灌注樁檢測技術綜合應用淺析

摘要：灌注樁是一種設備投入小、施工操作簡單、地質條件適應性強的施工技術，其目前已被廣泛應用到我國建筑工程施工領域。但是樁基工程屬于地下隱蔽工程，施工工序較多，工藝流程銜接緊密，影響施工質量的因素很多，不可避免會出現斷樁、縮頸、夾泥和沉渣過厚等質量缺陷，因此施工中如何控制樁基工程質量，對缺陷樁如何有效處理，用合適的檢測方法對樁基質量進行檢測等顯得尤其重要。

關鍵詞：灌注樁;基樁檢測;對比驗證

前言

灌注樁具有承載力高、穩定性好、適應性強、施工孔深不受限制等優點，在工業與民用建筑工程、市政工程、公路橋隧工程等項目中得到廣泛應用。由于灌注樁施工工序多、對各環節技術要求高、隱蔽性很強，若施工技術環節控制不當，極容易產生縮徑、塌孔、夾泥、沉渣等質量缺陷，嚴重影響基樁承載力和使用壽命，給工程造成重大隱患，因此科學合理的判定灌注樁的質量對保障建筑物的安全具有十分重要的意義。本文針對灌注樁常見質量缺陷所采用的樁基檢測方法展開討論分析。

1. 常用檢測方法的基本工作原理

1.1靜載試驗法

在樁頂部逐級施加豎向壓力、豎向上拔力或水平推力，觀測樁頂部隨時間產生的沉降、上拔位移或水平位移，由獲得的力與位移曲線（Q-S），或位移時間曲線（S-Lgt）等資料，按照國家行業標準以確定相應的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力或單樁水平承載力的試驗方法即為靜載試驗法。靜載試驗法可以分別檢測樁基的抗壓、抗拔和水平承載力，應用比較廣泛，靜載試驗可確定樁的承載力，可為設計提供依據，也可以為工程驗收提供依據，是獲得樁軸向抗壓、抗拔以及橫向承載力的最基本、最可靠的方法。

1.2鉆芯法

采用巖芯鉆探技術和施工工藝，在樁身上沿長度方向鉆取混凝土芯樣及樁端巖土芯樣，通過對芯樣的觀察和測試，用以檢測樁長、樁身缺陷、樁底沉渣厚度以及樁身混凝土強度、密實性和連續性，判定樁端巖土性狀的檢測方法稱為鉆孔取芯法，簡稱鉆芯法。每根受檢樁的鉆芯孔數和鉆孔位置應該符合規范的規定，在對芯樣的觀察和測試過程中，應細致、嚴謹，以保證檢測結果的準確性。

1.3高應變法

高應變檢測實際上是用重錘錘擊樁頂，使樁產生一個位移，實測樁頂部的速度和力時程曲線，通過波動理論分析，對單樁豎向抗壓承載力和樁身完整性進行判定，同時測出樁身中錘擊應力隨時間的變化及樁身質點振動速度隨時間的變化，再經過數值擬合計算，確定單樁承載力的一種檢測方法。用于本方法的錘擊設備宜具有穩固的導向裝置，樁頂面應平整，樁頂高度應滿足錘擊裝置的要求，樁錘重心應與樁頂對中，錘擊裝置架立應垂直。

1.4低應變法

采用低能量瞬態或穩態激振方式在樁頂激振，實測樁頂部的速度時程曲線或速度導納曲線，通過波動理論分析或頻域分析，對樁身完整性進行判定的檢測方法。瞬態激振設備應包括能激發寬脈沖和窄脈沖的力錘和錘墊;力錘可裝有力傳感器;穩態激振設備應包括激振力可調、掃頻范圍為10～2000Hz的電磁式穩態激振器，樁頭的材質、強度、截面尺寸應與樁身基本相同，樁頂面應平整、密實，并與樁軸線基本垂直。

