低應(yīng)變基樁完整性檢測技術(shù)研究

孔丹偉

【摘 ?要】隨著國民經(jīng)濟快速發(fā)展，人民及社會財富迅速增加，高層建筑不斷拔地而起，且層高與建筑體型增加及地下空間的開發(fā)，樁基作為建筑工程中應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)形式，其樁身質(zhì)量格外重要。基樁質(zhì)量的好壞直接影響上層建筑物的穩(wěn)定安全性。文章主要對低應(yīng)變檢測管樁的局限性進行了分析，主要包括地面本身局限性、低應(yīng)變理論適用性以及管樁結(jié)構(gòu)的特殊性等，之后對綜合分析法的必要性、相應(yīng)的準(zhǔn)備工作以及具體實施進行了研究。

【關(guān)鍵詞】低應(yīng)變;基樁檢測;完整性

1 引言

基樁檢測技術(shù)是檢測和判定基樁質(zhì)量的主要方法與唯一標(biāo)準(zhǔn)，選擇適宜的基樁檢測技術(shù)能夠確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。常見的基樁檢測方法有靜載試驗法、鉆芯法、聲波透射法、超聲檢測法和低應(yīng)變反射法。其中，低應(yīng)變反射法具有快速、無損、經(jīng)濟等應(yīng)用優(yōu)勢，在基樁檢測中應(yīng)用較為廣泛。為保證基樁檢測的可靠性和準(zhǔn)確性，有必要深入研究低應(yīng)變反射法的應(yīng)用要點。

2 低應(yīng)變檢測法的概況

2.1 低應(yīng)變反射法應(yīng)用優(yōu)勢

相對于高應(yīng)變檢測方法，低應(yīng)變反射方法具有操作簡單、快速靈活、效率高、成本低等特點，尤其適應(yīng)于數(shù)量多、面積大的基樁檢測，對基樁幾乎不產(chǎn)生任何影響，具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.2 低應(yīng)變反射法應(yīng)用局限性

低應(yīng)變反射法存在一定的局限性，檢測結(jié)果無法直接量化，對樁的長徑比有一定的要求，長徑比（L/D）應(yīng)控制在5～40以內(nèi)，不太適用于墩基和特長樁。同時，當(dāng)該方法無法檢測到樁底時，樁長及樁強度無法進行基本的判定。根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2014）有關(guān)要求，樁身完整性檢測不得僅使用低應(yīng)變反射法檢測;根據(jù)福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳《關(guān)于進一步規(guī)范樁基檢測的通知》（閩建建[2017]1號）有關(guān)要求，樁基工程存在下列情形（3節(jié)及以上的預(yù)制樁;樁長超過40m;低應(yīng)變法檢測樁底反射不明顯的樁）之一的，其樁身完整性檢測不得僅采用低應(yīng)變法，且采用低應(yīng)變法之外的檢測方法進行檢測的樁數(shù)量不得少于樁身完整性檢測總數(shù)的1/3（當(dāng)只能采用高應(yīng)變法時，檢測數(shù)量不得少于樁身完整性檢測總數(shù)的1/6且不少于5根）。因此，在使用低應(yīng)變法檢測基樁時，檢測單位應(yīng)配合其他方法使用。

3 樁身完整性判定

根據(jù)成樁質(zhì)量不同，樁身的缺陷主要有斷裂、縮徑、擴徑、夾泥、離析等類型。對于完整樁，其時域波形圖只在底部出現(xiàn)同相或反相的反射波。而斷裂樁的時域波形圖波幅較大，出現(xiàn)多次反射，并且無樁底反射波;縮徑樁的時域波形圖在縮徑部位出現(xiàn)同相波幅，無多次反射，具有樁底反射波;擴徑樁的時域波形圖在擴徑部位出現(xiàn)反相波幅，無多次反射，具有樁底反射波;夾泥樁的時域波形圖在夾泥部位出現(xiàn)同相波幅，出現(xiàn)多次反射，其波速一般檢測不到;離析樁的時域波形圖在離析部位出現(xiàn)同相波幅，波幅有大有小，一般也會出現(xiàn)多次反射，輕度離析樁具有樁底反射波。對于缺陷的程度，一般根據(jù)反射波的幅值進行定性確定，缺陷的位置則根據(jù) L=CTx/2 確定。C 為彈性波波速，Tx為反射波時間。綜合波形圖分析、地質(zhì)資料、成樁工藝等《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》按樁身的完整性將樁分為Ⅰ類樁、Ⅱ類樁、Ⅲ類樁、Ⅳ類樁。其中Ⅰ類樁為樁身完整的樁;Ⅱ類樁樁身有輕微缺陷，但不影響樁身結(jié)構(gòu)的承載力;Ⅲ類樁樁身有明顯缺陷，對樁身結(jié)構(gòu)的承載力有一定影響;而Ⅳ類樁樁身存在嚴重缺陷。

