摘 要：樁基施工在巖土工程中應(yīng)用廣泛，它具有隱蔽性、施工難度大、質(zhì)量控制要求高的特點(diǎn)。樁基施工質(zhì)量的優(yōu)劣會對工程的整體質(zhì)量與后續(xù)施工的安全性造成很大程度的影響，必須引起重視。為了保證樁基施工質(zhì)量，需要結(jié)合實(shí)際情況選擇具有針對性且行之有效的檢測方法對樁基質(zhì)量進(jìn)行檢測與判斷。本文就針對巖土工程樁基檢測技術(shù)的實(shí)踐進(jìn)行研究與探討。

關(guān)鍵詞：巖土工程；樁基檢測技術(shù)；應(yīng)用；實(shí)踐

一、樁基檢測的重要性與內(nèi)容

（一）樁基檢測的重要性

在巖土工程之中，如果地基承載力不足，為了對地基基礎(chǔ)的承載能力進(jìn)行提升，防止建筑物沉降并提升建筑物對于復(fù)雜條件地層的適應(yīng)性，需要進(jìn)行樁基施工作業(yè)。近年來，隨著行業(yè)的進(jìn)步與工程要求的提高，用樁量也得到了很大程度的提高。對于樁基工程而言，它屬于隱蔽工程，施工技術(shù)具有復(fù)雜性，且施工工藝與施工流程的銜接十分緊密，施工難度較大。如果出現(xiàn)斷樁等質(zhì)量缺陷，不僅會對工程的整體質(zhì)量造成不良影響，同時也無法保證后續(xù)施工的安全性。因此，通過科學(xué)合理且具有針對性與適應(yīng)性的樁基檢測技術(shù)，可以對樁基的成孔質(zhì)量、承載能力以及完整性進(jìn)行檢測，以規(guī)避樁基施工缺陷，對于工程質(zhì)量的提高與施工作業(yè)的安全性具有十分重要的意義。

（二）樁基檢測的主要項(xiàng)目內(nèi)容

樁基檢測的具體內(nèi)容主要包含三個重要項(xiàng)目：一是成孔質(zhì)量。在開展巖土工程作業(yè)的過程中，樁基成孔質(zhì)量是樁基質(zhì)量的重要影響因素，如果成孔直徑不滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，會對樁基的承載力造成不良影響，或者導(dǎo)致樁基上部阻力增加，進(jìn)而促使下部樁基的承載力無法得到有效的發(fā)揮。正是因?yàn)槌煽状笮苯佑绊懙綐痘|(zhì)量，所以在對樁基進(jìn)行檢測時，成孔質(zhì)量是重要的檢測內(nèi)容之一，具體需要檢測孔的深度、位置、垂直度等參數(shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)值。二是樁基承載力。承載力是評判樁基質(zhì)量的主要指標(biāo)，若承載力不足，在影響工程質(zhì)量的同時也會埋下安全隱患。三是樁基結(jié)構(gòu)完整性。樁基在需要具備足夠承載力的同時，對于樁身的截面尺寸、長度、強(qiáng)度以及整體致密性也有一定的要求，我們將這些重要參數(shù)合稱為樁基結(jié)構(gòu)完整性。

二、巖土工程中樁基檢測的常用技術(shù)與方法

（一）超聲波透射法

超聲波透射法簡稱超聲波法，其檢測原理如下：通過檢測超聲波在相關(guān)材料中傳播時的傳播速度進(jìn)行檢測，來對被測材料的特性與變化情況進(jìn)行判斷，由此得到灌注樁樁身的缺陷情況以及缺陷存在的具體位置，實(shí)現(xiàn)對于樁身完整性的有效判定。超聲波透射法這一樁基檢測技術(shù)具有檢測細(xì)致、限制因素較少的優(yōu)勢。但它也存在著一定的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在三個方面：首先，利用超聲波法需要預(yù)埋聲測管，檢測前的工作相對復(fù)雜；其次，超聲波法的應(yīng)用成本高；最后，超聲波法無法對樁基缺陷進(jìn)行定量判斷。

（二）鉆芯法

鉆芯法也是一種較常使用的樁基檢測方法，它是利用巖芯鉆探技術(shù)以及相關(guān)工藝，對現(xiàn)澆混凝土灌注樁的樁身與持力層進(jìn)行鉆芯取樣操作，并對獲得的芯樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，然后在此基礎(chǔ)之上根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果與芯樣的表觀質(zhì)量對樁的質(zhì)量進(jìn)行綜合評定，從而較為直觀地了解到灌注樁樁長、樁底沉渣厚度、樁身混凝土強(qiáng)度等相關(guān)信息。這一樁基檢測方法具有直觀性強(qiáng)、可靠性高的優(yōu)勢，但它也具有施工不方便、效率低、成本大的特點(diǎn)，同時也不屬于無損檢測的范疇。

