黃良機(jī)

（珠海市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)測(cè)站，廣東 珠海 519015）

0 引言

在珠海地區(qū)，混凝土灌注樁樁身完整性檢測(cè)首先采用全數(shù)聲波透射法，當(dāng)對(duì)聲測(cè)結(jié)果有懷疑或需要對(duì)樁端持力層進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，再同時(shí)部分采用鉆芯法。當(dāng)同一根樁采用了聲測(cè)和鉆芯兩種檢測(cè)方法且結(jié)果不一致時(shí)，如何進(jìn)行綜合判定？相關(guān)規(guī)范［1，2］未做具體的分析說(shuō)明。本文通過(guò)對(duì)某樁基工程 9-A# 樁檢測(cè)實(shí)踐的分析，給出了這一問(wèn)題的解決方法。

1 案例概況

某橋梁的沖孔灌注樁工程，樁徑 2 000 mm，樁長(zhǎng)約 50～60 m，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C 30，設(shè)計(jì)樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，單樁承載力特征值為 13 000 kN。

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，從地面開(kāi)始各土層分布情況如下：①淤泥，層厚 0～4.30 m；②粉質(zhì)黏土，層厚0～4.70 m；③礫砂，可塑～硬塑，層厚 2.10～12.70 m； ④礫質(zhì)黏性土，層厚 3.26～16.40 m；⑤全風(fēng)化花崗巖，層厚 6.30～15.10 m；⑥強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，部分孔未穿透；⑦中風(fēng)化花崗巖及微風(fēng)化花崗巖。該工程的樁身完整性檢測(cè)全數(shù)采用聲波透射法。

2 9-A # 樁檢測(cè)結(jié)果及遇到的問(wèn)題

9-A# 樁施工樁長(zhǎng)為 57.2 m，聲波透射法 6 個(gè)檢測(cè)剖面均出現(xiàn)聲學(xué)參數(shù)嚴(yán)重異常的聲測(cè)線，具體范圍如下：AB 剖面 13.5～14.1 m，AC 剖面 13.8～14.5 m，AD 剖面 13.4～14.0 m，BC 剖面 13.5～14.2 m，BD 剖面13.7～14.3 m，CD 剖面 14.0～14.7 m。如圖 1、圖 2 所示。

圖1 聲測(cè)管及檢測(cè)面示意圖

圖2 9-A# 樁各檢測(cè)剖面的聲速-深度曲線及波幅-深度曲線

依據(jù) DBJ/T 15—60—2019《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》［2］，該樁存在約 0.7 m 范圍的完整性類(lèi)別指數(shù)為 4 的檢測(cè)橫截面，其樁身完整性類(lèi)別判為 Ⅳ 類(lèi)。

檢測(cè)結(jié)果出來(lái)后，施工單位、監(jiān)理單位和建設(shè)單位均有部分人員對(duì)結(jié)果表示懷疑，認(rèn)為施工單位是央企，做過(guò)無(wú)數(shù)類(lèi)似的工程，現(xiàn)場(chǎng)管理很?chē)?yán)格，質(zhì)量應(yīng)該有保證；如果質(zhì)量確有缺陷，也想知道缺陷的性質(zhì)和產(chǎn)生缺陷的原因。為了釋除這些疑惑，有關(guān)各方?jīng)Q定對(duì)該樁采用鉆芯法進(jìn)行驗(yàn)證檢測(cè)。

考慮到本次鉆芯屬于驗(yàn)證性質(zhì)，初步?jīng)Q定只鉆 1 孔，位于樁中心附近。

鉆芯結(jié)果出人意料之外，芯樣完整，未發(fā)現(xiàn)任何缺陷，如圖 3 所示（由于聲波透射法結(jié)果顯示其缺陷位置范圍為 13.4～14.7 m，故本文只對(duì)包含缺陷范圍的上部的芯樣進(jìn)行分析，下同）。此時(shí)部分有關(guān)人員對(duì)聲測(cè)結(jié)果的質(zhì)疑聲音更為強(qiáng)烈。為了更全面地了解情況，決定再鉆取 2 孔，鉆芯結(jié)果如圖 4、圖 5 所示。

