基樁常見(jiàn)問(wèn)題及低應(yīng)變?cè)谄錂z測(cè)中的應(yīng)用

張 超

1 基樁常見(jiàn)問(wèn)題

1.1 鉆(沖)孔灌注樁

1)對(duì)于有泥漿護(hù)壁的鉆(沖)孔灌注樁，樁底沉渣及孔壁泥皮過(guò)厚是導(dǎo)致承載力大幅降低的主要原因。

2)水下澆筑混凝土?xí)r，施工不當(dāng)如導(dǎo)管下口離開(kāi)混凝土面、混凝土澆筑不連續(xù)時(shí)，樁身會(huì)出現(xiàn)斷樁的現(xiàn)象，而混凝土攪拌不均、水灰比過(guò)大或?qū)Ч苈┧鶗?huì)產(chǎn)生混凝土離析。

3)當(dāng)泥漿比重配置不當(dāng)，地層松散或呈流塑狀，導(dǎo)致孔壁不能直立而出現(xiàn)塌孔時(shí)，或承壓水層對(duì)樁周混凝土有侵蝕時(shí)，樁身就會(huì)不同程度的出現(xiàn)擴(kuò)徑、縮頸或斷樁現(xiàn)象。

4)鋼筋籠的錯(cuò)位(如鋼筋籠上浮或偏靠孔壁)也是這類(lèi)樁經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題。

5)對(duì)于干作業(yè)鉆孔灌注樁，樁底虛土過(guò)多是導(dǎo)致承載力下降的主要原因，而當(dāng)?shù)貙臃€(wěn)定性差出現(xiàn)塌孔時(shí)，樁身也會(huì)出現(xiàn)夾泥或斷樁現(xiàn)象。

1.2 沉管灌注樁

1)拔管速度快是導(dǎo)致沉管樁出現(xiàn)縮頸、夾泥或斷樁等質(zhì)量問(wèn)題的主要原因，特別是在飽和淤泥或流塑狀淤泥質(zhì)軟土層中成樁時(shí)，控制好拔管速度尤為重要。

2)當(dāng)樁間距過(guò)小時(shí)，鄰樁施工易引起地表隆起和土體擠壓，產(chǎn)生的振動(dòng)力、上拔力和水平力會(huì)使初凝的樁被振斷或拉斷，或因擠壓而縮頸。

3)在地層存在有承壓水的砂層，砂層上又覆蓋有透水性差的粘土層，孔中澆灌混凝土后，由于動(dòng)水壓力作用，沿樁身至樁頂出現(xiàn)冒水現(xiàn)象，凡冒水樁一般都形成斷樁。

4)當(dāng)預(yù)制樁尖強(qiáng)度不足，沉管過(guò)程中被擊碎后塞入管內(nèi)，當(dāng)拔管至一定高度后下落，又被硬土層卡住未落到孔底，形成樁身下段無(wú)混凝土的吊腳樁。對(duì)采用活瓣樁尖的振動(dòng)沉管樁，當(dāng)活瓣張開(kāi)不靈活，混凝土下落不暢時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。

1.3 人工挖孔樁

1)混凝土澆筑時(shí)，施工方法不當(dāng)將造成混凝土離析，如將混凝土從孔口直接倒入孔內(nèi)或串筒口到混凝土面的距離過(guò)大(大于2.0 m)等等。

2)當(dāng)樁孔內(nèi)有水，未完全抽干就灌注混凝土，會(huì)造成樁底混凝土嚴(yán)重離析，進(jìn)而影響樁的端阻力。

3)干澆法施工時(shí)，如果護(hù)壁漏水，將造成混凝土面積水過(guò)多，使混凝土膠結(jié)不良，強(qiáng)度降低。

4)地下水滲流嚴(yán)重的土層，易使護(hù)壁坍塌，土體失穩(wěn)塌落。

基于以上原因，基樁在施工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)許許多多的問(wèn)題。所以對(duì)基樁進(jìn)行工后質(zhì)量檢測(cè)實(shí)屬必要，而低應(yīng)變法儀器自身的優(yōu)點(diǎn)近年來(lái)被廣泛應(yīng)用。

2 低應(yīng)變檢測(cè)在基樁檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1 低應(yīng)變檢測(cè)的基本原理

低應(yīng)變檢測(cè)法是建立在一維波動(dòng)理論基礎(chǔ)之上，在數(shù)學(xué)上模擬樁的一維應(yīng)力波傳播，計(jì)算反射、投射和博得疊加，根據(jù)波形的異常推斷樁的完整性。在樁質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中，把樁做如下鑒定:

1)視樁為一維彈性直桿;

2)假定樁為均勻材質(zhì)構(gòu)成，且截面積在受力時(shí)保持平面;

3)忽略了樁的內(nèi)外阻力表面摩擦力的影響，樁周土對(duì)樁的約束和支承作用，集中由樁底的一個(gè)彈簧替代。

當(dāng)樁頂受到一定的沖擊力作用，會(huì)產(chǎn)生一彈性脈沖波，經(jīng)樁身向下傳播，根據(jù)力的平衡條件和牛頓第二定律，得到一維波動(dòng)方程。

2.2 低應(yīng)變檢測(cè)過(guò)程中需注意的事項(xiàng)

