（中設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

由于檢測(cè)人員經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)氣候、地質(zhì)條件以及施工工藝等多方面因素存在不確定性，因此樁基成樁質(zhì)量具有不確定性，為了對(duì)樁基進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷樁，使樁基成樁質(zhì)量得到保障，施工單位應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。

1 樁基的幾種檢測(cè)方法

1.1 鉆芯法

在使用鉆芯法對(duì)樁基進(jìn)行檢測(cè)的過程中，應(yīng)先用鉆孔機(jī)抽取芯樣，再對(duì)其沉渣厚度、樁基質(zhì)量以及樁長(zhǎng)等因素進(jìn)行判斷，為了對(duì)樁身混凝土強(qiáng)度進(jìn)行進(jìn)一步的判斷，需要通過進(jìn)一步的抗壓試驗(yàn)。雖然鉆芯法比較直觀，但是其具有成本高、費(fèi)時(shí)費(fèi)力等缺點(diǎn)，通常不在大面積樁基檢測(cè)中使用。

1.2 低應(yīng)變反射波法

該種檢測(cè)方法以一維波動(dòng)理論為基礎(chǔ)，將一個(gè)瞬時(shí)激振施加在樁基頂部，并對(duì)樁頂?shù)乃俣群图铀俣惹€進(jìn)行測(cè)量，對(duì)樁的完整性進(jìn)行判斷。該檢測(cè)法具有成本低、設(shè)備便攜、模型清晰等特點(diǎn)，在當(dāng)前樁基檢測(cè)中應(yīng)用較為廣泛。

1.3 超聲波透射法

超聲波透析法主要是將聲測(cè)管埋設(shè)于樁基中，并在不同聲測(cè)管中放置接收換能器和發(fā)射換能器，通過聲波儀對(duì)參數(shù)變化情況進(jìn)行記錄和分析，達(dá)到判斷樁基質(zhì)量的目的。該方法具有成本低廉、操作便捷、使用簡(jiǎn)便、檢測(cè)方位大、定位準(zhǔn)確且數(shù)據(jù)可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此，除低應(yīng)變檢測(cè)法外，該種無損檢測(cè)法應(yīng)用也比較廣泛。

除上述幾種檢測(cè)法外，還有開挖驗(yàn)證、高應(yīng)變反射波法以及荷載試驗(yàn)法等。

2 相關(guān)工程實(shí)例的分析

2.1 工程實(shí)例一

某高速公路特大橋使用沖擊鉆成孔灌注成樁技術(shù)對(duì)35#-0樁進(jìn)行施工，該樁總長(zhǎng)為53.8米，直徑為1.4米，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30，以三角形布置法為基礎(chǔ)對(duì)三根聲測(cè)管進(jìn)行布置。齡期28d后，使用非金屬超聲檢測(cè)儀（武漢巖海公司生產(chǎn)）同時(shí)對(duì)三個(gè)測(cè)面進(jìn)行檢測(cè)，從樁底到樁頂每間隔200mm設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，得到如圖1所示的結(jié)果。

圖1 三個(gè)剖面的PSD、波幅以及波速曲線

根據(jù)圖1可知，該樁在AB剖面樁頂以下35.8～37.8米的標(biāo)高范圍內(nèi)波幅以及波速比臨界值小，而BC剖面該標(biāo)高范圍內(nèi)的波幅和波速更小，但是AC剖面該標(biāo)高范圍內(nèi)的波幅和波速則沒有出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。由此可知，該缺陷可能位于B聲測(cè)管周圍，主要缺陷類型可能為水泥漿和細(xì)集料漏漿，混凝土出現(xiàn)離析。使用鉆芯法對(duì)該處病害進(jìn)行進(jìn)一步判斷，圖2為芯樣的情況。

