謝雄亮

摘 要：在高速公路、高層建筑、橋梁工程等工程中，樁基工程是非常重要的一個(gè)模塊。而由于外部施工環(huán)境較為復(fù)雜，導(dǎo)致樁基質(zhì)量控制難度較大。因此，本文以樁基檢測技術(shù)為研究主體，闡述了常見的幾種樁基檢測技術(shù)，論述了樁基檢測技術(shù)在樁基質(zhì)量控制中的重要性，并結(jié)合具體樁基工程，對樁基質(zhì)量檢測技術(shù)在樁基成孔質(zhì)量控制、樁基承載力質(zhì)量控制、樁身完整性質(zhì)量控制中的應(yīng)用進(jìn)行了簡單分析，以期為類似樁基工程質(zhì)量控制工作開展提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁;檢測方法;質(zhì)量控制

中圖分類號：TU473.16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）13-0121-03

Abstract： Pile foundation engineering is a very important module in highway， high - rise building， bridge engineering and so on. However， due to the complexity of the external construction environment， the quality control of pile foundation is difficult. Therefore， this paper took the pile foundation detection technology as the main body， expounded several common pile foundation detection technologies， discussed the importance of pile foundation detection technology in pile foundation quality control， and combined with specific pile foundation engineering， made a simple analysis of the application of pile foundation quality detection technology in pile foundation hole forming quality control， pile bearing capacity quality control and pile integrity quality control. It will provide some reference for the quality control of similar pile foundation projects.

Keywords： bored pile;detection method;the quality control

樁基檢測是一項(xiàng)綜合性、全面性、系統(tǒng)性工作。在實(shí)際樁基檢測工作開展階段，需要根據(jù)樁基施工要求，選擇恰當(dāng)?shù)臉痘鶛z測技術(shù)。通過應(yīng)用恰當(dāng)?shù)臉痘鶛z測方案，可以保證樁基檢測效果的全面性及準(zhǔn)確性，為建筑安全等級及抗震設(shè)防等級提升提供依據(jù)。因此，為保證實(shí)際樁基施工階段樁基檢測技術(shù)優(yōu)勢的充分發(fā)揮，對樁基檢測技術(shù)在樁基質(zhì)量控制中的應(yīng)用進(jìn)行分析具有非常重要的意義。

1 樁基檢測技術(shù)

樁基檢測技術(shù)主要包括對單樁豎向承載能力進(jìn)行檢測、對成孔質(zhì)量進(jìn)行檢測、對整體樁基性能進(jìn)行檢測幾個(gè)模塊。除基礎(chǔ)成孔質(zhì)量檢測外，新型樁基技術(shù)還包括靜載荷試驗(yàn)檢測、高應(yīng)變動力檢測、低應(yīng)變動力檢測等專業(yè)技術(shù)。通過上述樁基檢測技術(shù)的合理組合應(yīng)用，可以有效提高樁基檢測的準(zhǔn)確性[1]。

2 樁基檢測技術(shù)在質(zhì)量控制中應(yīng)用的重要性

一方面，樁基礎(chǔ)是主要的基礎(chǔ)形式之一，其具有將結(jié)構(gòu)上部載荷傳遞到較深和較好地層中的作用，且對于工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制及安全管理具有重要的導(dǎo)向作用。而樁基檢測是樁基安全、穩(wěn)定施工的前提條件。通過樁基檢測技術(shù)的應(yīng)用，可以對單樁承載力、樁身質(zhì)量進(jìn)行全方位評價(jià)[2]，為不合格樁基補(bǔ)強(qiáng)方案的及時(shí)、有效實(shí)施提供依據(jù)，保證樁基質(zhì)量。另一方面，現(xiàn)階段，在樁基施工中，施工團(tuán)隊(duì)類型、專業(yè)水平不一，樁基施工器具及施工工藝也各有差異，導(dǎo)致樁基施工問題頻出。若不及時(shí)查處補(bǔ)救，就會對整體建筑工程施工效益造成嚴(yán)重影響[3]。而利用樁基檢測技術(shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)樁基施工中存在的各項(xiàng)問題，如偷工減料、設(shè)計(jì)程序不規(guī)范、樁基承載力不足等。同時(shí)，及時(shí)采取相應(yīng)補(bǔ)救措施，保證樁基工程施工質(zhì)量。

