沈曉野

摘要：目前，PHC管樁在建筑工程、公路工程、鐵路工程廣泛運(yùn)用，隱蔽性和復(fù)雜性較高，基樁完整性是工程基礎(chǔ)安全質(zhì)量的重要保障，因此樁身完整性檢測(cè)控制樁身質(zhì)量的重要一環(huán)。低應(yīng)變檢測(cè)是PHC管樁樁身完整性中最常用的方法，但也有其局限性，實(shí)踐證明如有樁身缺陷應(yīng)結(jié)合孔內(nèi)攝像法驗(yàn)證，能準(zhǔn)確確定空心樁的缺陷的位置、范圍及程度，使得檢測(cè)結(jié)果科學(xué)公正。

關(guān)鍵詞：樁身完整性；低應(yīng)變檢測(cè)；孔內(nèi)攝像法

1 前言

基樁完整檢測(cè)各方法均有其局限性，在各方法運(yùn)用過(guò)程中應(yīng)充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)遇到完整性存在缺陷且難以判別缺陷性質(zhì)的樁應(yīng)輔以其他檢測(cè)方法加以驗(yàn)證，綜合分析與評(píng)判，確定缺陷原因、性質(zhì)及位置，得出科學(xué)合理的檢測(cè)結(jié)果，為后續(xù)處理提供依據(jù)并制定處理方法，通過(guò)工程處理及檢測(cè)驗(yàn)證使得該類(lèi)樁可以利用，使得后期的工程質(zhì)量、安全、工期、成本均得到有效控制，不留任何安全及質(zhì)量隱患。同時(shí)分析原因指導(dǎo)后期施工工藝的改進(jìn)，類(lèi)似工程情況可以借鑒。

2 某9號(hào)地塊公建配套設(shè)施PHC管樁樁身缺陷的驗(yàn)證及處理

2.1 低應(yīng)變檢測(cè)

2.1.1檢測(cè)原理

低應(yīng)變瞬態(tài)錘擊反射波法樁身完整性檢測(cè)是用小錘錘擊樁頂，產(chǎn)生沿樁頂向下傳播的一維應(yīng)力波，這種應(yīng)力波在傳播過(guò)程中遇到不連續(xù)界面，將表現(xiàn)為波阻抗Z的變化。根據(jù)基樁應(yīng)力波理論，阻抗Z= Aρc，其中ρ為樁身材料密度，A為樁身截面積，c為應(yīng)力波，設(shè)無(wú)缺陷部位的樁身的阻抗為Z1，缺陷部位的阻抗為Z2，當(dāng)A、ρ、c這3個(gè)物理量中的1個(gè)或幾個(gè)開(kāi)始變小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致Z2小于Z1，從而使得應(yīng)力波在該部位發(fā)生反射，反射的信息傳播到樁頂便與樁頂?shù)臅r(shí)域信號(hào)疊加并通過(guò)安裝在樁頂?shù)乃俣葌鞲衅鞅粌x器接收，樁頂接收到的時(shí)域信號(hào)還包括樁側(cè)土阻力的增加（表現(xiàn)為波阻抗增大）或減小（表現(xiàn)為波阻抗減?。┒鸬寞B加信息，因此可以根據(jù)時(shí)域曲線(xiàn)反射信號(hào)的位置來(lái)判斷樁缺陷的深度，根據(jù)反射信號(hào)的相位變化來(lái)判斷缺陷的性質(zhì)。

通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)時(shí)域曲線(xiàn)上有關(guān)樁底反射、質(zhì)點(diǎn)振幅、波形狀況及樁身缺陷反射等特征參量的分析，結(jié)合頻域曲線(xiàn)上頻率特征的分析可將樁身完整性劃分為四類(lèi)

