橋梁工程中鉆孔灌注樁質量檢測標準及檢測方法

黎鴻衛

前言

鉆孔灌注樁作為建筑建設的基礎，被廣泛的應用于地基基礎工程。但是此項技術施工步驟較多，工藝繁瑣，要求在短時間內完成水下灌注混凝土工作，并且由于在水下作業，無法直接進行質量控制，施工質量不好把握，甚至會導致斷樁、空洞、蜂窩等質量事故，造成人力、物力、財力損失。如果保證灌注樁的質量一直是建筑行業普遍關心的問題。因此，選用正確的檢測方法，保證鉆孔灌注樁檢測效果至關重要。

1 鉆孔灌注樁的特點

1.1 鉆孔灌注樁的優勢

1.1.1 承載力大

在我國現代經濟的發展中出現了越來越多的高層建筑，需要樁基有足夠的承載力，灌注樁因為具有較大的承載力而有很大優勢，被廣泛應用于建筑行業。灌注樁可以通過改變其樁徑、最合適的持力層來改變灌注樁的最大承載力，具有靈活性。

1.1.2 防震性能好

鉆孔灌注樁可以嵌到地下一定深度，通過地下力的作用使樁體與基巖成為一個整體，使得樁孔灌注樁在水平方面有較強的承受力，防震性能增加。

1.1.3 應用范圍廣

鉆孔灌注樁的適應強，因此應用范圍也比較廣。鉆孔灌注樁可以在水下橋梁作業中應用，也可以在陸地上應用?？梢栽诜比A的城市中應用，也可以在荒野中應用。施工一般不會受到環境因素的影響。除此之外，還不會受到地下水位高低的影響，地質條件，樁身長度的影響。

1.1.4 較小環境污染和公害

城市建設越來越注重環境保護的主題，鉆孔灌注樁施工對環境影響很小。滿足綠色城市建設，也滿足可持續發展原則，在城市施工中具有重要意義。

1.1.5 建造費用低

采用鉆孔灌注樁技術可以節省材料，施工過程相對于傳統的施工方法較為簡單，可以直接進行澆筑工作，不需要再次增加建設工程。

1.2 鉆孔灌注樁的缺點

雖然鉆孔灌注樁具備很多的技術優點，我們還應該意識到鉆孔灌注樁技術的缺點。由于鉆孔灌注樁技術需要在水下進行混凝土澆筑，澆筑過程觀察不直觀，對混凝土的質量不好把握，如果工作經驗不足或者稍有失誤很容易造成鉆孔灌注樁的質量問題，甚至會導致斷樁、空洞、蜂窩等質量事故，造成財力物力損失，延緩工期。因此，對于樁身的質量檢查至關重要。

2 鉆孔灌注樁的作用

鉆孔灌注樁在建設工程中一般作為加固樁基的一種有效措施，主要是為了增加地基承載的能力；鉆孔灌注樁也能夠用于抵抗土方的側壓力以維護邊坡，避免土方的位移。這一技術大量應用于我國東部沿海地區以及近海填海造陸等施工，特別是在施工中遇到充滿砂性土、粘性土、碎卵石等的巖層時被廣泛使用。在路橋工程中鉆孔灌注樁技術的使用有效地確保了地基的穩定性和強度，鉆孔灌注樁施工水平的好壞對路橋工程的質量有著直接的影響作用，在路橋施工項目中具有非常重要的作用。

3 鉆孔灌注樁的質量檢測

鉆孔灌注樁的質量檢測不僅僅說的是整個工藝過程完成后的最終檢測，還包括施工過程中的質量保證，嚴格按照規定實施每一步的質量檢測工作，才能保證最終質量檢測的結果。防止返工。通常施工過程中的質量檢測包含孔徑、孔型、孔深、孔渣厚度、混凝土試塊強度，以及關注過程混凝土面位置等。如果不能保證基礎工程的順利開展，等施工完成后發現不足，很有可能前功盡棄，需要進行返工處理，所以，必須將施工過程中的質量檢查工作做好。

3.1 成孔檢測

成孔檢測是鉆孔灌注樁技術中必不可少的一部分。成孔檢測中對孔底的淤泥進行清理十分重要，如果淤泥太多容易造成孔徑的質量問題，孔底沉積的淤泥也容易混入到混凝土中，導管灌注水泥時，淤泥會隨著水泥的灌注不斷上升，最終處于孔的上部，影響柱身上部質量強度。

