基樁淺部缺陷處理前后樁身完整性對(duì)比檢測(cè)分析

宋勰

摘? 要：樁身完整性檢測(cè)是基樁質(zhì)量檢測(cè)的一個(gè)重要方面。選擇合理的檢測(cè)方法組合對(duì)提高檢測(cè)質(zhì)量和效率意義重大。對(duì)某基樁進(jìn)行低應(yīng)變法和聲波透射法組合檢測(cè)，通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)判定缺陷的具體位置，經(jīng)開(kāi)挖驗(yàn)證并補(bǔ)強(qiáng)處理后進(jìn)行樁身完整性復(fù)測(cè)。研究結(jié)果表明采用多種檢測(cè)手段進(jìn)行相互驗(yàn)證可以有效提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性，并為缺陷樁的處理提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：樁身完整性;低應(yīng)變法;聲波透射法;淺部缺陷;開(kāi)挖驗(yàn)證

中圖分類(lèi)號(hào)：U213? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）11-0090-02

Abstract： Pile integrity testing is an important aspect of pile quality testing. Choosing a reasonable combination of detection methods is of great significance to improve the quality and efficiency of detection. A pile is tested by the combination of low strain method and acoustic transmission method， the specific location of the defect is determined by the measured data， and the pile integrity is retested after excavation verification and reinforcement treatment. The research results show that using a variety of testing methods to verify each other can effectively improve the reliability of the test results and provide a reference basis for the treatment of defective piles.

Keywords： pile integrity; low strain method; acoustic transmission method; shallow defect; excavation verification

引言

隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，樁基礎(chǔ)因其具有諸多優(yōu)良性能已迅速成為最基本、應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)形式之一，在國(guó)內(nèi)外許多國(guó)家的工程中被廣泛采用[1-2]。基樁的施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量起著舉足輕重的作用，因此，樁基檢測(cè)是一項(xiàng)非常重要的工作，而樁身完整性檢測(cè)是樁基檢測(cè)的一個(gè)重要方面。樁身完整性檢測(cè)的常規(guī)方法有低應(yīng)變法、聲波透射法和鉆芯法等。在有條件的前提下，應(yīng)當(dāng)利用多種手段對(duì)基樁缺陷的位置和大小進(jìn)行綜合判定，提高檢測(cè)結(jié)果的精確度，從而指導(dǎo)后期施工。

本文依托一個(gè)具體的樁基工程，采用聲波透射法和低應(yīng)變檢測(cè)法對(duì)樁身完整性進(jìn)行分析，判斷缺陷位置為樁身淺部，并進(jìn)行開(kāi)挖驗(yàn)證，缺陷補(bǔ)強(qiáng)處理后再進(jìn)行復(fù)測(cè)。通過(guò)處理前后的對(duì)比分析，論證了結(jié)合多種檢測(cè)方法進(jìn)行驗(yàn)證的必要性，以期為類(lèi)似淺部缺陷基樁的處理與檢測(cè)提供借鑒。

1 樁身完整性檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 低應(yīng)變法

低應(yīng)變法作為一種普查手段，因其具有檢測(cè)速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。其檢測(cè)方法是先將待檢基樁樁頂經(jīng)鑿平處理，將專(zhuān)用加速度計(jì)粘于樁頂，使用橡膠或鋼制手錘在樁頂進(jìn)行豎向激振，產(chǎn)生的彈性波沿樁身向下傳播。當(dāng)樁身存在明顯的波阻抗差異界面（如樁底，斷樁或嚴(yán)重離析等部位）或樁身截面積發(fā)生縮徑和擴(kuò)徑變化時(shí)，該部位將產(chǎn)生反射波信號(hào)并沿樁身向上傳遞至加速度計(jì)，將樁頂加速度計(jì)所接收到的信號(hào)經(jīng)放大、濾波和數(shù)據(jù)處理，顯示速度時(shí)程曲線，進(jìn)而判斷樁身完整性。低應(yīng)變法可靠性較低，對(duì)多缺陷樁局限性較大，尤其不利于縱向缺陷的檢出。對(duì)長(zhǎng)樁和超長(zhǎng)樁由于激振能量衰減過(guò)快，亦不適宜采用該方法判斷樁身完整性。

1.2 聲波透射法檢測(cè)

聲波透射法是利用聲波的透射原理對(duì)樁身混凝土介質(zhì)狀況進(jìn)行檢測(cè)，適用于樁在灌注成型過(guò)程中已經(jīng)預(yù)埋了兩根及以上聲測(cè)管的情況[3]。當(dāng)探頭在聲測(cè)管里收發(fā)信號(hào)時(shí)，如遇到混凝土介質(zhì)密度不同的情況，如斷樁、夾泥、離析、空洞等缺陷，信號(hào)反映出來(lái)的聲學(xué)參數(shù)（如聲速、波幅、聲時(shí)）將發(fā)生變化，儀器根據(jù)波幅、聲速等參數(shù)的變化位置和幅度，進(jìn)而判斷缺陷的位置和大小。聲波透射法檢測(cè)準(zhǔn)確度高，不但可以定位缺陷位置，還可以定量缺陷大小，但由于需要預(yù)埋聲測(cè)管，不具有隨機(jī)抽測(cè)性，且檢測(cè)費(fèi)用較低應(yīng)變法高。需要指出的是，當(dāng)樁徑小于0.6m時(shí)，由于聲測(cè)管的聲耦合誤差使聲時(shí)測(cè)試的相對(duì)誤差增大，應(yīng)謹(jǐn)慎使用。

