淺談人工挖孔灌注樁檢測

趙樂徐偉

一、概述

人工挖孔灌注樁（簡稱挖孔樁）適用于工程地質和水文地質條件較好且持力層埋藏較淺、單樁承載力較大的工程。如沒有可靠的技術和安全措施，不得在地下水位高（特別是存在承壓水時）的沙土、厚度較大的淤泥質土層中進行挖孔樁施工。挖孔樁的孔深一般不宜超過40m。當樁長L≤8m時，樁身直徑（不含護壁，下同）不應小于0.8m；當樁長為8m

近幾年，由于挖孔樁成樁質量相對可靠、施工成本較低，廣泛用于高層建筑物的基礎。但基樁工程畢竟屬于隱蔽工程，保證其質量比較困難，為了使建筑物的結構質量安全可靠，應對單樁豎向抗壓承載力及樁身質量進行全面科學的檢測。

文中介紹了挖孔樁的單樁豎向抗壓承載力和完整性檢測，簡單描述了單樁豎向抗壓、深層平板載荷、低應變法、聲波透射法及鉆芯法的試驗方法及原理。通過工程實踐指出了基樁檢測的方向應當是多種方法聯合應用，從而更有利于全面評價基樁質量。

二、基樁檢測的方法及原理

1.單樁豎向抗壓靜載試驗

確定單樁豎向抗壓極限承載力；判定豎向抗壓承載力是否滿足設計要求；通過樁身內力及變形測試、測定樁側、樁端阻力；驗證高應變法的單樁豎向抗壓承載力檢測結果。

主要采用維持荷載法。加載使用油壓千斤頂，反力裝置通常有上部堆荷載法、錨樁法、堆錨結合法。測量沉降系統為位移測試表（百分表、千分表、高精度位移傳感器）。具體做法是按一定要求將荷載等量分級加到試樁上，每級荷載保持不變，直至樁頂下沉降量達到一定穩定標準，然后加載下一級荷載，最大加載量為預估極限承載力或者特征值的2倍，再分級卸荷，直至荷載卸完，同時觀察每一時段的沉降量。

為確定單樁極限荷載，一般要繪制 Q-s，s-lgt等曲線（Q荷載，s沉降量，t時間），然后根據規范規定，結合曲線走勢，確定承載力。

2.深層平板載荷試驗

深層平板載荷試驗可確定大直徑樁樁端土層在承壓板下應力主要影響范圍內的承載力。

深層平板載荷試驗的承壓板一般采用直徑為0.8m的剛性板，試驗前把經過實驗室標定過的千斤頂和承壓板制作成一個荷載箱，在樁未澆注前即放在樁端底部，并把預留的測量管、進油管、注漿管引上地面，然后再澆注混凝土。成樁達到一定齡期后，即可進行試驗。試驗時通過預留的進油管向千斤頂施加壓力，并由地面上安置在油泵上的壓力表控制力值，通過預留的測量管測讀荷載板的沉降量。

3.低應變法

檢測樁身缺陷及其位置，判定樁身完整性類別。

工程中絕大多數樁具有樁長大于樁徑這一特點，其原理是將嵌入土中的樁看作為阻尼介質中上端自由、下端彈性聯結的一維彈性桿件。當在樁頂施加一瞬態激振后，樁頂將產生縱向振動，彈性應力波沿著樁身向下傳播，如果遇到樁體內存在明顯波阻抗差異的界面（樁端、斷裂、離析等部位）或樁身截面變化處（縮徑、擴徑）將產生反射波，并被安裝在樁頂上的傳感器所接收。這樣通過對采集到的樁身內反射波時域信號特征的分析并結合頻譜特性進行研究，即可對基樁質量進行判別。