2.1.2現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及結(jié)果

工程樁采用PHC-AB500（100）-12 12型管樁，樁端持力層為⑤2層。低應(yīng)變檢測(cè)抽檢數(shù)量≥30%總樁數(shù)，隨機(jī)均勻且每個(gè)承臺(tái)至少一根。檢測(cè)儀器采用RS-1616K（S），傳感器安裝在壁厚的1/2處，擊振點(diǎn)的位置與傳感器安裝位置的水平夾角為90°。共對(duì)67根樁進(jìn)行低應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試。依據(jù)上海市工程建設(shè)規(guī)范《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》（DGJ08-218-2017）對(duì)被檢的67根樁進(jìn)行綜合分析，樁身完整性疑似明顯缺陷的和嚴(yán)重的樁為5根。代表性時(shí)域曲線(xiàn)見(jiàn)圖1-1、圖1-2

2.2 檢測(cè)結(jié)果的驗(yàn)證

根據(jù)低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)部分樁疑似明顯或嚴(yán)重缺陷，為查清該單體疑似缺陷樁基本數(shù)量及分布情況，其后檢測(cè)工作以普檢形式對(duì)基樁進(jìn)行檢測(cè)。為明確該批疑似缺陷樁樁身缺陷程度和性質(zhì)，根據(jù)低應(yīng)變曲線(xiàn)中缺陷反射波幅值A(chǔ)R與曲線(xiàn)起始波幅值A(chǔ)I比值對(duì)168根樁進(jìn)行分類(lèi)歸集。隨決定以基樁孔內(nèi)攝像檢測(cè)重點(diǎn)對(duì)疑似明顯缺陷的和嚴(yán)重的樁進(jìn)行驗(yàn)證和綜合評(píng)定，在該類(lèi)別缺陷樁中有針對(duì)性地選取4 根樁進(jìn)行孔內(nèi)攝像檢測(cè)?？變?nèi)攝像檢測(cè)適用于建設(shè)工程基樁中的空心樁的完整性檢測(cè)及對(duì)鉆有豎向孔灌注樁的驗(yàn)證檢測(cè)?；鶚犊變?nèi)攝像檢測(cè)沿空心樁或灌注樁鉆成的豎向孔道采用攝像技術(shù)對(duì)孔壁進(jìn)行拍攝觀(guān)察，識(shí)別樁身缺陷及其位置、形式、程度，特別是經(jīng)低應(yīng)變（如：反射波法）檢測(cè)難以定性的空心樁，可以使用孔內(nèi)攝像技術(shù)對(duì)其進(jìn)行復(fù)核。它在一定程度上彌補(bǔ)了現(xiàn)有對(duì)于樁身完整性檢測(cè)方法中的不足，使得檢測(cè)結(jié)果更為直觀(guān)、準(zhǔn)確，并可定量分析。以確定其缺陷程度和性質(zhì)，并對(duì)該批缺陷樁的缺陷程度進(jìn)行界定。

通過(guò)孔內(nèi)攝像檢測(cè)發(fā)現(xiàn)典型嚴(yán)重缺陷主要為接樁部位斷開(kāi)，接樁部位有土體擠入、流掛、塌落并伴有水滲入的情況（見(jiàn)圖2），與低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果一致。為了進(jìn)一步明確該工程內(nèi)基樁輕度缺陷、明顯缺陷或嚴(yán)重缺陷的樣本分界點(diǎn)，最終基本確定各缺陷樁缺陷類(lèi)別。根據(jù)普測(cè)的低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果對(duì)疑似樁身缺陷的11 根樁進(jìn)行孔內(nèi)攝像檢測(cè)驗(yàn)證。根據(jù)低應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試結(jié)果及孔內(nèi)攝像檢測(cè)驗(yàn)證得出：無(wú)缺陷樁157根、輕度缺陷樁 4 根、明顯缺陷樁 4 根、嚴(yán)重缺陷樁 3根。

2.3 測(cè)試結(jié)果的處理

考慮本工程的實(shí)際情況以及各種檢測(cè)方法的局限性，在檢測(cè)方法選用時(shí)要力主互相印證，以實(shí)現(xiàn)局限性互補(bǔ)，從而確保檢測(cè)方法選用合理、檢測(cè)結(jié)論充分可靠。制定處理方案：第一步重錘動(dòng)力復(fù)位、第二步復(fù)位后孔內(nèi)攝像檢測(cè)驗(yàn)證復(fù)位情況、第三步清孔灌芯處理、第四步低應(yīng)變復(fù)測(cè)驗(yàn)證處理結(jié)果、第五步單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)驗(yàn)證。