3 擬建樁基工程概述

擬建建筑為地上二十層+地下一層結(jié)構(gòu)，整體建筑平面為矩形剪力墻結(jié)構(gòu)。該建筑以樁—筏板為基礎(chǔ)，基礎(chǔ)軸線尺寸為68.00m×20.56m。施工區(qū)域內(nèi)地形地貌為渭河II級階地，地面相對高程為96.52～100.25m。該工程地基施工用樁為鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，設(shè)計(jì)樁徑及樁長分別為Φ580.0mm和21.80m，樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為-6.58～8.21m，主筋為6Φ12通長C40鋼筋+6Φ12長16.0mC40鋼筋，工程樁設(shè)計(jì)總數(shù)量為201根，設(shè)計(jì)要求單樁豎向極限承載力為6 852kN。

4 樁基檢測技術(shù)在樁基質(zhì)量控制中的應(yīng)用措施

4.1 成孔檢測質(zhì)量控制

樁基成孔質(zhì)量檢測主要包括孔深、垂直度、泥漿指標(biāo)、樁孔位置、孔徑、沉渣厚度等幾個(gè)模塊。依據(jù)該工程地質(zhì)條件，在成孔質(zhì)量檢測時(shí)，可依據(jù)20%抽檢率檢測40根樁，根據(jù)40根樁檢測結(jié)果，判定成樁垂直度、孔深、沉渣厚度、樁徑與規(guī)范要求的一致性。

在具體檢測過程中，依據(jù)基樁成孔質(zhì)量檢測需求，本次主要用檢測設(shè)備為JNC-5型沉渣測定儀、帶充電脈沖發(fā)生器的深度記錄儀、JJC-5A型孔徑儀、JJX-5A型井斜儀和電動絞車等，分別對成孔沉渣厚度、孔深、孔徑、孔斜進(jìn)行檢測，得出的結(jié)果如表1所示。

依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)工程施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50202—2018）中關(guān)于樁基質(zhì)量的要求，樁基成孔檢測垂直度允許偏差<1.0%，成孔孔徑允許偏差為±50.0mm，孔深允許偏差為+300.00m，而樁底沉渣厚度對摩擦樁允許數(shù)值應(yīng)在150.0mm以下。從上述結(jié)果可知，該工程樁基垂直度、孔底沉渣厚度均在標(biāo)準(zhǔn)值以內(nèi)[4];而實(shí)測局部最大孔徑、最小孔徑分別為575～689mm、545～623mm，沒有最小孔徑小于530.0mm的樁孔;實(shí)測孔深位于22.89～23.56m，全部大于設(shè)計(jì)孔深，與設(shè)計(jì)要求相符。

4.2 樁基承載力及完整性檢測

依據(jù)該工程單樁豎向極限承載力要求，本次樁基檢測首先需要利用3根試樁，檢測單樁豎向極限承載力是否與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求一致。隨后，利用高應(yīng)變動力檢測方式，依據(jù)5.0%的檢測率。隨機(jī)選擇10根樁，判定其豎向極限承載力是否與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求相符。

4.2.1 單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)。依據(jù)該工程前期設(shè)計(jì)要求，相關(guān)人員可首先對試樁檢測階段3根樁徑為Φ580.0mm、樁長為21.80m的試樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)。靜載荷試驗(yàn)法是現(xiàn)階段建筑樁基檢測中主流、全面的方式。在應(yīng)用靜載荷試驗(yàn)法的具體過程中，相關(guān)人員可利用錨樁反向慢速持載荷法。綜合利用反力墊板、高壓電動油泵、高壓油管、壓力表、百分表、錨拔器和反力鋼梁等裝置。現(xiàn)場試樁靜力載荷試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

從圖1可知，該樁基工程3根試樁沉降量-荷載曲線沒有較為突出的陡降趨勢，且在荷載增加至最大值時(shí)，其最終沉降量為12.65～15.68mm[5]。利用單樁極限承載力確定方式，可得出該工程3根試樁極限承載力為無法判別的界限值。通過分析1#、2#試樁數(shù)據(jù)可知，由于其整體樁身材料被破壞，可將樁身材料破壞前一級荷載值作為其極限承載力;而對3#試樁數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可得出，在最大荷載下，3#試樁仍未破壞，可見，3#單樁沒有達(dá)到極限值，可將最大加荷值作為3#單樁的極限承載力數(shù)值。

通過對單樁靜荷載結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步匯總分析可得出，該試驗(yàn)樁單樁豎向抗壓承載力極限值在6 900kN以上。