圖3 9-A # 樁1# 孔鉆芯芯樣

圖4 9-A # 樁 2# 孔鉆芯芯樣

圖5 9-A # 樁 3 # 孔鉆芯芯樣

由圖 3～圖 5 可見(jiàn)，1 # 孔和 2 # 孔芯樣完整，在聲波透射法結(jié)果顯示的缺陷位置范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)芯樣缺陷，3 # 孔芯樣在 14.65 m 處約 100 mm 范圍粗骨料缺失，但其芯樣抗壓強(qiáng)度代表值為 39.5 MPa，滿足設(shè)計(jì)要求。依據(jù)規(guī)范，該樁鉆芯結(jié)果可判定為 Ⅱ 類(lèi)樁，與聲波透射法結(jié)果 Ⅳ 類(lèi)樁的結(jié)論有明顯沖突。驗(yàn)收以哪個(gè)結(jié)果為依據(jù)，有關(guān)各方對(duì)此存在較大爭(zhēng)議。

有的認(rèn)為聲波透射法是間接法，存在誤判的可能性，而鉆芯法是直接法，可以根據(jù)芯樣情況直接判斷出質(zhì)量狀況。而且 DBJ/T 15—60—2019《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》第 3.6.1 條規(guī)定：當(dāng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果有異議時(shí)，應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證檢測(cè)……聲波透射法，可在原樁上采用聲波透射法或鉆芯法進(jìn)行驗(yàn)證檢測(cè)。條文說(shuō)明中提到，宜以驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)論為驗(yàn)收依據(jù)。因此該樁應(yīng)按鉆芯法結(jié)果 Ⅱ 類(lèi)樁進(jìn)行驗(yàn)收。

但另外一種觀點(diǎn)認(rèn)為，鉆芯法存在“ 1 孔之見(jiàn)”，即使已鉆了 3 個(gè)孔，也只是 3 個(gè)點(diǎn)的情況，不能代表全斷面的情況，所以為安全起見(jiàn)，應(yīng)以?xún)煞N方法中的最差的結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行驗(yàn)收，即該樁應(yīng)按 Ⅳ 類(lèi)樁驗(yàn)收。

3 問(wèn)題的解決

在有關(guān)各方難以達(dá)成一致的情況下，應(yīng)委托單位的要求，作為檢測(cè)單位代表，筆者以專(zhuān)業(yè)的角度提供了如下技術(shù)意見(jiàn)：①聲波透射法實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，6個(gè)檢測(cè)剖面在相近的范圍內(nèi)均發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重異常，結(jié)論判斷為 Ⅳ 類(lèi)樁有充分的規(guī)范依據(jù)，鉆芯未發(fā)現(xiàn)明顯缺陷，說(shuō)明該缺陷是局部的，3 個(gè)鉆芯孔均避開(kāi)了該缺陷，特別需要注意的是，3 # 孔芯樣在 14.65 m 處約 100 mm 范圍發(fā)現(xiàn)粗骨料缺失，可能已接觸到了缺陷的邊緣；②為了查明缺陷的性質(zhì)，建議再增加 2 個(gè)孔繼續(xù)鉆芯。有關(guān)各方采納了這一建議，并迅速組織實(shí)施。

增加的 2 個(gè)鉆芯孔為 4 # 孔和 5 # 孔，鉆芯結(jié)果如圖 6 和圖 7 所示，在聲波透射法結(jié)果顯示的缺陷位置范圍內(nèi)均發(fā)現(xiàn)芯樣缺陷，缺陷主要是夾泥、膠結(jié)差或粗骨料缺失。

圖6 9-A # 樁 4# 孔鉆芯芯樣

圖7 29-A # 樁 5 # 孔鉆芯芯樣

至此，該樁 5 個(gè)鉆芯孔中，有 2 個(gè)孔未發(fā)現(xiàn)缺陷，3 個(gè)孔發(fā)現(xiàn)有缺陷（其中 3# 孔和 4# 孔的缺陷較輕微），該樁的質(zhì)量狀況仍難以準(zhǔn)確直觀描述。