圖2 35#-0-1號(hào)的芯樣

對(duì)圖2進(jìn)行分析可知，該樁身的混凝土比較完整，斷口拼接處無明顯病害，樁底沒有出現(xiàn)沉渣現(xiàn)象，局部混凝土出現(xiàn)溝槽和蜂窩問題，樁身混凝土抗壓強(qiáng)度符合C30混凝土的設(shè)計(jì)要求，代表值為44.9MPa。因?yàn)樵摌兜闹睆綖?.4米，因此應(yīng)鉆取2個(gè)孔對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)2#芯樣進(jìn)行觀察可知，該處沒有出現(xiàn)明顯缺陷，與超聲波檢測(cè)情況一致，因此該樁為Ⅱ類樁。

2.2 工程實(shí)例二

某高速公路大橋采用沖擊鉆孔灌注樁對(duì)橋臺(tái)0#-2樁進(jìn)行施工，該樁總長(zhǎng)為24.724米，樁直徑為1.6米，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30，三根聲測(cè)管以三角形布置法為基礎(chǔ)進(jìn)行布置，澆筑齡期為28d時(shí)，使用非金屬超聲檢測(cè)儀（武漢巖海公司生產(chǎn)）同步對(duì)三個(gè)測(cè)面進(jìn)行水平檢測(cè)，從樁底到樁頂每隔200mm設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。

根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果可知，在該樁頂20.1米標(biāo)高以下的范圍內(nèi)，三個(gè)測(cè)面的波幅和波速都比臨界值大，而在樁頂20.1米標(biāo)高以下的位置處，波形的畸變更加嚴(yán)重，由此可知，該樁基在20.1米標(biāo)高以下的位置缺陷較為嚴(yán)重，使用低應(yīng)變法對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的檢測(cè)，低應(yīng)變法檢測(cè)波速為3900m/s，由檢測(cè)結(jié)果可知，對(duì)樁頭施加激振后，在20.1米標(biāo)高位置處出現(xiàn)入射波和反射波同相的現(xiàn)象，隨后波速下降較為明顯，因此可知該處存在阻力或抗阻較小的現(xiàn)象，因此可知該樁的局部范圍缺陷較為驗(yàn)證。為了對(duì)無損檢測(cè)的準(zhǔn)確性進(jìn)行進(jìn)一步的證實(shí)，再使用鉆芯取樣法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，由于該樁直徑為1.6米，因此應(yīng)鉆取2個(gè)孔。

對(duì)2個(gè)芯樣進(jìn)行觀察可知，0#-2-1號(hào)芯樣上的混凝土較為完整連續(xù)，斷口拼接無明顯缺陷；0#-2-2芯樣從樁頭到21米標(biāo)高范圍內(nèi)存在空洞，與無損檢測(cè)的結(jié)果一致，因此可將該樁判斷為斷樁。

2.3 工程實(shí)例三

使用低應(yīng)變反射波法進(jìn)行檢測(cè)，如果存在淺部缺陷，檢測(cè)人員可使用開挖驗(yàn)證法對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的判斷。某高速公路橋采用沖擊鉆孔灌注技術(shù)對(duì)8#樁基進(jìn)行施工，該樁為摩擦樁，總長(zhǎng)為15米，樁的直徑為1.2米，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C25，澆筑齡期28d時(shí)，使用樁基完整性測(cè)試儀（美國(guó)PDA公司生產(chǎn)）對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，圖3為低應(yīng)變反射波曲線圖。

圖3 8# 樁低應(yīng)變反射波

低應(yīng)變法檢測(cè)波速為3800m/s，對(duì)圖3進(jìn)行分析可知，對(duì)樁頭施加激振后，樁頭下4米標(biāo)高處出現(xiàn)入射波和反射波同相的現(xiàn)象，隨后波速下降速度提高，且發(fā)生多次反射信號(hào)，由此可知，在樁頭4米標(biāo)高左右的位置處存在縮徑、空洞或者離析等問題，由于該缺陷的位置較淺，因此使用開挖驗(yàn)證的方法對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)，圖4為開挖結(jié)果。

圖4 8# 樁開挖驗(yàn)證圖

對(duì)圖4進(jìn)行分析可知，該樁在樁頂以下2米標(biāo)高處擴(kuò)徑較為明顯，使用米尺對(duì)此處進(jìn)行測(cè)量可知，樁頂4米標(biāo)高處樁徑符合設(shè)計(jì)樁徑要求，而樁頂以下4米標(biāo)高處存在的入射波和反射波同相現(xiàn)象是因2米左右處擴(kuò)徑造成的，由此可知，該樁符合設(shè)計(jì)要求。

