孫 斌

(上海申元巖土工程有限公司，上海 200040)

1 概述

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁(俗稱PHC樁)因其單樁承載力高、施工速度快、造價(jià)低、穿透力強(qiáng)、質(zhì)量控制穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)，在上海以及其他南方沿海軟土地基城市被廣泛地運(yùn)用于各類多層建筑及高層建筑中。

然而，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁雖說(shuō)自身強(qiáng)度高且單樁承載力高，但其有著“高脆性”的致命弱點(diǎn)，在施工過(guò)程中，抗水平向剪切力較差。而且預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁通常長(zhǎng)度為4 m～16 m一節(jié)，需要進(jìn)行焊接、接樁工藝，焊接過(guò)程中如果質(zhì)量把控不嚴(yán)，很容易造成在施工過(guò)程中發(fā)生焊縫開(kāi)裂情況。例如上海的蓮花河畔倒樓事件，究其原因，也是因?yàn)閲o(hù)體傾覆，造成了基礎(chǔ)工程樁的剪切破壞，基礎(chǔ)提供不了足夠的承載力，在強(qiáng)風(fēng)外力的作用下，產(chǎn)生了倒樓情況。因此，基樁質(zhì)量檢測(cè)和控制就顯得十分重要，特別是PHC管樁的接樁問(wèn)題是檢測(cè)人員在檢測(cè)過(guò)程中經(jīng)常碰到的問(wèn)題。

2 PHC管樁樁身質(zhì)量的檢測(cè)方法

對(duì)于預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁，在工程檢測(cè)過(guò)程中同城采用的檢測(cè)方法有單樁靜載荷試驗(yàn)、高應(yīng)變法及低應(yīng)變檢測(cè)法。其中靜載荷試驗(yàn)和高應(yīng)變法通常被用于進(jìn)行承載力的檢測(cè)。低應(yīng)變檢測(cè)法現(xiàn)在基本成為樁身完整性檢測(cè)的普查方法。

低應(yīng)變檢測(cè)法雖說(shuō)在工程檢測(cè)中已經(jīng)運(yùn)用了很長(zhǎng)的時(shí)間，但作為其自身檢測(cè)技術(shù)而言，還是有很大的局限性。

1)低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)對(duì)樁身缺陷位置可進(jìn)行大致判定，但是對(duì)于缺陷的程度，缺點(diǎn)的性質(zhì)無(wú)法進(jìn)行明確的判定。

2)低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)當(dāng)遇到工程樁有多個(gè)缺陷時(shí)，由于反射波能力傳遞損失，一般只能識(shí)別出第一個(gè)嚴(yán)重缺陷，第二個(gè)甚至第三個(gè)缺陷無(wú)法進(jìn)行明確判定，等間距缺陷的識(shí)別難度更大。

3)低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)無(wú)法檢測(cè)平行于樁軸線的垂直裂隙。

如圖1所示，在低應(yīng)變檢測(cè)過(guò)程中如果遇到松脫、局部錯(cuò)位、完全錯(cuò)位等情況的發(fā)生，通過(guò)低應(yīng)變檢測(cè)手段無(wú)法檢測(cè)上、下節(jié)樁脫開(kāi)的距離、錯(cuò)開(kāi)的程度。若要了解上、下節(jié)樁脫開(kāi)的距離、錯(cuò)開(kāi)的程度，必須輔之其他檢測(cè)方法。眾所周知，進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)的時(shí)間基本為工程開(kāi)挖完成階段，是整個(gè)工程進(jìn)度最需要抓緊進(jìn)度進(jìn)行施工的階段。通過(guò)低應(yīng)變檢測(cè)的手段無(wú)法判定基樁的完整性時(shí)，如若再使用靜載荷及高應(yīng)變法去驗(yàn)證，檢測(cè)費(fèi)用昂貴、檢測(cè)時(shí)間漫長(zhǎng)，而且如果真的碰到錯(cuò)位的情況，很容易在檢測(cè)過(guò)程中造成上節(jié)樁的破壞，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)后果。

如何能夠快速并且準(zhǔn)確地進(jìn)行缺陷的檢測(cè)，因預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁特有的內(nèi)腔，于是樁孔內(nèi)攝像技術(shù)被逐漸地運(yùn)用于輔助檢測(cè)中。

3 基樁孔內(nèi)攝像的工作原理

3.1 基本原理

對(duì)預(yù)制有樁身豎向孔的預(yù)制樁或鉆有豎向孔的灌注樁，以空孔為觀察行進(jìn)通道，采用防水?dāng)z像頭、定位裝置及其配套設(shè)備按一定的速度對(duì)整根樁或樁身局部的內(nèi)側(cè)面進(jìn)行觀察或拍攝，并記錄拍攝過(guò)程。通過(guò)對(duì)攝取圖像的現(xiàn)場(chǎng)觀察及后期逐幀觀察、分析，可識(shí)別樁身的缺陷位置、形式及大小，據(jù)此定量分析樁身的完整性并能準(zhǔn)確判定缺陷位置。

