羅劍

（深圳市港嘉工程檢測有限公司）

0 引言

灌注樁是一種就位成孔，灌注混凝土或鋼筋混凝土而制成的樁。由于具有施工時無振動、無擠土、噪音小等優(yōu)點，宜在城市建筑物密集地區(qū)使用，因而得到較為廣泛的應(yīng)用。但灌注樁的施工環(huán)境惡劣，在施工過程中受到諸多因素的影響。為控制其施工質(zhì)量，必須加強(qiáng)對灌注樁施工質(zhì)量的檢測的應(yīng)用研究具有現(xiàn)實意義。灌注樁質(zhì)量檢測方法包括低應(yīng)變法、鉆芯法、聲波透射法、孔內(nèi)攝像法等，孔內(nèi)攝像法可直觀、清晰地反映出缺陷的位置、程度和形式，彌補(bǔ)了低應(yīng)變法、鉆芯法等傳統(tǒng)檢測方法的不足[4]。

1 孔內(nèi)攝像法

1.1 檢測原理

孔內(nèi)攝像法是指沿空心樁或鉆有豎向孔的灌注樁的孔道，采用攝像技術(shù)對孔壁進(jìn)行拍攝及觀察，識別樁身缺陷及其位置、形式、程度的檢測方法?？變?nèi)攝像系統(tǒng)的基本原理是在井下設(shè)備中采用了一種特殊的反射棱鏡成像的CCD光學(xué)耦合器件將孔內(nèi)孔壁圖像以360°全方位連續(xù)顯現(xiàn)出來，利用計算機(jī)來控制圖像的采集和圖像的處理，實現(xiàn)模-數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。圖像處理系統(tǒng)自動地對孔壁圖像進(jìn)行采集、展開、拼接、記錄并保存在計算機(jī)硬盤上，再呈二維或三維的形式展示出來，即把從錐面反射鏡拍攝下來的環(huán)狀圖像轉(zhuǎn)換為孔壁展開圖或柱面圖。檢測原理見圖1。

圖1

1.2 檢測儀器

孔內(nèi)攝像系統(tǒng)包括孔內(nèi)攝像頭、信號采集儀、深度測量裝置、連接線纜、圖像分析軟件，并宜配置扶正器[2]。目前國內(nèi)普遍使用的孔內(nèi)攝像檢測儀主要是4D超高清全智能孔內(nèi)電視（GD3Q-GA型），系統(tǒng)集成度高，內(nèi)存大，采用一體機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計，速度快，效率高，軟件功能齊全，但儀器的穩(wěn)定性有待提高。儀器設(shè)備見圖2。

圖2 儀器設(shè)備實物圖

2 工程實例分析

2.1 實例1

廣東省深圳市福田區(qū)某地鐵項目建筑樁基設(shè)計等級為甲級，工程樁采用鉆（沖）孔灌注樁，樁端位于中等或微風(fēng)化花崗巖層，入巖深度大于3m，均為嵌巖樁。樁徑1200～1500mm，設(shè)計有效樁長大于20m，樁身混凝土強(qiáng)度等級為水下C35P12，單樁豎向承載力特征值為5000～10000kN。

依據(jù)深圳市地方標(biāo)準(zhǔn)《深圳市建筑基樁檢測規(guī)程》（SJG 09-2020），先采用低應(yīng)變法檢測樁身完整性，對有疑問的樁采取鉆芯法和孔內(nèi)攝像法進(jìn)行驗證。

2.1.1 低應(yīng)變法檢測結(jié)果

對XNZJ2a-4號樁低應(yīng)變法檢測結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)：實測信號樁底有同向反射信號，結(jié)合場地工程地質(zhì)條件、樁型、施工工藝、檢測經(jīng)驗等因素綜合判定[3]樁身完整性類別為Ⅲ類。實測信號見圖3。

圖3 XNZJ2a-4號樁低應(yīng)變法實測信號

2.1.2 鉆芯法檢測結(jié)果

為驗證低應(yīng)變法檢測樁身完整性結(jié)果，確定樁底沉渣厚度和鑒別樁端持力層巖土性狀，對XNZJ2a-4號樁進(jìn)行鉆芯法檢測驗證，共鉆1孔，鉆取芯樣照片見圖4。

圖4 XNZJ2a-4號樁芯樣照片

鉆芯法結(jié)果顯示，混凝土芯樣連續(xù)、完整、膠結(jié)好，表面光滑、骨料分布均勻、呈長柱狀、斷口吻合，樁端持力層達(dá)到中等風(fēng)化花崗巖，由于鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中高壓水沖洗，鉆芯法檢測無法判定樁底沉渣情況。按照《深圳市建筑基樁檢測規(guī)程》（SJG 09-2020）判定樁身完整性為Ⅰ類。

2.1.3 孔內(nèi)攝像法檢測結(jié)果

為了進(jìn)一步查明樁底與持力層的接觸情況，利用鉆芯孔對該樁進(jìn)行孔內(nèi)攝像法檢測，孔內(nèi)照片見圖5（僅截取34.4～34.9m）。

從圖5可清晰地發(fā)現(xiàn)樁底持力層存在破碎的情況，樁底與持力層接觸的位置有30mm沉渣。

圖5 XNZJ2a-4號樁樁底孔內(nèi)攝像照片

2.1.4 小結(jié)