（三）靜荷載試驗(yàn)法

這一檢測方法又可以細(xì)分為三種：第一種是單一樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，它既可以對單樁豎向的抗壓極限承載力進(jìn)行測定，又可以測出樁側(cè)與樁端的阻力，同時它還被用于高應(yīng)變法單樁豎向抗壓承載力檢測的驗(yàn)證；第二種是單樁水平靜載試驗(yàn)，它可以對單樁水平臨界與極限承載力、樁身的彎矩與撓度、推定土抗力參數(shù)進(jìn)行檢測；第三種是單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)，主要針對單樁豎向抗拔極限承載力與樁的側(cè)摩阻力進(jìn)行檢測。靜荷載試驗(yàn)法存在一定程度的限制，因?yàn)樗x散性相對較大，因此并不適用于高承載力的樁基檢測。除此之外，這一檢測方法成本較高，且耗費(fèi)的人力、時間、成本也較多。

（四）低應(yīng)變法

低應(yīng)變法即低應(yīng)變反射波法，它是運(yùn)用樁頭瞬態(tài)激振、樁頭信號接收的一維波動理論來對樁頂加速度或者速度響應(yīng)時域曲線進(jìn)行實(shí)測與分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對于樁基完整性的合理判定。低應(yīng)變法的檢測項(xiàng)目主要包含兩個方面，一方面是對于樁身缺陷位置的檢測，另一方面是判定樁身完整性類別。這一測試方法操作相對簡便，而且檢測出的結(jié)果具有較高的可靠性，在檢測成本上也有一定的優(yōu)勢。但它也有局限性，例如當(dāng)樁頭混凝土比較松軟時，樁底的反射信號獲取存在一定難度，在對擴(kuò)頸、縮頸等緩慢變化的樁身缺陷進(jìn)行檢測時，界面處的反射信號并不理想，可能會出現(xiàn)判定遺漏或失誤的情況。除此之外，低應(yīng)變法也無法對相關(guān)缺陷進(jìn)行定量分析。

（五）高應(yīng)變法

高應(yīng)變法也是應(yīng)力波反射法的一種，它是利用錘擊系統(tǒng)施加一個豎向瞬態(tài)沖擊荷載作用于樁頂之上，而施加的這一力與樁的實(shí)際應(yīng)力水平接近，在其作用之下樁體會產(chǎn)生十分明顯的加速度和慣性力，進(jìn)而促使樁與土之間產(chǎn)生相對位移，在這種情況下，樁側(cè)摩阻力與端阻力被激發(fā)。同時在樁的兩側(cè)距樁頂?shù)囊欢ň嚯x之內(nèi)安裝對稱的力與加速度傳感器，用于對力與樁-土系統(tǒng)響應(yīng)信號的測量。接收到的響應(yīng)信號不僅能夠?qū)?土特性進(jìn)行一定程度的反映，而且與動載作用強(qiáng)度、頻譜成分、持續(xù)時間存在著密切的關(guān)聯(lián)性，這樣就可以對單樁承載力以及樁身結(jié)構(gòu)的完整性進(jìn)行有效的計(jì)算與分析。

三、樁基檢測技術(shù)在巖土工程中的具體應(yīng)用

（一）工程概況

某高層建筑的樁基工程中，總樁數(shù)量為101根，且都是嵌巖樁，樁直徑為800mm。依據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，樁端應(yīng)該嵌入中風(fēng)化閃長巖或者中風(fēng)化灰?guī)r大于2倍的樁徑，在正式開展混凝土澆筑作業(yè)之前，要確保樁底沉渣厚度控制在50mm以下。在樁基檢測之前，我們做好了詳細(xì)的規(guī)劃，首先明確了樁基檢測的目的，充分結(jié)合了工程的實(shí)際情況，綜合考慮各方面的影響因素，決定采用兩種或兩種以上具有較強(qiáng)適用性的檢測方法與技術(shù)完成樁基檢測作業(yè)，以達(dá)到項(xiàng)目補(bǔ)充與驗(yàn)證的效果，進(jìn)而對檢測的準(zhǔn)確性做出有效提升。

