公路建設(shè)中基樁檢測(cè)遇到的常見缺陷及建議

李 澤 波

(山西路橋集團(tuán)試驗(yàn)檢測(cè)中心有限公司,山西 太原 030031)

0 引言

在現(xiàn)代公路橋梁建設(shè)過程中，其最為常見的形式便是樁基礎(chǔ)，且其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接體現(xiàn)建設(shè)施工水平。現(xiàn)行規(guī)范明確了基樁的檢測(cè)要求，且檢測(cè)機(jī)構(gòu)也通過培訓(xùn)活動(dòng)提升了檢測(cè)人員的技能水平。但實(shí)際操作過程中，基樁檢測(cè)依然存在很多亟待解決的問題，檢測(cè)數(shù)據(jù)及信號(hào)分析效果直接影響著基樁質(zhì)量判斷。且誤判不但會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)影響公路橋梁結(jié)構(gòu)的運(yùn)營安全。本文便據(jù)此分析了基樁檢測(cè)常見問題的解決措施，以期為此后的公路基樁檢測(cè)工作提供更多的參考依據(jù)。

1 公路工程中基樁檢測(cè)常用方法

檢測(cè)工作在基樁檢測(cè)過程中占據(jù)十分重要的地位，作用明顯。一般而言，在公路基樁檢測(cè)中，工作人員較常使用低應(yīng)變反射波法、聲波透射法、高應(yīng)變法以及靜載試驗(yàn)法等，下面便進(jìn)行具體分析。

1.1 低應(yīng)變反射波法

低應(yīng)變反射波法主要指的是檢測(cè)人員利用小錘敲擊基樁，并根據(jù)反射波情況判別基樁成樁質(zhì)量。檢測(cè)之前，樁頂應(yīng)鑿至新鮮的混凝土面，并用打磨機(jī)將測(cè)點(diǎn)和激振點(diǎn)磨平，要求盡量光滑、平整，距離樁中心1/2～2/3半徑的位置，且距離樁的主筋不宜小于50 mm，激振點(diǎn)宜在樁中心位置，選擇相匹配的激振設(shè)備，準(zhǔn)備好黃油粘貼傳感器，傳感器垂直于樁頂面，通過激振設(shè)備敲擊激振點(diǎn)，基樁的反射波信號(hào)會(huì)通過傳感器有效傳播。在遵照應(yīng)力波理論的基礎(chǔ)上建立基樁的動(dòng)態(tài)反應(yīng)模型，計(jì)算分析反射波信號(hào)，從而判定基樁的完整性類別。

1.2 聲波透射法

這種方式是通過特定的發(fā)射器，發(fā)出連續(xù)或不連續(xù)的超聲脈沖波穿過混凝土到達(dá)相對(duì)應(yīng)的接收器。檢測(cè)人員通過聲波透射法可以有效檢測(cè)基樁混凝土聲學(xué)參數(shù)(聲速、聲幅、聲時(shí)、頻率)。在基樁內(nèi)部預(yù)埋聲測(cè)管，聲測(cè)管宜采用金屬管，管的連接宜采用螺紋連接，且不漏水。之后利用超聲探測(cè)儀檢查基樁縱軸方向的超聲脈沖，超聲脈沖通過基樁橫截面情況得出具體的混凝土聲學(xué)信息。根據(jù)聲學(xué)參數(shù)的數(shù)值以及變化規(guī)律來分析得出混凝土樁身完整性，判定基樁的完整性類別。

1.3 高應(yīng)變法

采用高應(yīng)變法時(shí)應(yīng)有效結(jié)合基樁實(shí)際施工情況，工作人員先計(jì)算基樁一維波動(dòng)方程，之后利用樁頂波與土阻力等數(shù)據(jù)信息推算基樁極限承載力以及質(zhì)點(diǎn)速度等信息。為了有效提升推算結(jié)果的準(zhǔn)確性，工作人員應(yīng)進(jìn)行多次推算，并根據(jù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)判斷基樁的施工質(zhì)量。