1.3 鉆芯法

鉆芯法屬于一種直觀的有損檢測(cè)方式，適用于人工挖孔樁、鉆（沖）孔等現(xiàn)澆混凝土灌注樁的檢測(cè)，尤其適用于大直徑砼灌注樁。它可以用于檢測(cè)樁身完整性、樁身混凝土強(qiáng)度、實(shí)際樁長(zhǎng)、樁底沉渣厚度及樁端持力層的巖土性狀。根據(jù)芯樣的連續(xù)性、完整性、膠結(jié)程度、骨料特性等對(duì)樁身完整性進(jìn)行判斷。

2 工程實(shí)例

2.1 某基樁樁身完整性檢測(cè)分析

該工程位于山東省某市，1#基樁為沖擊成孔灌注樁，樁長(zhǎng)16.0m，樁徑900mm，樁身混凝土強(qiáng)度為C35，沿鋼筋籠內(nèi)側(cè)呈對(duì)稱狀布置3根通長(zhǎng)聲測(cè)管。根據(jù)地質(zhì)勘察資料，樁周各土層自上而下分布為：第（1）層雜填土;第（2）粉質(zhì)粘土;第（3）層粘土;第（4）層粉質(zhì)粘土;第（5）層全風(fēng)化輝長(zhǎng)巖;第（6）層強(qiáng)風(fēng)化輝長(zhǎng)巖;第（7）層中風(fēng)化輝長(zhǎng)巖。利用聲波透射法對(duì)1#基樁進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖1（a、b、c）。

結(jié)果顯示：基樁東側(cè)1-2剖面樁頂以下0.6～1.8m處存在連續(xù)的聲學(xué)參數(shù)明顯異常，具體表現(xiàn)為波幅、聲速明顯低于臨界值，PSD曲線在該深度范圍內(nèi)發(fā)生突變。對(duì)該可疑區(qū)域進(jìn)行交叉斜測(cè)，排除因聲測(cè)管耦合不良等非樁身缺陷性因素后，判定該區(qū)域（0.6～1.8m）存在明顯缺陷。采用低應(yīng)變法對(duì)該樁進(jìn)行補(bǔ)充測(cè)試，圖2為低應(yīng)變時(shí)域曲線結(jié)果。波速取3900m/s，時(shí)域信號(hào)顯示在2L/c時(shí)刻前距樁頂約0.7m處開(kāi)始出現(xiàn)明顯的缺陷反射波。低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果驗(yàn)證了聲波透射法的結(jié)論。

2.2 淺部缺陷開(kāi)挖驗(yàn)證與處理

由于是樁身淺部缺陷，業(yè)主和監(jiān)理單位決定對(duì)該樁進(jìn)行開(kāi)挖驗(yàn)證，開(kāi)挖并進(jìn)行適當(dāng)混凝土破除后在樁身東側(cè)距離樁頂0.7～1.8m的部位混凝土存在離析以及樁身出現(xiàn)縮徑的缺陷。施工單位追溯原因推斷是現(xiàn)場(chǎng)施工人員在基樁灌注過(guò)程中，由于拔管過(guò)快，導(dǎo)致該部位導(dǎo)管內(nèi)混凝土量過(guò)少或和易性較差。經(jīng)設(shè)計(jì)單位與監(jiān)理單位共同決定，對(duì)該樁樁頭進(jìn)行全面積混凝土破除，破除范圍為0～2.3m，采用高強(qiáng)無(wú)收縮灌漿料進(jìn)行灌注補(bǔ)強(qiáng)，待28d后進(jìn)行樁身完整性和豎向抗壓承載力檢測(cè)。

2.3 處理后復(fù)測(cè)

對(duì)處理后的1#基樁進(jìn)行低應(yīng)變法（圖3）和聲波透射法（圖4）復(fù)測(cè)。低應(yīng)變時(shí)域曲線顯示在2L/c時(shí)刻前無(wú)缺陷反射波;聲波透射法顯示之前的缺陷部位聲測(cè)線參數(shù)均無(wú)異常，接收波形正常，綜合判定樁身完整性為Ⅰ類(lèi)。對(duì)該樁采用靜載法測(cè)試單樁豎向抗壓承載力，測(cè)試結(jié)果表明1#基樁單樁豎向抗壓承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)論

（1）基樁檢測(cè)應(yīng)根據(jù)檢測(cè)目的、檢測(cè)方法的適應(yīng)性來(lái)合理選擇檢測(cè)方法。低應(yīng)變法對(duì)樁身橫向缺陷更敏感，聲波透射法對(duì)縱向缺陷反應(yīng)靈敏，有條件時(shí)可通過(guò)多種檢測(cè)方法的相互補(bǔ)充、驗(yàn)證，來(lái)提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，減少缺陷的誤判和漏判。（2）對(duì)樁身淺部缺陷，開(kāi)挖驗(yàn)證是一種常規(guī)的輔助性驗(yàn)證手段。實(shí)踐表明，采用聲波透射法和低應(yīng)變法對(duì)淺部缺陷基樁處理前后的樁身完整性進(jìn)行對(duì)比分析是可靠有效的。

參考文獻(xiàn)：

[1]CUBRINOVSKI M，KOKUSHO T，ISHIHARA K. Interpretation from large-scale shake table tests on piles undergoing lateral spreading in liquefied soils[J].Soil Dynamics and Earthquake Engineering，2006，26（2-4）：275-286.

[2]張廷雷，蔣良文，譚兵.樁身缺陷產(chǎn)生原因及預(yù)防措施研究[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2018，2（2）：35-40.

[3]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.JGJ106-2014.建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014.