1.5聲波透射法

樁基成孔后，灌混凝土之前，在樁內預埋若干根聲測管作為聲波發射和接收換能器的通道，樁身混凝土灌注若干天后開始檢測，在預埋聲測管之間發射并接收聲波，通過實測聲波在混凝土介質中傳播的聲時、頻率和波幅衰減等聲學參數的相對變化，然后對這些檢測數據進行處理，分析和判斷，以確定樁身混凝土缺陷的位置、程度，從而推斷樁身混凝土的完整性的檢測方法。聲波發射與接收換能器進行圓柱狀徑向振動，沿徑向無指向性，水密性滿足1MPa水壓不滲水，諧振頻率宜為3050kHz，外徑小于聲測管內徑，有效工作面軸向長度不大于150mm。

2. 常用檢測方法的應用

2.1單樁豎向抗壓靜載試驗法的應用

單樁豎向抗壓靜載試驗法適用于檢測單樁的豎向抗壓承載力，當埋設有測量樁身應力、應變、樁底反力的傳感器或位移桿時，可測定樁的分層側阻力和端阻力或樁身截面的位移量。本法為設計提供的試驗樁，應加載至破壞;當樁的承載力以樁身強度控制時，可以按要求的加載量進行。應用這種檢測方法可以：確定單樁豎向抗壓極限承載力;判定豎向抗壓承載力是否滿足設計要求;通過樁身內力及變形測試、測定樁側、樁端阻力;驗證高應變法的單樁豎向抗壓承載力檢驗結果。

2.2單樁豎向抗拔靜載試驗法的應用

單樁豎向抗拔靜載試驗法適用于檢測單樁的豎向抗拔承載力，當埋設有樁身應力、應變測量傳感器時，或樁端埋設有位移測量桿時，可直接測量樁側抗拔摩阻力或樁端上拔量。為設計提供依據的試驗樁應加載至樁側土破壞或樁身材料達到設計強度。應用本法可以：確定單樁豎向抗拔極限承載力;判定豎向抗拔承載力是否滿足設計要求;通過樁身內力及變形測試，測定樁的抗拔摩阻力。

2.3單樁水平靜載試驗法

單樁水平靜載試驗法適用于樁頂自由時的單樁水平靜載試驗，檢測單樁水平承載力，當埋設有樁身應變測量傳感器時，可測量相應水平荷載作用下的樁身應力，并由此計算樁身彎矩。為設計提供依據的試驗樁宜加載至樁頂出現較大水平位移或樁身結構破壞，對工程樁抽樣檢測，可按設計要求的水平位移允許值控制加載。應用本法可以：確定單樁水平臨界和極限承載力，推定土抗力參數;判定水平承載力是否滿足設計要求;通過樁身內力及變形測試，測定樁身彎矩。

2.4鉆芯法

鉆芯法適用于檢測混凝土灌注樁的樁長、樁身混凝土強度、樁底沉渣厚度和樁身完整性，判斷或鑒別樁端持力層巖土性狀，判定樁身完整性類別。

2.5高應變法

高應變法適用于檢測樁基的豎向抗壓承載力和樁身完整性，監測預制樁打入時的樁身應力和錘擊能量傳遞比，為沉樁工藝參數及樁長選擇提供依據。對于大直徑擴底樁和Q-S曲線具有緩變型特征的大直徑灌注樁，不宜采用本方法進行豎向抗壓承載力檢測。應用本法可以：判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設計要求;檢測樁身缺陷及位置，判定樁身完整性類別;分析樁側和樁端土阻力。

3.總結語

鉆孔灌注樁檢測技術為樁基質量和樁身完整性的判斷提供了可靠的依據，近年來，高速公路的迅猛發展和檢測技術的進步，對灌注樁的質量要求也越來越高。隨著樁基檢測技術的不斷完善，必將為高層建筑、重型廠房、橋梁、港口碼頭等大型建筑消除安全隱患。

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