1)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試準(zhǔn)備。

準(zhǔn)備工作的好壞直接影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性。在檢測(cè)前務(wù)必注意以下幾點(diǎn):

a.樁頭處理嚴(yán)格符合鐵路基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)程;

b.搜集必要的地質(zhì)資料;

c.傳感器安裝點(diǎn)需充分打磨平整。

2)傳感器的選用安裝。

在對(duì)基樁進(jìn)行低應(yīng)變反射波法測(cè)試時(shí)選用高靈敏度加速度傳感器檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)，在將浮點(diǎn)工程動(dòng)測(cè)儀、計(jì)算機(jī)、傳感器和電源按要求連接好后，把傳感器用粘貼劑粘在檢測(cè)樁樁頂軸心平面處，傳感器應(yīng)盡可能平行于樁身軸線，位置一般在鋼筋籠之內(nèi)遠(yuǎn)離力棒的敲擊點(diǎn)，傳感器與樁頭一定要粘貼牢固，因?yàn)椴煌恼辰Y(jié)方式對(duì)實(shí)測(cè)波形影響很大，安裝不牢會(huì)使波形失真，給波形分析帶來(lái)困難甚至造成誤判，所以傳感器與樁頭應(yīng)絕緣、密貼，不得有氣泡。根據(jù)實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，在樁頭平整的條件下，采用橡皮泥安裝傳感器可獲得理想的樁身完整性實(shí)測(cè)曲線。

3)激振方式的選擇。

在實(shí)際檢測(cè)中，要根據(jù)不同條件，采用不同的激振方式，合理調(diào)整激振，能量要適中，以取得滿(mǎn)意的測(cè)試效果，敲擊時(shí)要垂直于樁頂，避免連擊。

2.3 檢測(cè)結(jié)果及分析

檢測(cè)結(jié)果的分析也是檢測(cè)過(guò)程中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它對(duì)檢測(cè)人員要求很高。需要有扎實(shí)的理論知識(shí)和豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。分析時(shí)一些方面需特別注意:

1)當(dāng)基樁在施工過(guò)程中淺部有特別明顯的“大頭”現(xiàn)象時(shí)，其波的傳播即不滿(mǎn)足該行波理論，或波在界面處能量反射太過(guò)強(qiáng)烈，致使透射能量衰弱，或該處形成了“面波”反射，即曲線不能真實(shí)的反映基樁的下部情況，需要對(duì)大頭進(jìn)行鑿?fù)诤笾匦聶z測(cè);

2)要特別留意擴(kuò)徑的奇數(shù)次反射與入射波反相位，偶數(shù)次反射與入射波同相位的特征，以免造成誤判——將擴(kuò)徑的偶數(shù)次反射當(dāng)作缺陷判定;

3)要注意低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果的多解性，注意與施工情況、地層情況等結(jié)合進(jìn)行判定。其深層機(jī)理就在于:實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，樁身是存在阻尼的，所以我們要考慮的是一個(gè)“樁土體系”對(duì)激振的響應(yīng)情況，地層阻抗的變化也會(huì)在曲線中反映出來(lái)，尤其當(dāng)?shù)貙幽ψ栎^強(qiáng)時(shí)即其阻抗與混凝土較匹配的情況下反映尤為突出，嵌巖良好的端承樁的入巖反射信號(hào)就是明顯的見(jiàn)證;

4)要注意區(qū)分因護(hù)筒影響所造成的縮頸與真實(shí)縮頸的情況;清晰認(rèn)識(shí)擴(kuò)徑后回歸正常樁徑時(shí)的縮頸情況;

5)要特別注意嵌巖樁在入巖處的普遍塌孔現(xiàn)象，切不要誤認(rèn)為是反相樁底，致使樁長(zhǎng)造成極大的偏差;

6)充分認(rèn)識(shí)在同一條件下應(yīng)力波速度與混凝土強(qiáng)度的正相關(guān)性，但并不存在函數(shù)關(guān)系，其復(fù)雜程度不言而喻:如混凝土的配合比、骨料種類(lèi)、骨料粒徑、含砂率、外加劑、含水率、施工工藝、養(yǎng)護(hù)條件、齡期、鋼筋含量等等都起到明顯的影響作用。

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)典型曲線

1)實(shí)例 1。

樁長(zhǎng)15 m，柱樁，無(wú)缺陷，曲線見(jiàn)圖1。

2)實(shí)例 2。

樁長(zhǎng)15 m，實(shí)測(cè)樁長(zhǎng)短于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，曲線見(jiàn)圖2。

圖1 實(shí)例1基樁檢測(cè)曲線

圖2 實(shí)例2基樁檢測(cè)曲線

3)實(shí)例3。

樁長(zhǎng)14 m，樁身在約7.54 m處輕微缺陷，曲線見(jiàn)圖3。

圖3 實(shí)例3基樁檢測(cè)曲線

4)實(shí)例4。

樁長(zhǎng)26.5 m，柱樁，約3.44 m處嚴(yán)重缺陷，曲線見(jiàn)圖4。

圖4 實(shí)例4基樁檢測(cè)曲線

4 結(jié)語(yǔ)

樁基是深基礎(chǔ)的一種，具有抗震性能好、沉降量小、可以解決特殊地基土的承載力等諸多優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)得到廣泛的應(yīng)用，然而在施工過(guò)程中也同樣暴露出諸多的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)基樁一些常見(jiàn)問(wèn)題的總結(jié)和分析以及在用低應(yīng)變法對(duì)基樁進(jìn)行檢測(cè)時(shí)所注意的問(wèn)題的探討，從施工過(guò)程到工后質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了分析總結(jié)，對(duì)確保整個(gè)樁基工程的質(zhì)量和安全具有重要的意義。

［1］ 葛建偉.淺談超聲波透射法在樁基檢測(cè)中的應(yīng)用效果［J］.山西建筑，2011，37(3):71-72.