1.4 靜載試驗(yàn)法

靜載試驗(yàn)法屬于傳統(tǒng)的基樁檢測(cè)方法，具備較高的準(zhǔn)確度且可以直觀反映單樁的承載力，可以評(píng)判其他檢測(cè)方法的正確性。在實(shí)際檢測(cè)過程中，為了有效判定基樁下沉對(duì)樁土的實(shí)際影響，施工人員需要在樁頂部施加一定力量，且為了有效測(cè)定單樁的承載力量，其還可以繪制Q—S曲線，檢測(cè)基樁是否滿足公路的實(shí)際施工要求。當(dāng)前使用最為廣泛的靜載試驗(yàn)法為維持荷載法，且使用頻率最高的為慢速維持荷載法。

2 公路工程基樁檢測(cè)常見問題

公路工程中最常用的基樁檢測(cè)方法為低應(yīng)變反射波法和超聲波透射法，基樁常見的缺陷為離析、夾泥、縮頸等，我們根據(jù)工地檢測(cè)實(shí)例來分別進(jìn)行介紹。

2.1 低應(yīng)變反射波法

筆者在某高速基樁檢測(cè)過程中，采用低應(yīng)變法進(jìn)行樁身完整性檢測(cè)，該方法快速高效，能夠較為準(zhǔn)確的判斷樁身截面尺寸及波阻抗的變化。舉例說明：某大橋鉆孔灌注樁1-2號(hào)樁，樁徑1.8 m，樁長25.50 m，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該樁在5.6 m左右處出現(xiàn)較強(qiáng)同向反射，且存在二次反射波，樁底信號(hào)不明顯，實(shí)測(cè)波形如圖1所示。逐對(duì)該樁進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果：該樁5.0 m～5.8 m段落嚴(yán)重夾泥，故判為Ⅲ類樁，進(jìn)行工程處理。驗(yàn)證結(jié)果如圖2所示。

2.2 超聲波透射法

采用超聲波透射法進(jìn)行樁身完整性檢測(cè)，該方法全面準(zhǔn)確，不受樁長限制，能夠準(zhǔn)確的采集和判斷樁身混凝土聲學(xué)參數(shù)的變化。舉例說明：某大橋鉆孔灌注樁8-1號(hào)樁，樁徑1.8 m，樁長15.0 m，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該樁在距樁頂2.9 m～4.9 m段落出現(xiàn)聲學(xué)異常，聲速、波幅值明顯小于臨界值，PSD值突變，波形嚴(yán)重畸變。實(shí)測(cè)波形如圖3所示。逐對(duì)該樁進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果：該樁2.9 m～4.9 m段落嚴(yán)重離析，且夾雜泥，按照規(guī)范要求故判為Ⅳ類樁，進(jìn)行工程處理。驗(yàn)證結(jié)果如圖4所示。

某大橋人工挖孔灌注樁3-1號(hào)樁，樁徑1.5 m，樁長15.0 m，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該樁在距樁頂向下0.2 m～2.2 m處，5.0 m～6.8 m處，10.2 m～11.4 m處，13.4 m～15.0 m處(樁底)缺陷，聲速及波幅值明顯小于臨界值，波形嚴(yán)重畸變，PSD值突變。實(shí)測(cè)波形如圖5所示。逐對(duì)該樁進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果：該樁分段落嚴(yán)重離析，按照規(guī)范要求故判為Ⅳ類樁，進(jìn)行工程處理。驗(yàn)證結(jié)果如圖6所示。

基樁作為隱蔽工程，出現(xiàn)缺陷有一定的概率，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的運(yùn)營安全會(huì)產(chǎn)生重大隱患，基樁檢測(cè)是保證基樁質(zhì)量的一種輔助手段，通過幾個(gè)實(shí)例的檢測(cè)與驗(yàn)證，準(zhǔn)確的反映了成樁質(zhì)量。但如何提高基樁的成樁質(zhì)量，避免因缺陷樁處理產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失，需要我們?cè)谑┕ぁz測(cè)等方面加強(qiáng)改進(jìn)。

