杜明貴

摘要：在建筑工程中，鉆孔灌注樁得到了廣泛的應(yīng)用。在施工過(guò)程中，由于無(wú)法觀察鉆孔灌注樁的施工，并且成樁后也不能對(duì)其進(jìn)行開挖驗(yàn)收，進(jìn)而難以控制成樁的質(zhì)量。施工時(shí)如果某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)工程的質(zhì)量將會(huì)受到直接的影響。本文通過(guò)分析鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)，為鉆孔灌注樁施工提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁 檢測(cè)技術(shù) 質(zhì)量管理

鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式以其適應(yīng)性強(qiáng)、施工簡(jiǎn)便、成本適中等特點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其它工程領(lǐng)域。但是，灌注樁在施工過(guò)程中，主要是在地面以下或水下完成，進(jìn)一步增加了質(zhì)量控制的難度，如果措施不到位，容易產(chǎn)生斷樁等缺陷。因此，在施工過(guò)程中，檢測(cè)灌注樁的質(zhì)量顯得極為重要。

1 鉆孔灌注樁的作用機(jī)理

混凝土鉆孔灌注樁在橋梁工程中被廣泛應(yīng)用，是復(fù)合地基粘結(jié)強(qiáng)度的代表，通過(guò)褥墊層將混凝土鉆孔灌注樁復(fù)合地基與基礎(chǔ)進(jìn)行相連，無(wú)論是在一般土層，還是在堅(jiān)硬土層設(shè)置樁端，均可以確保樁間土正常地參與工作。對(duì)于樁體的實(shí)際情況，無(wú)論是強(qiáng)度，還是模量，與樁間土相比，都比較大。因此，在荷載的作用下，與樁間土表面應(yīng)力相比，樁頂?shù)膽?yīng)力相對(duì)比較大。在這種情況下，樁可以向較深的土層中轉(zhuǎn)移自己承受的荷載，使得樁間土承擔(dān)的荷載在一定程度上得以減少。在設(shè)計(jì)復(fù)合地基的過(guò)程中，需要將一定厚度的砂石級(jí)褥墊層設(shè)置在地基與樁、樁間土之間，這是復(fù)合地基的核心技術(shù)，是否在地基下設(shè)置褥墊層，對(duì)復(fù)合地基受力情況有很大的影響：若不設(shè)置褥墊層，復(fù)合地基的承載力特性與樁地基極為相似，這樣就會(huì)制約樁間土的承載能力的發(fā)揮，進(jìn)而不能成為復(fù)合地基。

2 鉆孔灌注樁的質(zhì)量缺陷及原因

2.1 鉆孔灌注樁的質(zhì)量缺陷

對(duì)于灌注樁的成孔來(lái)說(shuō)，其施工位置通常情況下位于地面以下或水下，進(jìn)而增加了施工的工序，使得質(zhì)量控制的難度不斷增加。在施工過(guò)程中，如果措施不到位，那么在一定程度上容易引發(fā)斷樁等缺陷。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在全球范圍內(nèi)，由鉆孔灌注樁引發(fā)的事故率高達(dá)5%～10%。在這種情況下，為了進(jìn)一步提升鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，確保施工的安全性，對(duì)灌注樁進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)在施工過(guò)程中顯得非常重要。在鉆孔灌注樁施工過(guò)程中，其成樁質(zhì)量存在的問(wèn)題，通常情況下主要包括：一是樁身的完整性，其缺陷問(wèn)題表現(xiàn)為樁身存在夾泥、斷裂、縮頸、擴(kuò)頸等問(wèn)題。二是嵌巖樁，這方面的問(wèn)題直接影響和制約著樁底支承的質(zhì)量，其產(chǎn)生的原因是：在施工過(guò)程中，進(jìn)行混凝土灌注之前，由于清孔不徹底，進(jìn)而增加了孔底沉淀的厚度，同時(shí)超過(guò)相關(guān)規(guī)定的要求，進(jìn)一步影響承載力。

