淺析公路橋梁工程中基樁檢測應(yīng)用

閆 威

中化地質(zhì)礦山總局河南地質(zhì)勘查院

淺析公路橋梁工程中基樁檢測應(yīng)用

閆 威

中化地質(zhì)礦山總局河南地質(zhì)勘查院

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的公路橋梁建設(shè)取得了較大的成就。在公路橋梁工程建設(shè)當(dāng)中，樁基礎(chǔ)是最為關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)之一，樁身質(zhì)量的好壞直接決定著公路橋梁工程質(zhì)量的情況。因此，公路橋梁工程的施工企業(yè)一定要嚴(yán)格控制樁身質(zhì)量來確保工程整體的質(zhì)量。

公路橋梁；基樁檢測；應(yīng)用

1、公路橋梁工程中基樁檢測概述

近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在各地如火荼地進行，樁基礎(chǔ)已成為我國公路橋梁工程建設(shè)中最重要的基礎(chǔ)形式，其質(zhì)量直接關(guān)系到橋梁的整體安全，但由于橋梁基樁屬隱蔽工程，其成樁施工質(zhì)量與地質(zhì)勘察報告的準(zhǔn)確度、精確度、施工設(shè)備、施工隊管理人員技術(shù)水平、現(xiàn)場經(jīng)驗等因素息息相關(guān)。

基樁質(zhì)量檢測的兩項重要內(nèi)容是基樁的承載力檢測和樁身完整性檢測。目前完整性檢測主要是采用低應(yīng)變反射波法、超聲波法、鉆芯法三種。鉆芯法可有效判定樁長、樁身砼強度、樁底沉渣厚度及樁端持力層巖土性狀，由于其檢測費用高，在我市除了高速公路項目按一定的抽檢頻率進行取芯驗證外，一般普通公路項目僅在無損檢測發(fā)現(xiàn)有較大質(zhì)量缺陷或疑問時才采用取芯法進行驗證并作為仲裁依據(jù)

2、基樁檢測方法的分析和應(yīng)用

2.1 超聲波法

所謂的超聲波法就是指將聲波管縱向預(yù)埋到樁內(nèi)部，之后安裝用于超聲脈沖發(fā)射以及接收的探頭裝置，此裝置要放在聲測管內(nèi)充滿清水的位置。然后利用儀器發(fā)出具有周期性的電脈沖，經(jīng)發(fā)射探頭進行發(fā)射，確保電脈沖可以穿透混凝土后被接收探頭接收到，并將其轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電信號。與此同時，儀器中的測量系統(tǒng)要測出超聲脈沖穿過樁體所歷經(jīng)的時間，最后儀器中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)會根據(jù)判斷軟件對于接收信號的不同參數(shù)（主要包括接收波幅值、接收脈沖主頻率、接收波形和頻率等）作出最終的情況判斷（主要是位置以及大小等），以此來判定混凝土總的強度等級以及均勻性情況。

某工程樁7-18，已預(yù)埋聲測管，檢測樁長11.25m，樁徑1.5m，設(shè)計砼等級為C25，設(shè)計為嵌巖樁，巖層描述自上而下全風(fēng)化花崗巖、沙土狀風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖，已成樁超過28天。采用超聲波法檢測，聲測管預(yù)埋3根，編號為1-3，分別對3個剖面進行檢測，因2號管堵塞0.5m，無法取得1-2、2-3剖面樁底的完整信息。采用低應(yīng)變反射波進行檢測，波速為3500m/s，處正常范圍，波形平滑完整，樁端有輕微的同向反射，故判定樁底有沉渣或地質(zhì)原因引起同向反射。采用鉆芯進一步驗證樁底情況，鉆芯位置選在樁徑中心。

2.2 靜載試驗法

在樁基施工過程中，非常重要的一項參數(shù)指標(biāo)就是單樁豎向承載力。對于單樁豎向承載力進行檢測最為普遍的方法就是靜載實驗法，此種方法在很早之前就已經(jīng)被應(yīng)用了，雖然很久前的技術(shù)能力有限，但是通過實踐來看此種方法還是相對可靠的。若是對樁頂施加一定量的載荷，必須要對載荷的施工過程進行全面細(xì)致的了解，可以繪制P-S曲線進行更進一步的分析，確保了解其具體的特征，熟悉其能夠承受的載荷情況，在此基礎(chǔ)上判斷出樁基的質(zhì)量情況。