3.2 施工過程檢測

施工過程中要保證施工質量，對施工過程中容易出現的質量問題進行檢測。樁孔灌注樁的施工主要包括以下幾個步驟（如圖1所示）：成孔、下導管和鋼筋籠、澆灌水下混凝土、成樁。應該及時對孔底淤泥的進行清理，檢查持力層的情況，觀察出漿情況，并且對檢查結果進行記錄。相關監理部門要做好對如下鋼筋籠和混凝土灌注等整個全過程的監督工作，保證施工質量。

圖1 鉆孔灌注樁施工程序

4 國內常見樁基檢查方法

4.1 單樁豎向抗壓試驗

單樁豎向抗壓靜載試驗是檢測樁基豎向抗壓承載力最為直觀和可靠的試驗方法，這一方法得到了大家的普遍認同。它是運用接近于豎向抗壓樁的實際工作條件試驗方法，對單樁豎向抗壓承載力進行確定，在樁基工程的設計和驗收時也把靜載試驗作為依據。必須嚴格根據相關的國家規范進行靜載試驗，本文著重分析和討論了有關靜載試驗的取值、影響靜載試驗的因素以及地區性標準曲線等問題。運用率定法對儀器系統的延遲時間進行確定。

對聲測管和耦合水層聲時的修正值進行計算；在樁頂測量各聲測管外壁間凈距離；采用把水注滿各聲測管的方法對聲測管暢通情況進行檢測；在聲測管整個范圍之內換能器應能保持正常升降。

要根據以下要求進行現場平測和斜測：

在通過深度標志的情況下發射與接收聲波換能器要分別放置在兩根聲測管當中；平測時，要將聲波發射與接收聲波換能器在平測時所保持得深度始終一樣；斜測時，聲波發射與接收換能器應始終保持固定高差且兩個換能器之間的中點連線的水平夾角不能超過30°。要對每一條聲測線的信號時程曲線進行實時顯示和記錄，同時對首波聲時和幅值做到及時讀??；在需要運用信號主頻值當做異常聲測線的輔助判斷根據的情況下，也要把信號的主頻值進行讀??；不僅要把檢測數據進行保存，還要做好波列圖信息的保存；應將相同檢測剖面的聲測線間距、儀器設置參數以及聲波發射電壓保持不變。

4.2 鉆芯法

這種方法對檢測混凝土灌注樁的樁長、樁底沉渣厚度、樁身混凝土強度和樁身的完整性比較適用。周正、穩定、底座水平是鉆機設備安裝的前體條件，同時傾斜、移位現象在鉆機在鉆心得過程中也不能出現，要保證鉆芯孔垂直度偏差在0.5%以內。

要控制好每回次鉆孔進尺在1.5m內；鉆至樁底時，宜采取減壓、慢速鉆進、干鉆等適宜的方法和工藝，鉆取沉渣并測分沉渣厚度；對樁底的強風化巖層或者是土層，可采用標準貫人試驗、力觸探等方法鑒別樁端持力層的巖土性狀。

要按照回次順序把鉆取的芯樣放入進芯樣箱內；鉆機操作人要根據規范表的格式對鉆井情況以及鉆井過程中出現的異常情況進行記錄，檢測人員應按本規范表詳細編錄芯樣混凝土、樁底沉渣以及樁端持力層。

鉆芯結束后，應拍下芯樣和鉆探標示牌的整個面貌，留作照片記錄。

應在單樁質量評價滿足設計要求的前提下從鉆芯孔孔底往.用水泥漿回灌封閉；當單樁質量評價不滿足設計要求時，應封不鉆芯孔，等待后續處理。

4.3 低應變法

低應變法是判斷樁基自身完整性的一種檢測方法，主要方法包括采用低能量穩態或瞬態激振的方式樁頂進行激振，對樁頂部的速度導納曲線或者速度時程曲線進行測量，運用頻域分析或者波動理論分析等。要把樁頭的強度和材質和樁身保持相同，樁頭的截面尺寸不宜與樁身有明顯差異；要保持平整、密實的樁頂面，并且其要垂直于樁軸線。

要根據以下規定測試參數設定：

應保持在2L/C時刻后延續不少于5ms的時域信號記錄的時間段長度；要求不小于200Hz的幅頻信號分析的頻率范圍上限；要把樁頂測點至樁底的施工樁長作為設定樁長，把施工截面積設定為樁身截面積。

依照本地區相同類型的樁的測試值初步設定樁身波速；要根據樁長、樁身波速和頻域分辨率合理選擇采樣時間間隔或采樣頻率；要求大于1024點的時域信號采樣點數；要按計量檢定或校準結果設定傳感器的設定值。