2.2 造成缺陷的原因

①對(duì)混凝土灌注進(jìn)行施工時(shí)，由于沒(méi)有按照施工要求的深度埋入導(dǎo)管，進(jìn)而造成新灌混凝土出現(xiàn)上翻現(xiàn)象，或者提升高管的過(guò)程中由于提升速度過(guò)快，引發(fā)翻水現(xiàn)象，形成兩次灌注，進(jìn)而在樁身出現(xiàn)水泥斷裂界面。②由于混凝土供應(yīng)跟不上等意外情況，造成澆筑混凝土的間斷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成混凝土凝結(jié)，在與后澆混凝土之間的接觸面形成斷裂界面。③孔中水位下降，使得對(duì)孔壁的靜水壓力進(jìn)一步降低，同時(shí)降低了孔壁土層的穩(wěn)定性，進(jìn)而發(fā)生坍落。④混凝土攪拌不均勻，或者遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，以及導(dǎo)管漏水，甚至混凝土被水沖泡等，在這種情況下，使得混凝土中的粗骨料過(guò)于集中，進(jìn)而發(fā)生離析現(xiàn)象。⑤鉆孔過(guò)程中，由于缺乏必要的控制，引發(fā)斜孔、拓孔等現(xiàn)象，并且沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些現(xiàn)象，造成樁身發(fā)生缺陷。

3 樁基檢測(cè)方法

3.1 鉆芯檢測(cè)法

在對(duì)樁身質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，沿樁身長(zhǎng)度方向，借助地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行取芯樣，通過(guò)芯樣進(jìn)行觀察和測(cè)試，對(duì)樁的質(zhì)量做進(jìn)一步的確定。借助該種方法對(duì)混凝土灌注樁樁身質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)這種方式檢測(cè)的質(zhì)量結(jié)果，只能反映鉆孔范圍內(nèi)，小部分的混凝土質(zhì)量，并且設(shè)備過(guò)于龐大、費(fèi)工費(fèi)時(shí)，進(jìn)行大面積檢測(cè)，這種檢測(cè)方式不適合。通常情況下，這種檢測(cè)方法只用于抽樣檢查，或者以此進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)等。

3.2 振動(dòng)檢測(cè)法

對(duì)于該檢測(cè)方法，通常情況下，在對(duì)樁身質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要采取適當(dāng)?shù)拇胧?，將一個(gè)激振力施加到樁頂，激發(fā)樁體及樁土體系產(chǎn)生振動(dòng)，在混凝土灌注樁內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力波，借助相應(yīng)的儀器設(shè)備，進(jìn)一步研究分析波動(dòng)及波動(dòng)參數(shù)，對(duì)樁體混凝土的質(zhì)量及總體承載力進(jìn)行判斷。

3.3 超聲波脈沖檢驗(yàn)法

采用超聲波脈沖檢驗(yàn)法對(duì)樁身質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，在混凝土存在缺陷的基礎(chǔ)上，發(fā)展起超聲波脈沖檢驗(yàn)法。該檢測(cè)方法的作用機(jī)理是，沿樁的長(zhǎng)度方向，在灌注樁混凝土之前，通常情況下需要預(yù)埋若干根平行的檢測(cè)管道，作為超聲檢測(cè)探頭的通道。在檢測(cè)的過(guò)程中，分別同步移動(dòng)探頭，進(jìn)而沿不同的深度逐點(diǎn)檢測(cè)出橫斷面上超聲波脈沖穿過(guò)混凝土?xí)r的參數(shù)，按照超聲波檢測(cè)原理分析每個(gè)斷面上混凝土質(zhì)量。

