建設工程樁基質量檢測技術研究

摘 要:樁基是建筑物的重要組成部分，其質量的好壞直接關系到建設工程的安全問題，而樁基檢測是保證建筑安全并對其進行加固處理的的重要手段和前提。為有效解決上述問題，本文提出了缺陷樁的判斷依據及樁基的成孔、成樁質量檢測技術，以為保障建設工程的質量安全提供技術手段和決策依據。

關鍵詞:建設工程 樁基 檢測技術

中圖分類號:TU473文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(b)-0029-01

1 引言

鑒于建設工程高強度地基處理的需要，樁基礎以其承載能力高、抗震性能好等優點在建設工程中得到廣泛使用。樁基是建筑物的重要組成部分，其主要作用是穿過軟弱土層，將上部結構的荷載傳到深層穩定堅硬、可壓縮性小的土層，以減少基礎和建筑物的不均勻沉降，對于保障工程安全發揮著重要的作用。因此，樁基質量的好壞直接關系到建設工程的安全問題，如果樁基因為質量不合格而發生事故，將使得建設工程的加固難度相當大，因而樁基的質量對整個建設工程的安全性起著決定性作用。據不完全統計，我國每年樁基用量約為百萬根，樁基施工中樁身出現質量缺陷的概率高達15%-20%。所以，樁基檢測就成了保證建設工程質量的一個重要措施。樁基檢測是對單樁承載力、樁身完整性進行全面評價的基本手段，以確定樁基工程是否合格，并進而提出對不合格樁基的補強方案。而我國現行的《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》(GB 50202)和《建筑基樁檢測技術規范》(JG J106)對于建設工程的樁基承載力及樁身完整性檢測也提出了強制性要求。

2 樁基檢測及缺陷樁的判斷

建設工程樁基礎屬于隱蔽性工程，其施工工序多，施工難度大，成樁質量和承載力受周圍環境及施工過程等眾多因素的影響，因此，樁基的施工質量很難保證。目前，我國建設工程樁基中多采用鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁的施工分為成孔和成樁兩個基本環節。為此，對樁基的檢測便可從成孔質量和成樁質量兩方面入手，而成樁質量檢測又可分為承載力檢測和樁身完整性檢測。

鉆孔灌注樁是在地下或水下成孔、灌注混凝土，加之所采用的成孔方法、所處地質條件以及混凝土澆注時間不同等因素的影響，鉆孔灌注樁極易出現斷樁、縮頸、擴頸、離析等缺陷。在樁基檢測中，通常按照樁基的缺陷程度將其分為4類[1]:一類樁:樁身結構完整，樁徑均勻，混凝土密實，反射波波形規整，上下幅值對稱，符合自由振動指數衰減規律;二類樁:樁身基本完整，樁徑略有變化(輕度縮頸)，反射波波形欠規整，上下幅值基本對稱，近似于自由振動衰減規律;三類樁:樁身完整性差，樁身局部斷裂，嚴重縮頸或混凝土嚴重離析，反射波波形不規整，上下幅值不對稱，波形曲線不按自由振動衰減;四類樁:樁身完整性極差，判斷為斷樁，反射波波形極不規整，上下幅值極不對稱，波形紊亂，不符合自由振動衰減規律。

3 樁基檢測技術

3.1 樁基成孔質量檢測技術

樁基施工過程中，成孔質量的好壞將直接影響到混凝土澆注后的成樁質量:樁孔的上部擴頸將導致成樁上部側阻力增大，而下部側阻力又不能完全發揮，同時使得單樁的混凝土澆注量增加;樁孔的孔徑偏小則使得成樁的側摩阻力減少，從而導致整樁的承載能力降低;而樁孔偏斜可在一定程度上改變樁豎向承載受力特性，最終削弱樁基承載力的有效發揮;樁底沉渣過厚可使得樁長減少，對于端承樁則直接影響樁尖的端承能力。因此，成孔質量檢測對于控制成樁質量尤為重要，成孔質量檢測指標主要包括樁孔位置、孔深、孔徑、垂直度、沉渣厚度等。