為了進(jìn)一步查明缺陷的分布范圍，以便對(duì)該樁的質(zhì)量狀況作出準(zhǔn)確判斷，將 5 個(gè)鉆芯孔和 4 根聲測(cè)管組成新的聲測(cè)管體系（見(jiàn)圖 8），重新組織聲波法檢測(cè)（第一次檢測(cè)時(shí)已做過(guò)的剖面可不再重復(fù)檢測(cè)）。

圖8 新的聲測(cè)管體系

新的聲測(cè)管體系下，在原缺陷深度范圍內(nèi)，聲波檢測(cè)結(jié)果如下：A4、4D、D3、B5、5A 剖面均存在嚴(yán)重異常聲測(cè)線，34、2B 剖面存在明顯異常聲測(cè)線，其余剖面均為輕微異?；驘o(wú)異常，如圖 9 所示。據(jù)此可畫(huà)出缺陷分布輪廓線，如圖 10 所示。

圖9 新體系下的聲測(cè)結(jié)果

圖10 缺陷分布輪廓線

從而可畫(huà)出缺陷分布圖，如圖 11 所示。再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)各孔的間距，可估算出缺陷的占比，缺陷占 60 %，完整部分占 40 %，完整性系數(shù)為 0.4。故該樁應(yīng)判為 Ⅳ 類(lèi)樁。

圖11 缺陷分布圖

根據(jù)其缺陷的分布情況，分析產(chǎn)生缺陷的原因可能有：導(dǎo)管偏位、埋管深度不足、泥漿濃度過(guò)大、混凝土塌落度過(guò)小等（見(jiàn)圖 12）。

圖12 缺陷原因分析輔助圖

4 現(xiàn)行規(guī)范的不足

如上所述，聲波透射法檢測(cè)結(jié)果不合格，但其后的鉆芯結(jié)果合格，或鉆芯結(jié)果難以判斷，下一步的驗(yàn)收工作如何進(jìn)行的問(wèn)題，本工程曾出現(xiàn)爭(zhēng)議。究其原因，主要是由于現(xiàn)行規(guī)范相關(guān)條文的規(guī)定存在不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤健?/p>

DBJ/T 15—60—2019《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》第 3.6.1 條規(guī)定：“當(dāng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果有異議時(shí)，應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證檢測(cè)。驗(yàn)證檢測(cè)應(yīng)符合下列規(guī)定：……5 聲波透射法，可在原樁上采用聲波透射法或鉆芯法進(jìn)行驗(yàn)證檢測(cè)；”

對(duì)應(yīng)的條文說(shuō)明提到：驗(yàn)證檢測(cè)的目的是確認(rèn)檢測(cè)結(jié)論的可靠性，并宜以驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)論為驗(yàn)收依據(jù)。

而 JGJ 106—2014《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》［1］對(duì)此更沒(méi)有明確規(guī)定。

實(shí)際上，聲波透射法和鉆芯法是兩種完全不同的檢測(cè)方法，其檢測(cè)樁身質(zhì)量的效果也各有優(yōu)缺點(diǎn)，不宜籠統(tǒng)地以鉆芯法取代或推翻聲波透射法結(jié)果。如本文上述，若以前 3 孔的結(jié)果按 Ⅱ 類(lèi)樁進(jìn)行驗(yàn)收，則會(huì)產(chǎn)生漏判的情況。而應(yīng)該是：根據(jù)所有有效的檢測(cè)數(shù)據(jù)綜合分析并提供結(jié)果，以此作為驗(yàn)收依據(jù)。

所以本案例該樁最終綜合了聲測(cè)和鉆芯的結(jié)果后仍判定為 Ⅳ 類(lèi)樁。

5 類(lèi)似問(wèn)題的處理思路

本案例在實(shí)施鉆芯檢測(cè)的過(guò)程中，孔數(shù)和孔位的布置均存在一定的盲目性，今后在遇到類(lèi)似問(wèn)題時(shí)，可按下列思路處理。