由此可見，低應(yīng)變法能有效辨識灌注樁樁底存在軟弱，但無法確定是樁身質(zhì)量缺陷還是樁底持力層破碎；鉆芯法對于破碎的中等風(fēng)化花崗巖，要準(zhǔn)確判定樁底與持力層的接觸情況難度很大，容易引起誤判；而孔內(nèi)攝像法可直觀、清晰地反映出缺陷的位置、程度和形式，準(zhǔn)確測量樁底沉渣厚度，精準(zhǔn)鑒別樁底持力層巖土性狀，彌補(bǔ)了低應(yīng)變法、鉆芯法等傳統(tǒng)檢測方法的不足。

2.2 實例2

廣東省深圳市羅湖區(qū)的房建項目建筑樁基設(shè)計等級為甲級，基礎(chǔ)采用大直徑灌注樁基礎(chǔ)，有效樁長不小于6m，持力層為微風(fēng)化凝灰質(zhì)砂巖，樁身混凝土強(qiáng)度等級為C45。

2.2.1 低應(yīng)變法檢測結(jié)果

ZH54號樁距樁頂約1.52m存在輕微缺陷，嵌巖樁樁底無反射信號，樁身完整性判定為Ⅲ類。實測信號如圖6。

圖6 ZH54號樁低應(yīng)變法實測信號

2.2.2 鉆芯法檢測結(jié)果

混凝土芯樣連續(xù)、完整、膠結(jié)好，表面光滑、骨料分布均勻、呈長柱狀、斷口吻合，樁端持力層達(dá)到微風(fēng)化凝灰質(zhì)砂巖，樁身完整性判定為Ⅰ類。芯樣照片見圖7。

圖7 ZH54號樁芯樣照片

2.2.3 孔內(nèi)攝像法檢測結(jié)果

孔內(nèi)攝像照片顯示距樁頂2.55m和10.78m存在兩條不同程度的水平裂縫，樁底有70mm沉渣?？變?nèi)攝像法照片見圖8。

圖8 ZH54號樁樁底孔內(nèi)攝像照片

2.2.4 小結(jié)

該實例表明，低應(yīng)變法缺陷位置的判定存在一定誤差，相差約1m，且低應(yīng)變法無法檢測出第二個10.78m處相對更嚴(yán)重的缺陷。而且，鉆芯法無法檢測出水平裂縫，由于鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中高壓水沖洗，鉆芯法檢測也無法判定樁底沉渣情況。

2.3 實例3

廣東省深圳市坪山區(qū)的房建項目建筑樁基設(shè)計等級為甲級，采用旋挖方式成孔，樁長不小于6m，持力層為微風(fēng)化石灰?guī)r，入巖深度不小于0.5m，樁身混凝土強(qiáng)度等級為C35。

2.3.1 低應(yīng)變法檢測結(jié)果

6號樁樁身無缺陷反射波，但嵌巖樁樁底出現(xiàn)正向反射信號，樁身完整性判為Ⅲ類。實測信號見圖9。

圖9 6號樁低應(yīng)變法實測信號

2.3.2 鉆芯法檢測結(jié)果

混凝土芯樣連續(xù)、完整、膠結(jié)好，表面光滑、骨料分布均勻、呈長柱狀、斷口吻合，距樁底2m范圍內(nèi)持力層軟弱，不滿足設(shè)計要求，樁身完整性判定為Ⅳ類。芯樣照片如圖10。

圖10 6號樁芯樣照片

2.3.3 孔內(nèi)攝像法檢測結(jié)果

孔內(nèi)攝像照片顯示樁底存在軟弱情況，甚至形成空洞?？變?nèi)攝像法照片如圖11。

圖11 6號樁樁底孔內(nèi)攝像照片

2.3.4 小結(jié)

該實例表明，低應(yīng)變法進(jìn)行普查的初步結(jié)果確定樁底存在軟弱情況，但無法明確是樁身缺陷還是持力層軟弱；鉆芯雖然可以明確樁底持力層軟弱，但不夠直觀，不足以讓人信服；孔內(nèi)攝像法結(jié)果更加直觀，得到業(yè)主、監(jiān)理、施工方的一致認(rèn)可。

3 結(jié)語

⑴孔內(nèi)攝像法可直觀、清晰地反映出缺陷的位置、程度和形式，準(zhǔn)確測量樁底沉渣厚度，精準(zhǔn)鑒別樁底持力層巖土性狀，彌補(bǔ)了低應(yīng)變法、鉆芯法等傳統(tǒng)檢測方法的不足[4]。

⑵在基樁檢測過程中，對有疑問或問題的樁應(yīng)采用低應(yīng)變法、鉆芯法或聲波透射法、孔內(nèi)攝像法幾種不同的檢測方法綜合分析，以免出現(xiàn)漏判或誤判，從而降低工程質(zhì)量隱患。

⑶孔內(nèi)攝像法作為灌注樁質(zhì)量檢測中一種較為準(zhǔn)確、直觀的檢測方法，在建設(shè)工程領(lǐng)域的應(yīng)用還不夠普及，這主要是市場因素影響。質(zhì)量監(jiān)督管理部門可在施工質(zhì)量驗收體系當(dāng)中加入該檢測方法，并且制定出相應(yīng)規(guī)范，以促進(jìn)其廣泛應(yīng)用。