4 低應(yīng)變基樁完整性檢測技術(shù)的應(yīng)用

4.1 工程概況

某高層住宅樁基工程所在土層由上到下分布為：①砂質(zhì)蓬松土、②粉細砂、③堅硬粉質(zhì)黏土、④密實性粉質(zhì)黏土，設(shè)計采用鉆孔灌注樁并以第④層密實性粉質(zhì)黏土作為樁端承力層。基樁施工完成后決定采用低應(yīng)變進行樁身完整性檢測。

4.2 準(zhǔn)備工作

第一，在將管樁運輸?shù)绞┕さ攸c之后，相關(guān)監(jiān)理部門要對管樁外觀質(zhì)量、尺寸、型號、規(guī)格等進行全面檢查，與此同時，檢測部門也要對這些管樁進行抽樣檢測，以確保其質(zhì)量達標(biāo);第二，在對鋼筋進行收集的過程中，監(jiān)理部門、建設(shè)部門等，需結(jié)合實際情況，對鋼筋布置、鋼筋直徑、鋼筋數(shù)量、端板尺寸等進行妥善記錄，與此同時，還要對焊縫質(zhì)量、鋼筋尺寸、鋼板厚度等進行檢查，若布樁較為密集，還要妥善記錄好樁頂標(biāo)高變化;第三，若施工現(xiàn)場條件允許，還要對工程中鉆孔進行燈光照射檢查，判斷其是否存在滲水現(xiàn)象，以免出現(xiàn)錯位、破損的問題，同時做好妥善記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時處理

4.3 樁頂清理

在低應(yīng)變反射檢測前，如基樁表面存在浮漿或雜物，在激振時會產(chǎn)生反向脈沖，進而影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，檢測人員應(yīng)確保傳感器連接位置、錘擊位置的干凈、平滑、無雜物，及時清除基樁混凝土殘渣、浮渣、石塊等，并使用打磨機將平面打磨光滑，直至露出新鮮含骨料的混凝土面為止，以免因平面不平整或雜物影響錘擊的方向，以便于傳感器安裝與激振錘擊。如樁頂存在浮渣時，將難以樁頂材質(zhì)與樁身材質(zhì)的一致性，對測試信號質(zhì)量、應(yīng)力波正常傳遞造成不良影響，進而影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.4 現(xiàn)場檢測

低應(yīng)變反射檢測前，檢測人員應(yīng)檢查傳感器、信號放大器及信號采集器等設(shè)備確保運行正常和電量充足。檢測人員應(yīng)盡量選擇樁平面中心作為擊振點。在實際檢測中，針對淺部位的缺陷，應(yīng)選用堅硬材質(zhì)且質(zhì)量較小的激振設(shè)備，由于其重量小、能量小、脈沖窄，能夠較為準(zhǔn)確地判斷缺陷位置;而針對樁底或深層次的缺陷應(yīng)當(dāng)選用重量較大且材質(zhì)偏軟的材質(zhì)，能量大、脈沖較寬、衰減小，能夠較為全面地檢測樁身缺陷，采用軟質(zhì)激振設(shè)備能夠降低對基樁的損傷。在低應(yīng)變反射法檢測時，應(yīng)注意不同測試點對應(yīng)的一致性，不含零漂及高頻干擾。低應(yīng)變檢測時，檢測人員應(yīng)隨時檢查采集信號質(zhì)量。根據(jù)現(xiàn)場信號檢測情況，及時調(diào)整錘擊脈沖寬度及采樣頻率，以便于準(zhǔn)確測定缺陷位置。反射波法檢測樁基完整性要依據(jù)不同的樁而選擇不同的錘和錘墊。一般來講，樁越長，應(yīng)選擇越軟、越重、直徑越大的錘;樁越短，應(yīng)選擇越硬、越輕、直徑越小的錘。敲擊時應(yīng)使力盡量垂直于樁頭，有利于抑制質(zhì)點的橫向振動。應(yīng)防止二次敲擊，避免后續(xù)波的干擾。低應(yīng)變檢測中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)在入射脈沖首波后會有一個較大的的反相波形，成為反響過沖。造成這種現(xiàn)象的原因包括：傳感器未安裝牢固或距離激振點過近;樁頭混凝土松動，遇到下面一層好的混凝土產(chǎn)生反射;樁身擴徑所致。此外，現(xiàn)場一般要求獲得 3 條重復(fù)性好的測試曲線。

5 結(jié)束語

總之，在今后發(fā)展過程中，相關(guān)檢測人員一定要對低應(yīng)變法應(yīng)用局限性有所認識和了解，特別是預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，不能只憑借檢測信號就下定結(jié)論，還要對相關(guān)檢測資料進行掌握，具體如設(shè)計資料、監(jiān)理資料、施工資料、現(xiàn)場勘查資料等，在此基礎(chǔ)上進行綜合分析和判斷，如此才能得出客觀合理的結(jié)論，為檢測結(jié)果精準(zhǔn)性提供保障。

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（作者單位：丹陽建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心）