3 公路基樁檢測(cè)問題的解決措施及建議

3.1 明確基樁檢測(cè)目的，提高質(zhì)量意識(shí)

為了提升基樁檢測(cè)工作的準(zhǔn)確性與合理性，基樁檢測(cè)前，應(yīng)明確基樁的檢測(cè)目的。首先，檢測(cè)人員應(yīng)根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果分析，并結(jié)合工程特點(diǎn)及地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，綜合判定基樁的質(zhì)量類別，確保其滿足公路工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。其次，檢測(cè)人員結(jié)合實(shí)際的施工情況，在明確施工標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上使用最佳的施工方法，且施工期間應(yīng)選擇綜合素質(zhì)較高的施工團(tuán)隊(duì)，以有效確保施工質(zhì)量。

3.2 嚴(yán)格控制施工工藝、降低質(zhì)量缺陷發(fā)生

產(chǎn)品質(zhì)量是生產(chǎn)出來的，而不是檢測(cè)出來的。所以對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生影響的所有環(huán)節(jié)都對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的好壞有著不同程度的影響。

基樁的施工工藝成熟，影響成樁質(zhì)量的因素和需要控制的環(huán)節(jié)很多，加強(qiáng)基樁質(zhì)量檢測(cè)是一個(gè)手段，要保證基樁的施工質(zhì)量，其關(guān)鍵還在于人，重要的是責(zé)任心，對(duì)施工工序足夠重視，只有這樣，基樁的質(zhì)量控制才能得到保證。

3.3 建立健全的管理機(jī)制、確保檢測(cè)工作起到實(shí)效

為了確保基樁檢測(cè)工作的合理性與科學(xué)性，建設(shè)單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基樁檢測(cè)工作的監(jiān)督力度，并在形成完善可行監(jiān)督機(jī)制的基礎(chǔ)上健全基樁檢測(cè)管理機(jī)制。同時(shí)，明確基樁檢測(cè)工作的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，在細(xì)化基樁檢測(cè)流程的基礎(chǔ)上，確保基樁檢測(cè)的全面性，除此之外，在基樁檢測(cè)過程中，應(yīng)選擇兩家資質(zhì)相同的企業(yè)作為檢測(cè)單位，以便相互監(jiān)督，且建設(shè)單位還應(yīng)抽檢對(duì)比兩家企業(yè)的檢測(cè)結(jié)果，以增強(qiáng)檢測(cè)單位的責(zé)任意識(shí)。

3.4 加強(qiáng)基樁檢測(cè)影視圖像的資料存檔的規(guī)范化管理

由于基樁施工屬于隱蔽工程，我們應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)影視圖像存檔管理和實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)存檔管理。

地基基礎(chǔ)工程是公路橋梁建設(shè)工程的重要組成部分，在公路施工中基樁檢測(cè)的常見問題很多，尤其是關(guān)系到質(zhì)量的相關(guān)問題，這些問題會(huì)經(jīng)常引發(fā)出一些大問題。筆者在上述論文中羅列了一些相關(guān)的處理措施，希望這些措施對(duì)于現(xiàn)代公路施工中基樁檢測(cè)具有一定的幫助，對(duì)于今后施工中會(huì)遇到的相關(guān)問題都能夠作出一定的指導(dǎo)意見和相關(guān)價(jià)值建議。

4 結(jié)語

作為公路施工中的重要工作內(nèi)容，基樁檢測(cè)可以完整判斷基樁質(zhì)量，明確基樁的完整性類別，在滿足公路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上保證基樁施工滿足公路的實(shí)際建設(shè)要求。當(dāng)前基樁檢測(cè)過程中還存在部分待解決問題，對(duì)此，檢測(cè)機(jī)構(gòu)必須建立完善的基樁檢測(cè)流程與管理機(jī)制，從而有效提升基樁的檢測(cè)水平，為此后的基樁檢測(cè)工作提供更多保障。