2.3.1 重錘動(dòng)力復(fù)位

動(dòng)力復(fù)位前先在有嚴(yán)重缺陷的1根上進(jìn)行試驗(yàn)，檢驗(yàn)該樁在重錘的錘擊下是否存在樁頂變形異常。如存在突變異常，根據(jù)不同落距的作用下，每錘觀(guān)測(cè)的樁頂變形量、沉降速率及規(guī)律、閉合后的回彈量等指標(biāo)，確定后期動(dòng)力復(fù)位的技術(shù)參數(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)采用高應(yīng)變法對(duì)每擊次進(jìn)行監(jiān)測(cè)、精密水準(zhǔn)儀對(duì)樁頂每次錘擊的變形量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。高應(yīng)變法通過(guò)每次采集的曲線(xiàn)比對(duì)F、V曲線(xiàn)變化情況，因初始貫入度較大，上節(jié)樁土阻發(fā)已充分揮，隨著樁頂變形量的收斂上、下節(jié)樁的逐漸密貼，下節(jié)樁部分土阻也隨著發(fā)揮，F(xiàn)、V曲線(xiàn)發(fā)生明顯變化，缺陷位置不是很明顯，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力復(fù)位閉合效果。

通過(guò)對(duì)92#樁復(fù)位結(jié)果得出，錘重宜選擇2.5t，第一陣次錘擊恒落距為1.2m，第二陣次恒落距為0.8m，為后續(xù)的基樁復(fù)位提供寶貴依據(jù)。

2.3.2復(fù)位后孔內(nèi)攝像檢測(cè)驗(yàn)證

92#樁復(fù)位后孔內(nèi)攝像判斷接樁部位基本貼合見(jiàn)圖3，復(fù)位后12.0m接樁處的土體擠入、流掛、緩慢塌落情況，通過(guò)孔內(nèi)攝像檢測(cè)發(fā)現(xiàn)動(dòng)力復(fù)位已達(dá)到預(yù)期效果。

2.3.3 灌芯處理及低應(yīng)變復(fù)測(cè)

動(dòng)力復(fù)位后應(yīng)把樁孔內(nèi)清洗干凈，安置鋼筋籠的長(zhǎng)度應(yīng)超出接樁部位3m，澆筑砼時(shí)應(yīng)一次灌注成功，且要振搗密實(shí)，砼強(qiáng)度不得低于樁身強(qiáng)度。14天后對(duì)其7根樁進(jìn)行低應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試，樁身完整性無(wú)明顯缺陷及嚴(yán)重缺陷。部分低應(yīng)變檢測(cè)曲線(xiàn)圖見(jiàn)圖4。

2.3.4單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)承載力驗(yàn)證

在低應(yīng)變檢測(cè)的結(jié)果后，采取用單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)對(duì)處理樁中的92#樁進(jìn)行承載力驗(yàn)證，試驗(yàn)荷載為2200kN，加載極差按10級(jí)劃分，第1次加載取2倍極差。試驗(yàn)結(jié)果根據(jù)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》（DGJ08-218-2017）判定，該樁單樁豎向抗壓極限承載力不小于2200kN，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)該工程檢測(cè)結(jié)果的綜合分析，低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)遠(yuǎn)未成熟，因此應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到該種檢測(cè)方法的局限性，單一的檢測(cè)方法對(duì)工程質(zhì)量容易造成誤判或漏判，在檢測(cè)方法選用時(shí)要力主不同檢測(cè)方法的互相印證，以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)方法的局限性互補(bǔ)，從而確保檢測(cè)方法選用合理、檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。雖然PHC管樁而言有其質(zhì)量難以保證的一面，但又有其便于樁身質(zhì)量處理缺陷的一面，通過(guò)孔內(nèi)攝像準(zhǔn)確的確定缺陷性質(zhì)及其位置，復(fù)位后可通過(guò)樁孔內(nèi)填芯彌補(bǔ)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，解決樁身強(qiáng)度和完整性的問(wèn)題，使其在驗(yàn)證處理后得以利用。

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（作者單位：上海同納建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司）