簡述基樁低應變法檢測在工程質量監督管理中的應用

【摘要】樁基礎是現代建筑工程中最常用的基礎形式之一，但基樁由于其施工環境及工藝的特殊性，其成樁質量往往受到各種因素的巨大影響。基樁低應變法作為建筑工程樁基檢測的重要方法之一，被廣泛應用于普查基樁樁身結構完整性，在工程質量監督管理中具有非常重要的作用。本文以廣東省肇慶市某地近年的樁基工程為例，簡述基樁低應變法檢測在工程質量監督管理中的應用。

【關鍵詞】基樁；低應變法；建筑質量管理

1.簡析基樁低應變法

基樁是建筑工程樁基礎的基本組成單元，也是樁基礎的核心要素。隨著社會經濟的發展，各式社會建筑越來越趨向于采用樁基礎作為工程的主要承重方式。于是在工程質量監督管理中，如何有效地大面積地對基樁質量進行檢測評估，越顯重要突出。

目前基樁的質量檢測主要包括樁的承載力以及樁身結構完整性兩個方面。常用的樁基質量檢測方法主要有靜載法、高應變法、低應變法、聲波透射法、鉆芯法五種。而低應變法是目前在檢測樁身結構完整性方面，使用最廣泛，操作最簡便，普查實用性最強的檢測手段。

基樁低應變法是指采用低能量瞬態或穩態激振方式在樁頂激振，實測樁頂部的速度時程曲線或速度導納曲線，通過波動理論分析或頻域分析，對樁身結構完整性進行判定的檢測方法。它的基本原理是通過在樁頂施加激振信號產生應力波，該應力波沿樁身傳播過程中，遇到不連續界面，如灌注樁中的蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞，或者預制管樁中的接縫、斷裂等缺陷，將產生反射波，通過檢測和分析反射波時、幅值和波形特征，就能判斷樁的樁身結構完整性。

2.在工程質量監督管理中常發現的工程基樁質量問題

作為建筑工程中最重要的隱蔽工程，基樁工程的質量一直是建筑工程質量監督管理中的重要關注點。基樁的質量問題，通常產生于勘察、設計、施工，或者基樁施工完畢后的環境變異等原因。工程地質勘察報告提供的地質性質指標數據不準確、設計參數或者方案不科學不恰當都有可能引起樁基礎的質量隱患。但施工質量問題一直都是基樁質量問題產生的最主要原因。施工人員素質、施工方法、施工質量控制手段、材料質量等，都有可能直接導致基樁質量問題。

在目前建筑工程質量監督管理中，基樁常見的質量問題大致可分為兩類。首先是預制管樁類，這類樁一般問題有樁身裂縫、接樁不牢等。其次是灌注樁類，這類樁一般問題有縮徑、夾泥、斷樁、離析、樁底沉渣等。而基樁低應變法作為檢測樁身結構完整性的針對性試驗方法，對很多問題都有很好的檢測效果。

3.工程質量監督管理中，低應變法在發現基樁質量問題方面的應用

我市的基樁低應變檢測工作，具體主要依據中華人民共和國行業標準《建筑基樁檢測技術規范》JGJ106-2003和廣東省標準《建筑地基基礎檢測規范》DBJ15-60-2008的相關規定及指引執行。以下是一些在我市基樁低應變法實際檢測過程中采集到的相關數據，借此簡述該方法在工程質量監督管理中的應用。

3.1 案例1：某商業小區靜力壓入式預制管樁檢測數據（圖1）

圖1

數據簡析：該小區采用靜力壓入式預制預應力管樁基礎，管樁直徑為500mm，以強風化花崗巖層為樁端持力層。根據施工記錄，該樁實際樁長為12.5m。通過該樁的低應變檢測數據可以發現，在樁身約3.4米位置發現一明顯異常信號，并且在信號后部清晰伴隨出現該部位的二次反射信號，同時樁底反射信號已經無法辨別。由此可以推定在該樁樁身約3.4米處應有明顯缺陷，并且推算該缺陷將可能對該樁的樁身承載力產生明顯影響。于是根據規范要求，該樁被判為Ⅲ類樁。后來施工方開挖驗證，發現該樁樁身在樁頭以下約3.3m處，出現明顯水平裂縫，估計為開挖樁頭時，被工程開挖機械意外碰撞該樁頭，導致該樁身在淺部出現開裂。后來經設計、施工等單位協商，采取相對應的補救措施，解除安全隱患。