3.2 孔內(nèi)攝像的特點(diǎn)

孔內(nèi)攝像法檢測(cè)的特點(diǎn)是:

1)利用管樁特有的管狀內(nèi)腔，對(duì)管樁整個(gè)樁身的完整性進(jìn)行檢測(cè)，不受地質(zhì)條件、場(chǎng)地條件等因素的限制。

2)可對(duì)缺陷做出定量分析，對(duì)缺陷位置做出準(zhǔn)確測(cè)量。

3)管樁有多道缺陷時(shí)，可準(zhǔn)確測(cè)出每道缺陷。

4)可以直觀地了解接樁部位的情況，如上下節(jié)樁有無(wú)脫開(kāi)。

5)可檢測(cè)管樁的豎向裂縫。

6)不受管樁長(zhǎng)度的限制，可對(duì)深部樁身缺陷和樁端破損進(jìn)行檢測(cè)。

4 基樁孔內(nèi)攝像的工程實(shí)例

某工業(yè)廠房工程，基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁，設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80，500A 100-34b PHC樁長(zhǎng)33.00 m，配樁長(zhǎng)度自下而上為(9+10+10)m，持力層為上海⑦-1層草黃色砂質(zhì)粉土層。先進(jìn)行的是低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)，因有一棟樓周邊有河道，造成了在開(kāi)挖過(guò)程中工程樁受到影響，在低應(yīng)變檢測(cè)過(guò)程中，測(cè)出在第一節(jié)與第二節(jié)接樁位置有明顯的缺陷反射，見(jiàn)圖2。

于是作為檢測(cè)方，提出運(yùn)用孔內(nèi)攝像技術(shù)進(jìn)行對(duì)低應(yīng)變的復(fù)核檢測(cè)。檢測(cè)典型圖像見(jiàn)圖3。

通過(guò)孔內(nèi)攝像圖可以清晰看到，在缺陷位置有明顯的從樁外涌進(jìn)樁內(nèi)腔的淤泥，上下接樁有明顯的錯(cuò)位，但沒(méi)有較大的錯(cuò)位情況。在與設(shè)計(jì)方溝通后，設(shè)計(jì)方確認(rèn)了加長(zhǎng)灌芯長(zhǎng)度的處理方法，有效解決了工程質(zhì)量問(wèn)題。

孔內(nèi)攝像技術(shù)作為一種新的檢測(cè)技術(shù)，還有較大的提升空間，根據(jù)攝像成像技術(shù)，可以相應(yīng)確定錯(cuò)位距離，而且作為一項(xiàng)新的檢測(cè)技術(shù)，相應(yīng)的規(guī)范也只有CECS 253∶2009中國(guó)工程建設(shè)學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)基樁孔內(nèi)攝像檢測(cè)技術(shù)規(guī)程一本，還沒(méi)有詳細(xì)的地方規(guī)范推出，在未來(lái)的工程檢測(cè)中，孔內(nèi)攝像技術(shù)將逐漸體現(xiàn)出自身的優(yōu)勢(shì)，成為一項(xiàng)成熟的檢測(cè)技術(shù)。

5 結(jié)論及建議

結(jié)合具體的工程實(shí)踐，對(duì)于PHC管樁樁身完整性的檢測(cè)不宜僅采用低應(yīng)變反射波法。對(duì)于樁長(zhǎng)大于低應(yīng)變反射波法有效檢測(cè)長(zhǎng)度的樁，即無(wú)法測(cè)到樁底反射信號(hào)的樁，應(yīng)抽取一定比例做高應(yīng)變或者孔內(nèi)攝像法檢測(cè)。對(duì)于低應(yīng)變反射波法中發(fā)現(xiàn)接樁位置有異常的樁，應(yīng)進(jìn)一步采用高應(yīng)變或孔內(nèi)攝像來(lái)進(jìn)行法檢測(cè)。采用高應(yīng)變動(dòng)測(cè)，既可以檢測(cè)承載力，也可以檢測(cè)樁身的完整性。采用孔內(nèi)攝像法檢測(cè)，可以清楚辨別出是接樁問(wèn)題還是接頭附近的樁身缺陷、上下節(jié)樁是否脫開(kāi)、接樁處下部分樁身的完整性情況。

［1］ 阮起楠.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁［M］.北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社，2000:9-10，126-127.

［2］ 黃 陽(yáng).PHC樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)若干問(wèn)題的探討［J］.福建建筑，2000(sup):97-98.

［3］ JGJ 106-2003，建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］ 黃 陽(yáng).PHC樁沉樁前及缺陷處理后的完整性檢測(cè)［J］.地基基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用，2004(5):529-533.