2.4 工程實(shí)例四

某高速公路采用沖擊鉆孔灌注技術(shù)對(duì)匝道橋12#-1樁進(jìn)行施工，該樁為嵌巖樁，總長(zhǎng)為22.5米，樁身直徑為1.4米，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30，澆筑齡期為28d時(shí)，使用非金屬超聲檢測(cè)儀（武漢巖海公司生產(chǎn)）同步對(duì)三個(gè)測(cè)面進(jìn)行水平檢測(cè)，從樁底部到樁頂每隔200mm設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，圖5為實(shí)測(cè)結(jié)果。

圖5 三個(gè)剖面PSD、波幅以及波速曲線

由圖5可知，在樁長(zhǎng)范圍內(nèi)，三個(gè)剖面的波幅和波速均比臨界值大，以超聲波信號(hào)為基礎(chǔ)對(duì)該樁基進(jìn)行判斷可知其為Ⅰ類樁。由于該樁所處地區(qū)為熔巖地區(qū)，因此需對(duì)嵌巖樁持力層情況進(jìn)行分析，使用樁基完整性測(cè)試儀（美國(guó)PDA公司生產(chǎn)）對(duì)其實(shí)施低應(yīng)變檢測(cè)，圖6為實(shí)測(cè)結(jié)果。

圖6 12#-1樁低應(yīng)變反射波

低應(yīng)變檢測(cè)波速為4000m/s，對(duì)圖6進(jìn)行分析可知，在樁頂施加激振后，樁頂以下17.0～18.0米標(biāo)高處存在入射波與反射波反相的現(xiàn)象，由此可知，該處阻力或抗阻較大，隨后波速上升速度較快，到達(dá)樁底位置時(shí)出現(xiàn)入射波和反射波同相的現(xiàn)象，由低應(yīng)變檢測(cè)法的結(jié)果可知，該嵌巖樁并不是理想的持力層反射樁。

為了對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，再使用鉆芯法對(duì)該樁基進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析可知，該樁樁身混凝土完整且連續(xù)，樁底無沉渣現(xiàn)象，粗細(xì)骨料膠結(jié)良好且分布較為均勻，檢測(cè)結(jié)果與無損檢測(cè)結(jié)果一致。但是在持力層以下位置存在溶洞，經(jīng)過建設(shè)方和設(shè)計(jì)方的溝通，對(duì)樁身進(jìn)行進(jìn)一步的改良和設(shè)計(jì)，加長(zhǎng)樁身長(zhǎng)度，使其穿過溶洞。

3 結(jié)語

綜上所述，在道橋的建設(shè)過程中，樁基是重要的受力構(gòu)件，為了提高對(duì)樁基判斷的準(zhǔn)確性，施工單位應(yīng)做到如下幾點(diǎn)：

（1）當(dāng)樁基存在問題時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合多種檢測(cè)方法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)到取長(zhǎng)補(bǔ)短的效果，避免出現(xiàn)誤判和漏判現(xiàn)象。

（2）在使用反射波法對(duì)樁基進(jìn)行檢測(cè)過程中，應(yīng)以基樁施工情況和地質(zhì)情況為依據(jù)，必要時(shí)候還應(yīng)結(jié)合開挖驗(yàn)證和鉆芯法等方式對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的檢測(cè)，為了提高聲測(cè)比例，可以適當(dāng)增加聲測(cè)管的數(shù)量。

（3）使用聲波投射法不會(huì)受到樁長(zhǎng)的限制，能夠?qū)崟r(shí)反應(yīng)莊內(nèi)的波幅、聲速和聲時(shí)等數(shù)據(jù)，在對(duì)復(fù)雜地質(zhì)地區(qū)的端承樁進(jìn)行測(cè)試后，還應(yīng)使用低應(yīng)變檢測(cè)法對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，防止因地質(zhì)問題造成安全事故。