鉆芯法與低應(yīng)變法區(qū)別及互補的重要性分析

李勝

（佛山市禪城區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測站，廣東 佛山 528000）

基樁工程項目施工建設(shè)中，會受諸多因素影響而產(chǎn)生樁身缺陷，要想保證基樁質(zhì)量達(dá)標(biāo)，有必要系統(tǒng)檢測基樁質(zhì)量。本文將以某工程項目為例，檢測基樁樁身完整性中，結(jié)合低應(yīng)變法與鉆芯法，現(xiàn)場檢測結(jié)果比較后，對兩種檢測方法的問題展開討論。鉆芯法和低應(yīng)變法聯(lián)合應(yīng)用于工程項目檢測實踐中，可互為補充與驗證，一定程度上提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度。由此可見，深入研究并分析鉆芯法與低應(yīng)變法區(qū)別、互補重要性具有一定的現(xiàn)實意義。

1 鉆芯法與低應(yīng)變法原理闡釋

1.1 鉆芯法

鉆芯法通過在樁身中鉆取芯樣，通過直觀形式對樁身質(zhì)量進(jìn)行鑒定，同時，對施工與設(shè)計的樁長、樁身完整性、樁底沉渣厚度以及樁底持力層巖土性狀進(jìn)行檢測，并通過對所抽樁身按標(biāo)準(zhǔn)要求抽取試件，進(jìn)行加工處理后，試件滿足標(biāo)準(zhǔn)要求后，方可進(jìn)行抗壓強度，從而對樁身強度進(jìn)行判定。此方法在評判樁身完整性方面的作用十分關(guān)鍵。

1.2 低應(yīng)變法

低應(yīng)變法以一維應(yīng)力波理論去研究樁土體系的動態(tài)響應(yīng)，基本原理是利用相對較低能量低瞬間或穩(wěn)態(tài)激振，使樁質(zhì)點在彈性范圍內(nèi)作低幅振動，產(chǎn)生低應(yīng)力波沿著樁身縱向傳播，同時，利用波動和振動的理論，根據(jù)接收的振動波的變化規(guī)律，分析判斷樁身缺陷性質(zhì)和缺陷位置，最終對樁身進(jìn)行完整性評價。如果應(yīng)力波與孔洞、裂隙、蜂窩和夾泥等不連續(xù)的界面、樁底接觸面相遇，就會形成向上傳播的反射波。而通過放大處理所接收的反射信號，對反射波波動特性進(jìn)行分析，在反射信息的輔助下對樁身完整性進(jìn)行判定。但在實際應(yīng)用中，施工工藝、地質(zhì)條件和樁型等因素會嚴(yán)重干擾判讀反射信號的效果，致使最終檢測結(jié)果判斷受影響。

2 鉆芯法與低應(yīng)變法優(yōu)缺點分析

2.1 鉆芯法

鉆芯法一般應(yīng)用于混凝土灌注樁成樁質(zhì)量檢測中，特別適用于大直徑混凝土灌注樁的檢測。鉆芯法可以直觀性方式對灌注樁完整性做出檢測，同時還可對樁長和樁底沉渣厚度、樁底巖土層性狀檢測。

除此之外，在灌注樁樁身混凝土強度可靠性檢測中的可靠性也相對明顯。鉆芯法在眾多檢測樁身完整性的方法中最直接，但在選取的部位有限，僅可對鉆孔范圍內(nèi)小部分樁身質(zhì)量進(jìn)行反映，盲目性較大，很容易出現(xiàn)以點代面的情況，誤判與漏判的情況十分常見。在大面積混凝土離析、疏松、孔洞和夾泥的檢測中，鉆芯法優(yōu)勢明顯，但很難準(zhǔn)確判斷整樁的缺陷及缺陷程度。

2.2 低應(yīng)變法

低應(yīng)變法在樁身質(zhì)量完整性檢測中的優(yōu)勢明顯，集中表現(xiàn)在設(shè)備輕便且用時少、經(jīng)濟性較強、操作方法快速，可對樁身完整性進(jìn)行檢測并對缺陷大概范圍做出推斷。但此方法在實際應(yīng)用中，實際情況要比模型更復(fù)雜，就難對缺陷性質(zhì)做出判斷，也無法定量缺陷程度。在土阻力影響下，判定樁身深部缺陷的難度較大。樁身的長徑比超過30時，則一般難以檢測到樁底反射，無法對樁長做出判定，難以保證樁底沉渣厚度測定的準(zhǔn)確性。

