基樁完整性常用檢測方法概述

柏光山 王 迪

(貴州省建材產品質量監督檢驗院，貴州貴陽 550002)

0 引言

隨著建筑技術的發展，樁基礎在現代建筑中的作用越來越明顯。基樁的質量直接影響到上層建筑物的安全，因此對基樁進行準確的檢測是現代建筑技術發展的重要支撐條件。目前的檢測主要為基樁完整性檢測，方法主要有低應變法、聲波透射法、高應變法、鉆芯法等。對上述檢測方法的適用范圍及優缺點進行梳理有利于合理選取檢測方法，提高基樁檢測的效率和準確度。

1 高應變法

高應變法是指用重錘沖擊樁頂，實測樁頂部速度和力的時程曲線，通過波動理論分析，對基樁的抗壓承載力和完整性進行判定的方法。我國于20世紀80年代開始采用此種方法對基樁進行檢測，并以其工期短、成本低、效率高等特點得到了迅速的推廣［1］。但是高應變法對設備選型及操作過程要求較高。JGJ 106-2003建筑基樁檢測技術規范［2］等相關檢測規程中都對高應變法中涉及的工具、步驟做出了嚴格詳細的要求，目的就是為了保證試驗數據的準確性。雖然高應變法可以同時測量基樁的承載力和完整性，但是由于其影響因素較多，所以現行規范中一般規定高應變法不能用于試樁，且不能單獨用于工程驗收。

2 低應變法

低應變法主要是采用低能量瞬態或穩態激振方式在樁頂激振，記錄速度時程曲線，通過波動時域分析，對樁身完整性進行判定的檢測方法。低應變法檢測基樁發展較早，相關檢測規程的制定也較為成熟，住建部和地礦部在1995年就批準實施JGJ/T 93-1995基樁低應變動力檢測規程［3］，現行所有基樁檢測的規程中對低應變法的適用范圍、現場檢測、數據分析等都做了詳細的說明，有利于檢測人員素質的提高。檢測技術的發展及規程的建立進一步指導低應變法的完善，使低應變法成為現在較為成熟和可靠的檢測方法。

低應變法檢測基樁完整性存在一定的缺陷，首先，低應變法檢測基樁采用的理論依據是建立在一維線彈性桿件模型基礎上，因此低應變法要求基樁具有一定的長徑比，但地質條件或設計要求有時候導致基樁的長徑比較小，此時測得的曲線較差，準確度也較低。其次，低應變法通過低能量激振方式記錄基樁的缺陷，但激振的能量在基樁傳播過程中會存在一定程度的能量損失，會對深部缺陷及樁底反應不靈敏，使得采集曲線失真，對基樁完整性的判定造成干擾。第三，樁身存在多處缺陷時，由于多個反射波相互干涉，形成復雜波列，故對樁身缺陷的類型、程度及位置都難以做出準確的判斷。另外，影響低應變法準確性的因素較多，例如地質條件、成樁工藝、樁身混凝土養護齡期、樁頭浮漿、耦合劑效果等，這些因素的存在使檢測難度增大，對檢測人員的素質要求較高。這也是對于同一基樁不同檢測人員會出具不同檢測結果的原因。雖然低應變法檢測基樁完整性存在一定的缺陷，但低應變法同其他基樁檢測方法相比，具有檢測準備程序相對簡單，檢測過程較為迅速等優點，因此現在條件下低應變法檢測基樁還是最為主要的方法。

3 聲波透射法

聲波透射法是在聲測管中放置換能器，通過換能器之間發射和接收的高頻彈性脈沖波來判定基樁完整性的方法。聲波透射法能夠檢測基樁完整性是因為混凝土的強度與聲速存在混凝土強度高則聲速高的定性關系。當混凝土內存在缺陷時，脈沖波到達該界面時，產生波的透射和反射，使波的透射能力明顯降低;當混凝土內存在松散、蜂窩、孔洞等缺陷時，將產生波的散射和繞射;根據波的初次到達時間和波的能量衰減特征、波形畸變程度等特性，可以獲得樁身混凝土的聲學參數。測試記錄不同測試剖面、不同高度上的聲波動特征，經過處理分析就能判別測區內混凝土的參考強度和內部存在缺陷的性質、大小及空間位置［4，5］。

由于聲波透射法的原理與低應變法不同，所以聲波透射法不會受到樁長、樁徑的限制，可以較準確的顯示基樁內部缺陷的位置、范圍及嚴重程度等，檢測結果更為準確，尤其是大直徑超長樁等低應變法難以檢測的基樁其檢測效果更佳。

雖然聲波透射法的檢測結果較為可靠，但是它也存在一定的缺陷。首先，樁身缺陷程度與缺陷處聲波參數偏離臨界值的數值未建立確切的聯系，使得在缺陷程度的判斷上主觀隨意性較大。其次，由于工地條件、施工技術等影響，聲測管難以做到上下部分都平行，通常設定管距均為樁頂管距，與實際值可能存在較大偏差，使接受聲波的波速、頻率等發生變化，容易發生誤判。第三，由于施工不當或埋管后維護不好，堵管現象時有發生，使樁身堵管部分無法檢測，增大了基樁判定的不確定度，如果對未測部分盲目推測，會大大增大基樁使用的風險。所以，保持聲測管的平行和保證聲測管的施工質量，是施工單位應該重視的問題。否則，很可能會對樁身質量造成誤判，從而造成不必要的損失。

4 鉆芯法

鉆芯法是用鉆機在指定位置上鉆取基樁芯樣，觀察通過芯樣判定基樁的樁長、樁身缺陷、沉渣厚度以及樁身混凝土的強度等，從而對基樁進行判定的方法。鉆芯法不受場地的限制，所以特別適用于大直徑混凝土基樁。鉆芯法具有直觀、準確度高等優點，是各種方法中對基樁進行判定最準確的方法;各項基樁檢測相關標準中均把此種方法作為最終的驗證方法。

但是鉆芯過程會對基樁造成一定的破壞，甚至影響到整個基樁的性能，為此，CECS03:2007鉆芯法檢測混凝土強度技術規程［6］中對鉆芯的位置、數量、大小，芯樣加工等都作了較為詳細的說明。

5 結語

隨著現代建筑的發展，其施工條件、施工過程等都日益復雜，在關鍵位置或復雜情況甚至需要采用多種檢測手段進行驗證才能保證基樁檢測結果的準確性。

［1］ 李麗萍.大直徑鉆孔灌注樁高應變動力檢測技術研究及推廣應用［D］.北京:中國地質大學，2006.

［2］ JGJ 106-2003，建筑基樁檢測技術規范［S］.

［3］ JGJ/T 93-1995，基樁低應變動力檢測規程［S］.

［4］ 羅津輝.基樁檢測技術指南［M］.北京:中國科學研究院武漢巖土力學研究所，1994.

［5］ 張 宏，鮑樹峰，馬 曄.大直徑超長樁樁身缺陷的超聲波透射法檢測研究［J］.公路，2007(3):69-72.

［6］ CECS 03∶2007，鉆芯法檢測混凝土強度技術規程［S］.