4.2.2 高應(yīng)變法試驗(yàn)。在整樁豎向抗壓承載力檢測過程中，本文主要采用的設(shè)備為整機(jī)標(biāo)定后的FEI-C5型動測分析系統(tǒng)、60kN重錘。在具體檢測過程中，在樁側(cè)表面對稱安裝2只加速度計(jì)、2只應(yīng)變式力傳感器，使錘自由下落至樁頂。其中，錘落距為1.18m，樁頂貫入度為2.54～2.75mm。在獲得錘打擊樁頂瞬時(shí)產(chǎn)生的加速度、沖擊力信號后，經(jīng)FEI-C5型動測分析系統(tǒng)放大后，同時(shí)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換作用，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號傳遞給微機(jī)。隨后，在計(jì)算機(jī)處理軟件中顯示實(shí)際測量波形，并將儲存在磁盤中的測試信號進(jìn)行回放，最后在FEIPWAPC軟件中進(jìn)行曲線擬合分析，獲得該系統(tǒng)整樁單一樁豎向極限承載力。

通過對該工程20號樁高應(yīng)變測試結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)合《**工程鉆孔灌注樁工程檢測報(bào)告》可得出，該工程所檢測10根樁單樁豎向承載力基本值為6 457～7 098kN，單樁豎向極限承載力均值為6 778kN。因此，可綜合判定該工程單樁極限承載力為6 778kN。

4.2.3 低應(yīng)變法試驗(yàn)。在樁基完整性檢測階段，主要依據(jù)20.0%的檢測率，隨機(jī)選擇40根樁，對鋼筋混凝土鉆孔灌注樁樁身完整性進(jìn)行檢測，并評測鉆孔灌注樁樁身缺陷位置、缺陷類型、缺陷程度。在具體檢測過程中，相關(guān)人員可以采用反射波法，利用FDP204PDA型動測分析系統(tǒng)，在樁頂放置1只加速度傳感器，收集錘擊階段產(chǎn)生的加速度信號。經(jīng)FDP204PDA型樁基動測系統(tǒng)放大作用及A/D轉(zhuǎn)換作用，可將加速度信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳遞給微機(jī)，在微機(jī)處理系統(tǒng)中顯示實(shí)際測量波形[6]。本工程每根樁均設(shè)置一個(gè)加速度采集點(diǎn)，每一個(gè)采集點(diǎn)采集5錘到6錘信號，并在規(guī)定時(shí)域內(nèi)對儲存在磁盤上的測試信號進(jìn)行適當(dāng)處理。隨后，依據(jù)應(yīng)力波反射，等價(jià)將實(shí)測速度信號轉(zhuǎn)化為不同部位發(fā)射信號。依據(jù)樁身完整性判定并分析工程中每根樁的樁身完整性。以2L/c時(shí)域信號特征為例，若其無缺陷發(fā)射波，且樁底諧振峰排列基本等間距，則為I類樁身，完整性較高;若其進(jìn)入該時(shí)刻前出現(xiàn)輕微缺陷反射波及樁底反射波，且樁底諧振峰排列基本等距，則為II類樁;若其在進(jìn)入該時(shí)刻前具有嚴(yán)重缺陷，且缺陷諧振峰基本等間距，則為III類樁;若其進(jìn)入該時(shí)刻前存在嚴(yán)重缺陷波，且在樁身淺部出現(xiàn)低頻率、大幅度衰減振動、無樁底反射波，則為IV類樁。

通過對該工程低應(yīng)變測試結(jié)果進(jìn)行分析，被測試的40根樁樁身應(yīng)力波波速為2 789～4 026m/s，平均波速為3 356m/s。其中，I類樁為36根，II類樁為2根，II類樁為2根，滿足工程使用要求。

5 結(jié)論

在建筑施工行業(yè)不斷發(fā)展的背景下，樁基礎(chǔ)成為土木工程重要的基礎(chǔ)形式，而樁基檢測是對單樁承載力、樁身質(zhì)量等模塊進(jìn)行全面檢測、控制的主要依據(jù)。因此，在樁基工程施工過程中，相關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)對樁基檢測的重視程度，根據(jù)具體施工情況，選擇恰當(dāng)?shù)臉痘鶛z測技術(shù)，充分發(fā)揮高應(yīng)變動力檢測、低應(yīng)變動力檢測、靜荷載試驗(yàn)等樁基檢測技術(shù)在樁基質(zhì)量控制中的優(yōu)勢，保證樁基施工質(zhì)量及效益。

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