3.2 案例2：某工業區車間廠房打入式預制管樁檢測數據（圖2）

圖2

數據簡析：該廠房采用打入式預制管樁基礎，管樁直徑為400mm，以強風化花崗巖層為樁端持力層。根據施工記錄顯示，該樁實際樁長為18.0m。通過該樁的低應變檢測數據可以發現，在樁身約8.0m位置發現一明顯異常信號。并且后部伴隨出現多次反射，樁底信號無法辨別。通過施工方提供的成樁信息發現，在該樁樁身8.0m處，剛好是該樁上下部接樁的接頭部位，由此推定該反射信號產生原因是該樁上下部接樁有缺陷。據實際了解，目前我市建筑工程預制管樁基礎的接樁，普遍采用焊接工藝，較少采用機械連接。焊接接樁對焊工的技術水平，以及接樁工序都有嚴格的要求。焊接接樁應注意控制上下節樁的錯位偏差在允許范圍內，最好設置導向箍，端板應該清刷干凈，對稱點焊，且焊接層數不少于2層，內外層焊縫接頭錯開、自然焊接冷卻時間應大于5min，嚴禁水冷或未冷即打，這樣才能有效防止出現接樁部位質量問題。

3.3 案例3：某住宅樓鉆孔灌注樁檢測數據（圖3）

圖3

數據簡析：該住宅采用機鉆孔灌注樁，樁徑為800mm，以強風化砂質泥巖層為樁端持力層，根據施工記錄顯示，該樁樁長為15.5m，設計砼強度為C25，到低應變檢測時為止，該樁成樁混凝土齡期為63天。通過數據分析可以發現，在樁身約9.1米處出現明顯同向反射，并且在信號后部出現疑似該處異常信號的二次反射信號，樁底反射無法辨析。由此推定該處樁身結構應有明顯缺陷，并且推算該缺陷將可能對該樁的樁身承載力產生明顯影響，故該樁被判為Ⅲ類樁。通過核查，該工程地質情況復雜，在地表以下約-7m至-10m，有不均勻的淤泥層，流動性強，表現較不穩定。故在樁身混凝土灌注過程中，在該層位深度更難掌控成樁質量，容易出現坍孔、縮徑等質量問題。后來經過設計等部門協商，決定在該樁兩側進行補樁，以保障承載力達到設計要求。

3.4 案例4：某機關功能樓鉆孔灌注樁檢測數據（圖4）

圖4

數據簡析：該功能樓采用機鉆孔灌注樁，樁徑為900mm，以中風化泥巖層為樁端持力層，施工記錄顯示有效樁長為9.0m，設計砼強度為C25，設計樁端嵌入中風化泥巖1.0m，到低應變檢測時為止，該樁成樁混凝土齡期為45天。通過信號數據，可以發現該樁樁身并沒有發現明顯異常位置，但是在樁底部位，出現明顯的同向反射，由于該樁為嵌巖樁，該信號說明該樁可能嵌巖效果并不理想，不能滿足設計及規范要求，故判為Ⅲ類樁。后經過進一步使用抽芯法檢測驗證，發現該樁在樁底存在較厚的沉渣，使樁端未能有效嵌入持力層。

4.基樁低應變法檢測的局限性

以上只是通過在實際檢測過程中發現的典型案例，簡單闡述基樁低應變法檢測在工程質量監督管理中的應用。在這種質量管理過程中，低應變法是一種非常有效和便捷的手段。但是基樁低應變法也有其本身的局限性。首先，對于樁身缺陷數量較多的的基樁，低應變信號因為經過這些缺陷位置的多次反射和透射，往往在曲線上表現出來將會非常復雜，所以這時一般除了淺部或者較嚴重的缺陷能被發現，其他缺陷很可能無法辨析。其次低應變只能對樁身質量進行定性分析，而不能進行定量分析，這是該檢測方法自身的檢測原理決定的，所以很多缺陷如果需要進一步明確，則需要采用進一步的檢測手段進行驗證。第三，由于檢測原理的原因，基樁低應變法本身就對一些基樁樁身的質量缺陷種類無法準確分析。比如樁身的縱向裂縫，樁底沉渣的厚度，樁徑漸變，樁身混凝土強度等都是無法在信號上明確表現出來。

5.結束語

基樁低應變法檢測在工程質量監督管理過程中得到如此廣泛的認同，發揮無可替代的作用，主要是該檢測方法簡單、高效、可靠性強，但同時，也不得不看到低應變法本身的局限性。只有科學地使用基樁低應變法，嚴謹的分析數據，辯證地看待檢測結果，才能夠更好更全面地發揮基樁低應變法在工程質量監督管理中的作用，才能夠更有利于低應變法檢測技術的良性發展。

參考文獻

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