3 鉆芯法與低應(yīng)變法互補應(yīng)用的重要性

以某建筑工程為例，項目總層數(shù)：3層，框架結(jié)構(gòu)且樁基選擇Φ800mm、Φ1000mm人工挖孔樁。根據(jù)設(shè)計要求，樁端需進(jìn)入中風(fēng)化凝灰?guī)r不得低于0.5m。經(jīng)低應(yīng)變法檢測后，判定樁身存在缺陷的數(shù)量較多，主要有樁底單一同相反射信號異常、樁身疑似缺陷信號。在和委托方進(jìn)行溝通后，選用鉆芯法對樁身質(zhì)量進(jìn)行驗證。驗證過程中，選擇15號樁和4號樁作為代表，并通過鉆芯法對樁身質(zhì)量鉆取芯樣。其中，15號樁的樁長：12.40m，樁徑：800mm，混凝土的強度：C35；4號樁的樁長：7.00m，樁徑是800mm，混凝土強度：C35。

通過低應(yīng)變檢測樁身的波形如圖1、圖2所示。

圖1 15號樁

圖2 4號樁

根據(jù)圖1可知，15號樁樁身完整性達(dá)標(biāo)且缺陷不明顯，具有同相樁底反射波。

根據(jù)圖2可知，4號樁的起始波有異常，樁身曲線看似正常的異常，不存在樁底反射波。

15號樁的鉆芯總進(jìn)尺為13.20m，樁身混凝土進(jìn)尺進(jìn)尺為12.00m，即樁端的持力層進(jìn)尺為1.20m。通過鉆取混凝土芯樣對表觀特征進(jìn)行觀察，混凝土芯樣連續(xù)、完整、膠結(jié)良好，表面光滑，粗細(xì)骨料分布均勻，混凝土芯樣呈柱狀，斷口基本吻合，骨料均勻分布的樁底部位主要為含黏性土卵石，褐黃色和灰黃色。此外，所抽取巖石芯樣單軸抗壓強度與設(shè)計要求吻合，但樁端持力層沒有根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)入中風(fēng)化凝灰?guī)r層內(nèi)。該樁的實際長度為12.00m，因而被判定成Ⅲ類樁。

4號樁的鉆芯總進(jìn)尺為9.20m，樁身混凝土進(jìn)尺為6.90m。通過鉆取混凝土芯樣對表觀特征進(jìn)行觀察，部分混凝土芯樣不完整且以顆粒狀和塊狀呈現(xiàn)，斷口不吻合也不連續(xù)，膠結(jié)緊密度較差。樁底6.90～7.90m內(nèi)是含黏性土卵石，褐黃色和灰黃色；7.90～8.70m內(nèi)是強風(fēng)化凝灰?guī)r，灰黃色，凝灰質(zhì)結(jié)構(gòu)，巖芯碎塊狀，巖質(zhì)極軟；8.70～9.20m為中風(fēng)化凝灰?guī)r，青灰褐，凝灰質(zhì)結(jié)構(gòu)，巖芯碎塊狀，巖質(zhì)較軟，且風(fēng)化程度較嚴(yán)重，裂隙較發(fā)育。該樁所抽取樁身無法對混凝土抽取具有代表性芯樣進(jìn)行采集與制作，無法進(jìn)行抗壓強度試驗。除此之外，樁端的持力層沒有根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)入中風(fēng)化凝灰?guī)r層。該樁的實際樁長為6.90m，因而被判定成Ⅳ類樁。

4 結(jié)語

綜上所述，在檢測基樁樁身完整性方面，方法諸多，要想綜合評價樁身的完整性，仍需聯(lián)合使用多種方法。其中，低應(yīng)變法在樁身完整性檢測中效率高且費用低，但僅可對缺陷范圍進(jìn)行推定而無法將缺陷具體情況反映出來。鉆芯法耗時較長且費用高，能夠直觀判斷樁身完整性，但容易以局部帶整體，漏判率較高。低應(yīng)變法可用鉆芯法確定樁長與樁底的功能進(jìn)行運用，以實現(xiàn)對工程樁波速的推算，而且直觀觀察鉆取芯樣，可了解混凝土芯樣狀況與混凝土芯樣抗壓強度代表值，有利于樁身完整性判定準(zhǔn)確性的提高，而鉆芯法則可對低應(yīng)變法檢測結(jié)果進(jìn)行運用，以此為參考選擇鉆芯樁號，對樁身完整性和缺陷做出判定。由此表明，檢測混凝土灌注樁的過程中，可聯(lián)合應(yīng)用鉆芯法與低應(yīng)變法，以保證檢測結(jié)果更準(zhǔn)確。