3.4 射線法

射線法是指在混凝土中，以放射性同位素輻射線的衰減、吸收、散射等現(xiàn)象為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的一種檢測(cè)方法。當(dāng)射線穿過(guò)混凝土?xí)r，接收儀所記錄的射線強(qiáng)弱因混凝土質(zhì)量不同或因存在缺陷而發(fā)生變化，根據(jù)這種變化對(duì)樁的質(zhì)量進(jìn)行判斷。

3.5 動(dòng)力檢測(cè)法

目前，對(duì)樁身無(wú)破損的動(dòng)力檢測(cè)法在檢測(cè)灌注樁質(zhì)量的過(guò)程中應(yīng)用比較廣泛。對(duì)于動(dòng)力檢測(cè)法來(lái)說(shuō)，在樁頂上根據(jù)作用的動(dòng)荷載能量是否使樁土發(fā)生塑性位移或彈性位移，將其分為高、低應(yīng)變。

通過(guò)對(duì)灌注樁樁頂進(jìn)行錘擊處理，進(jìn)而在一定程度上使樁身下沉超過(guò)1.5～2.5mm，這種檢測(cè)方式通常情況下被稱為高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法，反之被稱為低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法。對(duì)于高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法來(lái)說(shuō)能夠了解樁的承載效果，低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)樁身混凝土勻質(zhì)性效果進(jìn)行檢驗(yàn)；在檢測(cè)設(shè)備方面，前者比較笨重，價(jià)格高，錘與樁的重量比需要超過(guò)0.08～0.2，在這種情況下，對(duì)大直徑、深長(zhǎng)的灌注樁進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，錘的質(zhì)量要超過(guò)10噸，在吊張、搬運(yùn)方面，顯得設(shè)備比較笨重；相對(duì)來(lái)說(shuō)，后者所需的設(shè)備則較為輕便，并且價(jià)格低廉。endprint

4 反射波法的基本原理及影響基樁質(zhì)量檢測(cè)波形的因素

4.1 反射波法的基本原理

對(duì)于反射波法來(lái)說(shuō)，其理論基礎(chǔ)是應(yīng)力波理論，作用原理是：沿著樁身方向，通過(guò)對(duì)樁頂進(jìn)行豎向激振，彈性波向下傳播。在樁底、斷樁或離析等存在明顯波阻抗界面的部位或樁身，以及存在縮頸、擴(kuò)頸等截面容易發(fā)生變化的部位，進(jìn)一步會(huì)產(chǎn)生反射波。經(jīng)過(guò)接收、放大濾波，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)來(lái)自樁身不同部位的反射信息進(jìn)而識(shí)別。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的注意事項(xiàng)

①測(cè)試設(shè)備的安裝，采取措施保證儀器正常工作。

②對(duì)樁身進(jìn)行測(cè)試前，對(duì)儀器系統(tǒng)的工作參數(shù)進(jìn)行選擇，在對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定的前提下，需要測(cè)試儀器的工作狀態(tài)，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。

③在對(duì)樁身質(zhì)量進(jìn)行瞬態(tài)激振試驗(yàn)時(shí)，為了提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，重復(fù)測(cè)試的次數(shù)往往不低于4次。

④在測(cè)試樁身質(zhì)量的過(guò)程中，隨時(shí)觀察設(shè)備的工作狀態(tài)，確保設(shè)備處于正常工作狀態(tài)，進(jìn)而為測(cè)試結(jié)果的有效性奠定基礎(chǔ)和提供保證。

4.3 實(shí)測(cè)曲線判讀解釋的基本方法

①判讀缺陷存在可能性

樁身是否存在缺陷，需要分辨實(shí)測(cè)曲線中是否存在缺陷反射信號(hào)，同時(shí)對(duì)樁底的反射信號(hào)進(jìn)行分辨，這些對(duì)于定性及定量解釋缺陷有一定的幫助。