3.2樁基成樁質量檢測技術

1)樁基承載力檢測技術 樁基的承載力與荷載加載速率有很大關系，目前用于樁基承載力檢測的方法主要有靜荷載試驗法和高應變動測法。靜荷載試驗法包括基樁豎向和水平承載力檢測，工程中多用到豎向靜荷載試驗，優點是其受力條件比較接近樁基礎的實際受力狀況，因此其檢測精度高，相對誤差在10%范圍內，主要適用于工程試樁的承載力檢測。樁基高應變動測法，就是利用重錘對樁頂進行瞬態沖擊，使樁周土產生塑性變形，在樁頭實測力和速度的時程曲線上，通過應力波理論分析得到樁土體系的有關參數，揭示樁土體系在接近極限階段時的工作性能，分析樁身質量，從而確定樁的極限承載力。

2)樁基完整性檢測技術 樁身的完整性檢測是樁基檢測的重要內容，主要包括樁身的無縮頸、斷樁、夾泥、空洞、離析等缺陷的檢測。目前，用于樁身完整性檢測的方法主要有低應變反射波法和超聲波透射法。低應變反射波法首先假設樁基為等截面細長桿，四周無側阻力作用，通過對樁頂施加一瞬時錘擊力，引起樁身及周圍土體的微幅振動，頂端受激振力沖擊后，樁頂處壓力波以波速C向樁底傳播，傳遞過程符合一維波動數學模型，桿件變形與受力成正比，當混凝土內存在缺陷面時，缺陷面形成波阻抗界面，當波到達該界面時，產生的透射和反射將使樁頂接收到的反射波能量發生變化[2]。這時用儀表實測得到樁頂部的速度時程曲線或速度導納曲線，便可利用波動理論或機械阻抗理論對記錄結果加以分析，從而達到檢驗樁基施工質量、判斷樁身完整性、預估基樁承載力等目的。

由于樁基混凝土是由多種材料組成的多相非勻質體，對于正常的混凝土，聲波在其中傳播的速度是有一定范圍的。超聲波透射法檢測樁身結構完整性時就是利用上述特征，由超聲脈沖發射源向混凝土內發射高頻彈性脈沖波，并用高精度的接收系統記錄該脈沖波在混凝土內傳播過程中的波動特性。如果樁基混凝土內存在不連續界面，缺陷面便會形成波阻抗界面，脈沖波到達該缺陷面時，就會產生波的透射和反射，使接收到的透射波能量明顯降低;而當混凝土內存在松散、蜂窩、孔洞等嚴重缺陷時，將產生波的散射和繞射。所以，便可根據波的初至到達時間和波的能量衰減特性、頻率變化及波形畸變程度等特征，獲得測區范圍內混凝土的密實度參數，利用超聲波在樁基混凝土中傳播的聲學參數，如聲速、頻率、振幅的變化及波形來分析樁身混凝土的連續性及斷層、夾砂、蜂窩等缺陷的大小、位置的變化，來分析判斷樁身混凝土質量[3]。超聲波透射法用于檢測樁身完整性、判定樁身缺陷程度并確定其位置，具有儀器輕便、抗干擾能力強、結果直觀可靠的優點，在工程上應用日益廣泛。

4 結語

根據樁基工程的澆筑過程，本文提出了樁基的成孔質量檢測及成樁質量檢測兩個步驟，給出了缺陷樁的判定依據，并分別研究了成孔質量及成樁質量的主要檢測技術，研究成果可為保障建設工程安全并為其提出加固方案提供理論依據與技術手段。

參考文獻

[1]李文忠，吳恩蘭，宋國梁.淺析樁基低應變檢測的技巧[J].工程管理:125.

[2]許有俊，陶連金，張波.低應變反射波法在震后梁橋樁基檢測中的應用[J].鐵道建筑，2010，(4):4-6.

[3]尹利兵.建筑工程中樁基質量檢測[J].中國高新技術，2010，(6):120-121.