某辦公樓工程為20層高80m的建筑,設(shè)2層地下室- 7.5m,設(shè)計采用滿堂紅預(yù)制樁與筏板組合基礎(chǔ),樁基靜載試驗的實驗樁為5根預(yù)制方樁,樁徑40cm× 40cm,預(yù)估單樁極限承載力為2400kN?，F(xiàn)選擇1根具代表性的預(yù)制樁所穿越的地層強度指標(biāo)。

樁基承載性狀是樁土體系間的荷載傳遞過程,受樁側(cè)土層分布、樁端持力層性質(zhì)、樁徑、樁長、成樁工藝與成樁質(zhì)量等因素的控制。所以,考慮地基土組成具有復(fù)雜性和區(qū)域性特點,通過現(xiàn)有單樁的可靠承載力,采用合理的計算模式,對樁端持力層強度進行反演計算,并綜合可靠度分析,得出地區(qū)性經(jīng)驗參數(shù)作為設(shè)計所采用的可靠指標(biāo)是科學(xué)的工作方法。

2.3 低應(yīng)變反射波法

基本原理:樁完整性的反射波法檢測技術(shù)是以一維彈性桿件波動理論為基礎(chǔ)，通過樁頂錘擊產(chǎn)生應(yīng)力波，該應(yīng)力波在沿樁身傳播過程中，若樁身存在斷樁、裂縫、嚴(yán)重離析、樁底沉渣等缺陷引起的波阻抗差異界面或樁身截面積發(fā)生變化時(例擴徑或縮徑)，將產(chǎn)生反射波，經(jīng)接收放大，通過分析反射波的傳播時間、波形特征和幅值判斷基樁的完整性及樁身缺陷的類型、位置、影響程度。技術(shù)特點:該方法最大的特點是檢測費用低、快捷簡便、效率高，能快速發(fā)現(xiàn)基樁重大質(zhì)量缺陷。

例如某工程樁2-21，已預(yù)埋聲測管，檢測樁長29.50m，樁徑1.8m，設(shè)計砼等級為C25，設(shè)計為摩擦樁，巖層描述自上而下為殘積粘性土、全風(fēng)化花崗巖、砂土狀強風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖。已成樁超過28天，采用低應(yīng)變反射波進行檢測，波速為3800m/s，處正常范圍。波形平滑完整，樁端反射較明顯，且與入射波反向。采用超聲波法檢測，聲測管預(yù)埋4根，編號為1-4，分別對6個剖面進行檢測，1號管方向(1-2、1-3、1-4檢測面)樁頂下2.1m往上存在檢測剖面?zhèn)€別測點上波形畸變，但聲速、波幅未小于臨界值。經(jīng)開挖驗證，1號管的樁身于(0～2.1)m存在聲測管外側(cè)保護層混凝土疏松導(dǎo)致露筋。

2.4 鉆芯法

這種方法具有科學(xué)、直觀、實用等特點，在檢測混凝土灌注樁方面應(yīng)用較廣。一次完整、成功的鉆芯檢測，可以得到樁長、樁身混凝土強度、樁底沉渣厚度和樁身完整性的情況，并判定或鑒別樁端持力層的巖土性狀。

3、結(jié)束語

綜上所述；低應(yīng)變反射波法、超聲波法是兩種操作簡便且涉及面較廣的檢測技術(shù)，它涉及到振動理論、聲波理論、土力學(xué)知識等，這就對檢測人員素質(zhì)提出了較高的要求。檢測人員現(xiàn)場要規(guī)范操作、熟練操作，采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，盡量減少人為誤差。在判定時，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)勘探資料、原始施工記錄、群樁的整體波形情況進行綜合考慮。(應(yīng)盡量鼓勵建設(shè)單位將預(yù)埋聲測管列入樁基設(shè)計中，以利于后期開展對基樁完整性開展雙控非破損檢測(低應(yīng)變反射波法、超聲波法)，最大限度避免驗證性破損檢測(取芯等)所造成的工程延期及經(jīng)濟損失。

[1]劉志國.高速公路橋梁檢測方法與評定分析[J].交通世界，2016，34:70-71.

[2]蔡彪.關(guān)于公路橋梁檢測技術(shù)分析與應(yīng)用研究[J].科技展望，2016，31:34.