4.聲波透射法

檢測灌注樁樁身缺陷及其位置，判定樁身完整性類別。

聲波透射法適用于預埋聲測管的混凝土灌注樁樁身完整性檢測。聲測管埋設數量一般依據樁體直徑的大小來確定，通常有2管、3管、4管布置形式。

試驗時將發射和接受換能器分別放入樁身預埋充水的聲測導管中，沿著樁身不同高程測出超聲波在混凝土中傳播時間、波幅、波形等物理參數。由于混凝土是一種相對均質的彈塑性介質，超聲波在相對均勻混凝土中等距離傳播時，聲學參數具有相對的穩定性。

在樁身質量可疑的測點周圍，應采用加密測點，或采用斜測、扇形掃測進行復測，進一步確定樁身缺陷的位置和范圍。

當混凝土中存在某種缺陷（如蜂窩、孔洞、夾層等）時，由于缺陷破壞了聲通道路的連續性，使聲波能量衰減較大，波幅變小、波形畸變等。這種因混凝土缺陷而造成的聲能衰減與混凝土本身質量隨機波動有著本質的區別。

因此，可以用聲學參數與混凝土質量相對應的關系來判定樁體混凝土內部缺陷的性質、大小和位置。

5.鉆芯法

檢測灌注樁樁長、樁身混凝土強度、樁底沉渣厚度，判斷或鑒別樁端巖土性狀，判定樁身完整性類別。

受檢樁混凝土齡期達到28d或預留同條件養護試塊強度達到設計要求。樁徑小于1.2m的鉆1孔，樁徑為1.2～1.6m的鉆2孔，樁徑大于1.6m的鉆3孔。鉆1孔時，開孔位置宜在距樁中心10～15cm位置開孔；當鉆孔為2個或2個以上時，開孔位置宜在距樁中心0.15D～0.25D內均勻對稱布置。

每次進尺宜控制在1.5m以內；鉆至樁底時，宜采取適宜的鉆芯方法和工藝鉆取沉渣并測定沉渣厚度，并采用適宜的方法對樁端持力層巖土性狀進行鑒別。

鉆取的芯樣由上而下按回次順序放進芯樣箱中，芯樣側面標明回次數、塊號、本回次總塊數，并對芯樣質量進行描述。

鉆芯結束后對芯樣和標有工程名稱、樁號、鉆芯孔號、芯樣試件采取位置、樁長、孔深、檢測單位名稱的標示牌的全貌進行拍照。

每組芯樣應制作3個芯樣抗壓試件進行抗壓強度試驗。

三、各種檢測方法綜合分析

挖孔樁承載力的檢測方法主要還是以靜力載荷試驗為主，它是通過模擬上部荷載直接作用于單樁之上，假設單樁實際受力狀態，目前是公認的最直觀、最可靠的試驗方法，但其檢測周期長、檢測成本高、場地要求高、不能大面積普查、不能評定樁身局部缺陷和樁身強度的均勻性，也有很大的弊端。

深層平板載荷試驗是樁端巖層承載力檢測，實為巖基承載力檢測，是對單樁承載力的一種間接檢測，不夠直觀，存在一定誤差。

挖孔樁的完整性檢測以低應變為主，檢測范圍廣、技術成熟、檢測成本低，保證了樁身質量檢測的可靠性，可也存在一定局限性，對于缺陷出現部位較深，樁側阻力較強，也無能為力。

聲波透射可直接測得樁身混凝土均勻性、樁底膠結情況，可實測面積較小、無法測得樁身整體縮頸和判斷樁底沉渣情況。

鉆芯檢測可直接觀察完整性，可將芯樣做成試件驗證樁身混凝土強度，但試驗周期長，對樁身擾動很大，屬于有損檢測，抽檢范圍有限。

四、結語

各種檢測方法都有利有弊，在檢測過程中宜揚長補短，互相論證，才能提高挖孔樁檢測結果的可靠度，確保工程質量。

基樁檢測質量關系生命，必須要嚴格按照規范要求，堅持公正、科學、嚴謹、實事求是的態度，重視檢測過程中出現的每一個細節，為社會盡責，為人民把關