②多次反射及多層反射問(wèn)題

當(dāng)多個(gè)反射波出現(xiàn)在實(shí)測(cè)曲線中時(shí)，需要判斷它是同一缺陷面的多次反射，還是樁間多次缺陷的多層反射。

出現(xiàn)多次反射現(xiàn)象，表明缺陷存在于樁體的淺部。多層反射一方面表明缺陷可能有多處，另一方面下層缺陷反射波在能量上存在差異，進(jìn)而對(duì)上部缺陷的性質(zhì)和規(guī)模進(jìn)行推測(cè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

在施工過(guò)程中，鉆孔樁檢測(cè)技術(shù)具有較大的作用，運(yùn)用應(yīng)力波反射法對(duì)樁的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，具有檢測(cè)速度快、費(fèi)用低，同時(shí)能夠?qū)兜耐暾院唾|(zhì)量缺陷進(jìn)行判斷。通過(guò)與超聲波法或鉆孔取芯法等方法進(jìn)行混合使用，進(jìn)而確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙志遠(yuǎn).鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量問(wèn)題及措施[J].山西建筑，2009（2）.

[2]張宇峰，朱曉文.橋涵工程試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2009（6）.

[3]梁高銳.淺談鉆孔灌注樁質(zhì)量的檢測(cè)[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2006（08）.endprint

4 反射波法的基本原理及影響基樁質(zhì)量檢測(cè)波形的因素

4.1 反射波法的基本原理

對(duì)于反射波法來(lái)說(shuō)，其理論基礎(chǔ)是應(yīng)力波理論，作用原理是：沿著樁身方向，通過(guò)對(duì)樁頂進(jìn)行豎向激振，彈性波向下傳播。在樁底、斷樁或離析等存在明顯波阻抗界面的部位或樁身，以及存在縮頸、擴(kuò)頸等截面容易發(fā)生變化的部位，進(jìn)一步會(huì)產(chǎn)生反射波。經(jīng)過(guò)接收、放大濾波，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)來(lái)自樁身不同部位的反射信息進(jìn)而識(shí)別。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的注意事項(xiàng)

①測(cè)試設(shè)備的安裝，采取措施保證儀器正常工作。

②對(duì)樁身進(jìn)行測(cè)試前，對(duì)儀器系統(tǒng)的工作參數(shù)進(jìn)行選擇，在對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定的前提下，需要測(cè)試儀器的工作狀態(tài)，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。

③在對(duì)樁身質(zhì)量進(jìn)行瞬態(tài)激振試驗(yàn)時(shí)，為了提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，重復(fù)測(cè)試的次數(shù)往往不低于4次。

④在測(cè)試樁身質(zhì)量的過(guò)程中，隨時(shí)觀察設(shè)備的工作狀態(tài)，確保設(shè)備處于正常工作狀態(tài)，進(jìn)而為測(cè)試結(jié)果的有效性奠定基礎(chǔ)和提供保證。

4.3 實(shí)測(cè)曲線判讀解釋的基本方法

①判讀缺陷存在可能性

樁身是否存在缺陷，需要分辨實(shí)測(cè)曲線中是否存在缺陷反射信號(hào)，同時(shí)對(duì)樁底的反射信號(hào)進(jìn)行分辨，這些對(duì)于定性及定量解釋缺陷有一定的幫助。

②多次反射及多層反射問(wèn)題

當(dāng)多個(gè)反射波出現(xiàn)在實(shí)測(cè)曲線中時(shí)，需要判斷它是同一缺陷面的多次反射，還是樁間多次缺陷的多層反射。

出現(xiàn)多次反射現(xiàn)象，表明缺陷存在于樁體的淺部。多層反射一方面表明缺陷可能有多處，另一方面下層缺陷反射波在能量上存在差異，進(jìn)而對(duì)上部缺陷的性質(zhì)和規(guī)模進(jìn)行推測(cè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

在施工過(guò)程中，鉆孔樁檢測(cè)技術(shù)具有較大的作用，運(yùn)用應(yīng)力波反射法對(duì)樁的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，具有檢測(cè)速度快、費(fèi)用低，同時(shí)能夠?qū)兜耐暾院唾|(zhì)量缺陷進(jìn)行判斷。通過(guò)與超聲波法或鉆孔取芯法等方法進(jìn)行混合使用，進(jìn)而確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙志遠(yuǎn).鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量問(wèn)題及措施[J].山西建筑，2009（2）.