（二）成孔質(zhì)量檢測

在進(jìn)行成孔質(zhì)量檢測作業(yè)中，需要運(yùn)用到的設(shè)備儀器為沉渣測定儀、孔徑儀、深度記錄儀、孔口車等。具體的檢測項(xiàng)目及檢測結(jié)果如下：一是孔深。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，孔洞深度預(yù)定為11.27mm至12.78mm之間，實(shí)際檢測得出的孔深范圍在11.45mm至12.98mm之間，超過了設(shè)計(jì)的預(yù)定值。二是孔徑。運(yùn)用孔徑儀測得的結(jié)果為：局部最小孔徑在478.11mm至498.34mm之間，局部最大孔徑在546mm至632mm之間。三是沉渣厚度。經(jīng)檢測，該工程孔底沉渣厚度處于85mm至110mm的范圍，所有基樁沉渣厚度均在155mm以下。四是垂直度。對所有基樁的垂直度進(jìn)行測量，得出的結(jié)果為0.56%至0.89%，均控制在1%以下。對成孔質(zhì)量相關(guān)重要參數(shù)進(jìn)行了實(shí)際檢測，得出的結(jié)果均符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)規(guī)范要求。

（三）靜載試驗(yàn)檢測

選擇5根樁作為試驗(yàn)樁，并分別進(jìn)行單樁豎向靜載試驗(yàn)。試驗(yàn)所運(yùn)用的是成套靜載試驗(yàn)設(shè)備，具體包含主機(jī)、控載箱、中繼器、位移傳感器、千斤頂?shù)?。靜載試驗(yàn)檢測具體流程如下：首先在試樁的頂部設(shè)置好千斤頂，然后依次放置主梁與次梁，同時將次梁與錨樁進(jìn)行有效連接。這些操作完成之后，按照快速維持荷載法對樁進(jìn)行加載，即在操作的過程中逐級增加荷載，對每次的加荷時間進(jìn)行控制，本次試驗(yàn)選擇為2.5h，在每次加荷完成之后，等待20min對相關(guān)數(shù)值進(jìn)行讀取。共設(shè)置9個級別的加荷等級，每一級的荷載量固定為500KN。運(yùn)用靜載試驗(yàn)檢測方法對5根試樁進(jìn)行檢測之后，得出結(jié)果：5根試樁的最大承載力為3500KN，級差的最大值為0，試驗(yàn)結(jié)果表明該工程的單樁承載力滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求。

（四）高應(yīng)變動力檢測

選擇15根基樁開展高應(yīng)變動力檢測作業(yè)，檢測所用到的設(shè)備為動測分析系統(tǒng)，它是由A/D轉(zhuǎn)換器 、力傳感器、加速度傳感器、微機(jī)等構(gòu)件共同組成，此檢測方法的操作流程如下：分別將2個加速度傳感器和2個應(yīng)變力傳感器安裝于基樁的側(cè)邊，且保持兩者安裝位置的對稱性。然后用大錘對樁頂進(jìn)行砸擊操作，在這一過程中會產(chǎn)生一定的加速度與力信號，這時候便可以運(yùn)用動測分析系統(tǒng)對其進(jìn)行放大轉(zhuǎn)換處理，使得產(chǎn)生的加速度與力信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，數(shù)字信號最終會被傳輸至微機(jī)，經(jīng)軟件處理技術(shù)處理之后存于磁盤之中。得到被轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號之后，就可以在回放的過程中進(jìn)行曲線擬合分析，進(jìn)而得到單樁豎向最大承載力的檢測值。在本工程的高應(yīng)變動力檢測試驗(yàn)中，測得15根樁基的單樁豎向最大承載力在2435KN至2657KN之間，平均值為2312KN，滿足工程施工的預(yù)定值。

（五）低應(yīng)變動力檢測

選擇45根樁開展低應(yīng)變動力檢測作業(yè)，檢測過程中應(yīng)用到的儀器設(shè)備主要有動測分析系統(tǒng)、加速度傳感器、力棒等。具體操作流程為：在樁頂之上設(shè)置加速度傳感器，在錘擊作用之下，會產(chǎn)生加速度信號，然后運(yùn)用動測分析系統(tǒng)對加速度進(jìn)行一定程度的檢測與轉(zhuǎn)換，使其成為數(shù)字信號并向微機(jī)進(jìn)行傳輸，微機(jī)對數(shù)字信號處理之后會將測量波形顯示出來。在被測量的45根樁的每根樁上都設(shè)置一個采集點(diǎn)，每個點(diǎn)采集5至6個信號。上述操作完成之后，就可以在時域內(nèi)對磁盤存儲的信號信息進(jìn)行處理，并在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)對于不同部位反射信號的有效分析。低應(yīng)變動力檢測得到的結(jié)果為：45根被測樁中，42根為一類樁，3根為二類樁，其中3根二類樁達(dá)不到施工要求標(biāo)準(zhǔn)，需要及時結(jié)合實(shí)際情況，并采取針對性措施做出合理調(diào)整。