5.1 情況 1

4 根聲測(cè)管，6 個(gè)檢測(cè)剖面均出現(xiàn)嚴(yán)重異常聲測(cè)線，如圖 1 所示。此時(shí)可先在樁中心附近位置鉆 1 孔，如鉆芯芯樣存在明顯或嚴(yán)重缺陷，鉆芯結(jié)果與聲測(cè)結(jié)果吻合，則此樁質(zhì)量情況已探明，結(jié)論明確，可結(jié)束檢測(cè)；如鉆芯芯樣完整，結(jié)果與聲測(cè)結(jié)果不符，此時(shí)可將 1 個(gè)鉆芯孔和 4 根聲測(cè)管組成新的聲測(cè)管體系，重新組織聲波法檢測(cè)，如圖 13 所示。如結(jié)果 1C 檢測(cè)面無(wú)異常聲測(cè)線，其余均出現(xiàn)嚴(yán)重異常聲測(cè)線，說(shuō)明缺陷所占的面積比較大，此時(shí)可以直接結(jié)束檢測(cè)，但為了查明缺陷的性質(zhì)和分布范圍，也可以繼續(xù)加孔鉆芯，加孔的位置分別在 1A、1B、1D 的中間，如圖 14 所示。鉆芯后，可將 4 個(gè)鉆芯孔和 4 根聲測(cè)管組成新的聲測(cè)管體系，重新組織聲波法檢測(cè)，如結(jié)果 12、13、14、1C、23、24、3C、4C 檢測(cè)面均無(wú)異常聲測(cè)線，其余均出現(xiàn)嚴(yán)重異常聲測(cè)線，此時(shí)可描繪出缺陷的輪廓線，確定缺陷的大概范圍，如圖 15～圖 17 所示。

圖13 新體系下的聲測(cè)結(jié)果

圖14 加孔孔位示意圖

圖15 新體系下的聲測(cè)結(jié)果

圖16 缺陷分布輪廓線

圖17 缺陷分布圖

5.2 情況 2

4 根聲測(cè)管，在 6 個(gè)檢測(cè)面中，AD、BD、CD 共 3 個(gè)檢測(cè)面均出現(xiàn)嚴(yán)重異常聲測(cè)線，其余均無(wú)異常聲測(cè)線，如圖 18 所示。此時(shí)可在 AD、CD 的中間各鉆 1 孔。如結(jié)果 2 孔芯樣均完整，可將 2 個(gè)鉆芯孔和 4 根聲測(cè)管組成新的聲測(cè)管體系，重新組織聲波法檢測(cè)，如結(jié)果 D1、D2 均出現(xiàn)嚴(yán)重異常聲測(cè)線，其余檢測(cè)面無(wú)異常聲測(cè)線，此時(shí)可描繪出缺陷的輪廓線，確定缺陷的大概范圍，如圖 19～21 所示。

圖18 聲測(cè)結(jié)果示意圖

圖19 新體系下的聲測(cè)結(jié)果

圖20 缺陷分布輪廓

圖21 缺陷分布圖

依照上述思路，根據(jù)不同的鉆芯和聲測(cè)結(jié)果，可以描繪出缺陷的輪廓線，確定缺陷的大概范圍，估算出缺陷的面積和樁身完整性系數(shù)，最終給出該樁的綜合分析結(jié)果，為設(shè)計(jì)復(fù)核和工程驗(yàn)收提供參考。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，混凝土灌注樁樁身完整性檢測(cè)，當(dāng)采用鉆芯法驗(yàn)證聲波透射法檢測(cè)結(jié)果，如兩種檢測(cè)方法的結(jié)果不完全一致，或雖一致但需進(jìn)一步準(zhǔn)確判斷缺陷的分布范圍時(shí)，可采用本文提出的精細(xì)化復(fù)測(cè)和定量化評(píng)估的方法進(jìn)行綜合分析：聲測(cè)結(jié)果可疑→鉆芯→將鉆芯孔和聲測(cè)管組成新的聲測(cè)管體系進(jìn)行聲波法精細(xì)化復(fù)測(cè)→描繪缺陷的輪廓線→確定缺陷的大概范圍、估算缺陷的面積和樁身完整性系數(shù)→判定樁身完整性類(lèi)別。為設(shè)計(jì)復(fù)核和工程驗(yàn)收提供參考。Q