[2]張宇峰，朱曉文.橋涵工程試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2009（6）.

[3]梁高銳.淺談鉆孔灌注樁質(zhì)量的檢測(cè)[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2006（08）.endprint

4 反射波法的基本原理及影響基樁質(zhì)量檢測(cè)波形的因素

4.1 反射波法的基本原理

對(duì)于反射波法來(lái)說(shuō)，其理論基礎(chǔ)是應(yīng)力波理論，作用原理是：沿著樁身方向，通過(guò)對(duì)樁頂進(jìn)行豎向激振，彈性波向下傳播。在樁底、斷樁或離析等存在明顯波阻抗界面的部位或樁身，以及存在縮頸、擴(kuò)頸等截面容易發(fā)生變化的部位，進(jìn)一步會(huì)產(chǎn)生反射波。經(jīng)過(guò)接收、放大濾波，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)來(lái)自樁身不同部位的反射信息進(jìn)而識(shí)別。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的注意事項(xiàng)

①測(cè)試設(shè)備的安裝，采取措施保證儀器正常工作。

②對(duì)樁身進(jìn)行測(cè)試前，對(duì)儀器系統(tǒng)的工作參數(shù)進(jìn)行選擇，在對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定的前提下，需要測(cè)試儀器的工作狀態(tài)，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。

③在對(duì)樁身質(zhì)量進(jìn)行瞬態(tài)激振試驗(yàn)時(shí)，為了提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，重復(fù)測(cè)試的次數(shù)往往不低于4次。

④在測(cè)試樁身質(zhì)量的過(guò)程中，隨時(shí)觀察設(shè)備的工作狀態(tài)，確保設(shè)備處于正常工作狀態(tài)，進(jìn)而為測(cè)試結(jié)果的有效性奠定基礎(chǔ)和提供保證。

4.3 實(shí)測(cè)曲線判讀解釋的基本方法

①判讀缺陷存在可能性

樁身是否存在缺陷，需要分辨實(shí)測(cè)曲線中是否存在缺陷反射信號(hào)，同時(shí)對(duì)樁底的反射信號(hào)進(jìn)行分辨，這些對(duì)于定性及定量解釋缺陷有一定的幫助。

②多次反射及多層反射問(wèn)題

當(dāng)多個(gè)反射波出現(xiàn)在實(shí)測(cè)曲線中時(shí)，需要判斷它是同一缺陷面的多次反射，還是樁間多次缺陷的多層反射。

出現(xiàn)多次反射現(xiàn)象，表明缺陷存在于樁體的淺部。多層反射一方面表明缺陷可能有多處，另一方面下層缺陷反射波在能量上存在差異，進(jìn)而對(duì)上部缺陷的性質(zhì)和規(guī)模進(jìn)行推測(cè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

在施工過(guò)程中，鉆孔樁檢測(cè)技術(shù)具有較大的作用，運(yùn)用應(yīng)力波反射法對(duì)樁的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，具有檢測(cè)速度快、費(fèi)用低，同時(shí)能夠?qū)兜耐暾院唾|(zhì)量缺陷進(jìn)行判斷。通過(guò)與超聲波法或鉆孔取芯法等方法進(jìn)行混合使用，進(jìn)而確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙志遠(yuǎn).鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量問(wèn)題及措施[J].山西建筑，2009（2）.

[2]張宇峰，朱曉文.橋涵工程試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2009（6）.

[3]梁高銳.淺談鉆孔灌注樁質(zhì)量的檢測(cè)[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2006（08）.endprint