四、樁基檢測技術(shù)的展望

隨著時代的進(jìn)步與科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，樁基檢測技術(shù)取得了很大程度的發(fā)展，并呈現(xiàn)出多樣性的特點(diǎn)，在樁基檢測工作中，可以采取不同的檢驗(yàn)技術(shù)與方法進(jìn)行相互驗(yàn)證與補(bǔ)充，對樁基檢測的準(zhǔn)確性作出了一定程度的提升。然而，就現(xiàn)階段而言，樁基檢測技術(shù)仍然存在著一些不足，主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面，在非原位測試的樁基檢測中，受到波速因素的影響，樁身缺陷的檢測存在一定的誤差。在完整性分類判定方面，人為因素所造成的影響較大，且無法對樁體缺陷程度進(jìn)行定量分析。另一方面，在原位測試的樁基檢測之中，對于諸如排水條件、應(yīng)力條件等邊界條件的控制存在較大的難度。且在目前技術(shù)環(huán)境之下，所測得的數(shù)據(jù)是間接與工程實(shí)際情況建立聯(lián)系的，而建立聯(lián)系的方式為統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這里面難免會存在一些誤差。

由此可見，雖然樁基檢測技術(shù)發(fā)展很快，但現(xiàn)階段的樁基檢測技術(shù)仍然是不完善、不成熟的。不過隨著相關(guān)理論知識的豐富、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不斷總結(jié)、關(guān)聯(lián)性科學(xué)技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，我們有理由相信，樁基檢測技術(shù)的檢測準(zhǔn)確性將會越來越高，各項(xiàng)技術(shù)也會逐步完善與成熟。本文提出如下幾點(diǎn)關(guān)于樁基檢測的建議：一是進(jìn)一步提升樁基檢測工作的規(guī)范性與系統(tǒng)性，從思想上轉(zhuǎn)變態(tài)度，樹立質(zhì)量控制意識。二是充分結(jié)合實(shí)際情況，并在此基礎(chǔ)之上對各項(xiàng)影響因素進(jìn)行綜合性考慮，用多種檢測技術(shù)與方法開展檢測工作，相互驗(yàn)證，以盡量提升樁基檢測的準(zhǔn)確性。三是在常用的樁基檢測技術(shù)之中，低應(yīng)變動力檢驗(yàn)具有較多優(yōu)點(diǎn)，利用動測可以對大部分樁進(jìn)行判定，且具有一定的準(zhǔn)確性和可靠性。然而運(yùn)用這一檢測方法所獲得的測試曲線具有多解性，再加之易被其他因素影響，導(dǎo)致少數(shù)樁的檢測波形呈現(xiàn)出異常情況，進(jìn)而無法做出準(zhǔn)確性的缺陷判斷?；谶@種情況，可對有疑問的樁采用超聲波法與鉆芯法進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果進(jìn)行對比，做出合理驗(yàn)證。四是現(xiàn)階段，依據(jù)聲學(xué)參數(shù)特征對于缺陷類型的判斷并不是十分明確，明確聲學(xué)參數(shù)與缺陷類型之間的具體對應(yīng)關(guān)系將成為今后研究的重要方向，如果攻克這一難題，超聲波檢測法在樁基檢測中將會有十分廣泛的應(yīng)用。

結(jié)束語

樁基質(zhì)量是確保工程整體質(zhì)量與后續(xù)施工安全性的保障，做好樁基檢測工作很有必要也十分重要，具有現(xiàn)實(shí)意義與經(jīng)濟(jì)意義。在樁基檢測的過程中，需要充分結(jié)合工程的實(shí)際情況，選擇針對性與適用性較高的一種或者多種樁基檢測技術(shù)進(jìn)行檢測，確保樁基承載力與完整性符合設(shè)計(jì)要求。除此之外，相關(guān)單位還應(yīng)該盡量提升檢測的準(zhǔn)確性與可靠性。

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