò)徑變化時，該部位將產(chǎn)生反射波信號并沿樁身向上傳遞至加速度計，將樁頂加速度計所接收到的信號經(jīng)放大、濾波和數(shù)據(jù)處理，顯示速度時程曲線，進(jìn)而判斷樁身完整性。低應(yīng)變法可靠性較低，對多缺陷樁局限性較大，尤其不利于縱向缺陷的檢出。對長樁和超長樁由于激振能量衰減過快，亦不適宜采用該方法判斷樁身完整性。

1.2 聲波透射法檢測

聲波透射法是利用聲波的透射原理對樁身混凝土介質(zhì)狀況進(jìn)行檢測，適用于樁在灌注成型過程中已經(jīng)預(yù)埋了兩根及以上聲測管的情況[3]。當(dāng)探頭在聲測管里收發(fā)信號時，如遇到混凝土介質(zhì)密度不同的情況，如斷樁、夾泥、離析、空洞等缺陷，信號反映出來的聲學(xué)參數(shù)（如聲速、波幅、聲時）將發(fā)生變化，儀器根據(jù)波幅、聲速等參數(shù)的變化位置和幅度，進(jìn)而判斷缺陷的位置和大小。聲波透射法檢測準(zhǔn)確度高，不但可以定位缺陷位置，還可以定量缺陷大小，但由于需要預(yù)埋聲測管，不具有隨機(jī)抽測性，且檢測費用較低應(yīng)變法高。需要指出的是，當(dāng)樁徑小于0.6m時，由于聲測管的聲耦合誤差使聲時測試的相對誤差增大，應(yīng)謹(jǐn)慎使用。

1.3 鉆芯法

鉆芯法屬于一種直觀的有損檢測方式，適用于人工挖孔樁、鉆（沖）孔等現(xiàn)澆混凝土灌注樁的檢測，尤其適用于大直徑砼灌注樁。它可以用于檢測樁身完整性、樁身混凝土強(qiáng)度、實際樁長、樁底沉渣厚度及樁端持力層的巖土性狀。根據(jù)芯樣的連續(xù)性、完整性、膠結(jié)程度、骨料特性等對樁身完整性進(jìn)行判斷。

2 工程實例

2.1 某基樁樁身完整性檢測分析

該工程位于山東省某市，1#基樁為沖擊成孔灌注樁，樁長16.0m，樁徑900mm，樁身混凝土強(qiáng)度為C35，沿鋼筋籠內(nèi)側(cè)呈對稱狀布置3根通長聲測管。根據(jù)地質(zhì)勘察資料，樁周各土層自上而下分布為：第（1）層雜填土;第（2）粉質(zhì)粘土;第（3）層粘土;第（4）層粉質(zhì)粘土;第（5）層全風(fēng)化輝長巖;第（6）層強(qiáng)風(fēng)化輝長巖;第（7）層中風(fēng)化輝長巖。利用聲波透射法對1#基樁進(jìn)行測試，測試結(jié)果見圖1（a、b、c）。

結(jié)果顯示：基樁東側(cè)1-2剖面樁頂以下0.6～1.8m處存在連續(xù)的聲學(xué)參數(shù)明顯異常，具體表現(xiàn)為波幅、聲速明顯低于臨界值，PSD曲線在該深度范圍內(nèi)發(fā)生突變。對該可疑區(qū)域進(jìn)行交叉斜測，排除因聲測管耦合不良等非樁身缺陷性因素后，判定該區(qū)域（0.6～1.8m）存在明顯缺陷。采用低應(yīng)變法對該樁進(jìn)行補(bǔ)充測試，圖2為低應(yīng)變時域曲線結(jié)果。波速取3900m/s，時域信號顯示在2L/c時刻前距樁頂約0.7m處開始出現(xiàn)明顯的缺陷反射波。低應(yīng)變檢測結(jié)果驗證了聲波透射法的結(jié)論。

2.2 淺部缺陷開挖驗證與處理

由于是樁身淺部缺陷，業(yè)主和監(jiān)理單位決定對該樁進(jìn)行開挖驗證，開挖并進(jìn)行適當(dāng)混凝土破除后在樁身東側(cè)距離樁頂0.7～1.8m的部位混凝土存在離析以及樁身出現(xiàn)縮徑的缺陷。施工單位追溯原因推斷是現(xiàn)場施工人員在基樁灌注過程中，由于拔管過快，導(dǎo)致該部位導(dǎo)管內(nèi)混凝土量過少或和易性較差。經(jīng)設(shè)計單位與監(jiān)理單位共同決定，對該樁樁頭進(jìn)行全面積混凝土破除，破除范圍為0～2.3m，采用高強(qiáng)無收縮灌漿料進(jìn)行灌注補(bǔ)強(qiáng)，待28d后進(jìn)行樁身完整性和豎向抗壓承載力檢測。

2.3 處理后復(fù)測

對處理后的1#基樁進(jìn)行低應(yīng)變法（圖3）和聲波透射法（圖4）復(fù)測。低應(yīng)變時域曲線顯示在2L/c時刻前無缺陷反射波;聲波透射法顯示之前的缺陷部位聲測線參數(shù)均無異常，接收波形正常，綜合判定樁身完整性為Ⅰ類。對該樁采用靜載法測試單樁豎向抗壓承載力，測試結(jié)果表明1#基樁單樁豎向抗壓承載力滿足設(shè)計要求。

3 結(jié)論

（1）基樁檢測應(yīng)根據(jù)檢測目的、檢測方法的適應(yīng)性來合理選擇檢測方法。低應(yīng)變法對樁身橫向缺陷更敏感，聲波透射法對縱向缺陷反應(yīng)靈敏，有條件時可通過多種檢測方法的相互補(bǔ)充、驗證，來提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，減少缺陷的誤判和漏判。（2）對樁身淺部缺陷，開挖驗證是一種常規(guī)的輔助性驗證手段。實踐表明，采用聲波透射法和低應(yīng)變法對淺部缺陷基樁處理前后的樁身完整性進(jìn)行對比分析是可靠有效的。

參考文獻(xiàn)：

[1]CUBRINOVSKI M，KOKUSHO T，ISHIHARA K. Interpretation from large-scale shake table tests on piles undergoing lateral spreading in liquefied soils[J].Soil Dynamics and Earthquake Engineering，2006，26（2-4）：275-286.

[2]張廷雷，蔣良文，譚兵.樁身缺陷產(chǎn)生原因及預(yù)防措施研究[J].鐵道工程學(xué)報，2018，2（2）：35-40.

[3]中國建筑科學(xué)研究院.JGJ106-2014.建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.