測量傳感器安裝和激振操作，應符合下列規定：

要把安裝傳感器部位的混凝土整平；安裝傳感器的位置要垂直于樁頂面；要用有相當高的的粘結強度的耦合劑進行粘結；要避開鋼筋籠的主筋的影響進行測量傳感器和激振點安裝位置的選擇；激振方向要和樁軸線方向一致，要通過現場敲擊試驗進行瞬態激振，選擇的激振力錘重量要適中，錘墊的軟硬度要合適；獲取樁底或樁身下部缺陷反射信號時最好選用寬脈沖，獲取樁身上部缺陷反射信號最好選用窄脈沖；應在每一個設定頻率下獲得穩定的穩態激振的響應信號，而且要結合樁徑、樁長和樁周土的限制狀況對激振力的大小進行調整。

應按以下要求進行信號采集和篩選：

要在樁心處依照樁徑大小布置2～4個對稱安裝傳感器的檢測點；要在距樁中心2/3半徑處位置選擇實心樁的激振點，把樁壁厚的1/2處位置作為空心樁的激振點和檢測點，且要把檢測點和激振點中心連線形成的夾角控制在90°。

在樁徑比較大或樁上部橫截面尺寸不規則的時候，不僅要根據以上要求的激振點和檢測點位置進行信號的采集，還要結合實測信號的特點，將激振點和檢測點的位置變動之后進行信號的采集；在不同檢測點以及多次實測時域信號不太一致時，要及時對造成這一情況的原因進行分析，并且將檢測點數量增加；要控制信號不產生失真、零漂的現象，同時信號幅值應控制在測量系統的量程范圍內。

5 低應變檢測程序及缺陷判斷

5.1 進行現場檢測的主要流程

（1）收集信息，對樁的設計施工要點，施工場地的土質檢查進行了解。

（2）對影響樁頭檢測的因素進行排除，除去松散處，除去露在樁頭外部的鋼筋。

（3）將電源接通后，預熱好測試儀器，然后進行接受條件以及激振的選擇性試驗，通過反復的實驗選擇最佳位點，一般將激振點選在樁頭的中心位置。

（4）可以涂抹凡士林等潤滑劑增強樁頭與傳感器的接觸。

（5）要對每根樁進行3～5次的重復測試，如果出現異常的波形，要及時地對形成異常的原因進行分析，將對測試產生不良影響的因素排除后再進行重復性測試，出現異常波形應該及時分析原因，排除影響測試的不良因素后再進行重復測試，同時要使重復測試的波形和原波形保持比較好的相似性。

5.2 樁基質量缺陷判斷

質量好的樁基波形具有清晰的特點，不同的樁基質量缺陷存在的波形有一定的差異，我們可以根據波形的差異對樁基進行質量評估。

在首波出現后和首波相位相反的反射波是擴頸的特點；在缺陷處有一相位和首波方向相同的反射波且其幅度非常大這是縮頸的特點。

斷樁具備首波后沒有反沖而且接著貼近零線，反射波出現于缺陷處，而且它的幅度比首波還要大，并且發生很多次回波，其中樁底的回波不清等特點。首波比較厚，而且波的寬度比正常樁要寬，寬度一般比較大，因為有大量雜質混入混凝土，所以當波在傳播當中遇到離析的地方時就會發生散射，進而引起波形的增寬。這是離析所具備的主要特點。

6 影響基樁質量檢測波形的因素

（1）樁頭破損對波形造成不良影響，當波遇到松散處的時候，波的能量很容易衰減，在顯示器上接收到的波形不準確，導致分析數據存在一定的誤差。在進行質量檢測之前可以把松散處鏟除，減小這一影響因素。

（2）鋼筋露出樁頭的情況同樣會影響波形，因為施工后續過程的需要，一般都會有鋼筋露出樁頭，但是，樁頭會對質量檢測的波形有一定影響，影響信號的傳遞，可以割除樁外露出的過長的鋼筋。

（3）樁的強度對波形存在一定的影響，當樁身強度較低的時候，將會使將會應力波在混凝土中的傳播速度降低，導致分析結果產生誤差。

7 結束語

鉆孔灌注樁技術在當今社會應用十分廣泛，但美中不足的是由于施工環節比較多、工藝過程復雜、人為因素影響大、不能直觀的進行質量管理，成樁質量受到多種因素的限制而不好把握，所以在進行鉆孔灌注樁時要求操作人員仔細做好每一步工作，嚴格質量把關，控制和監督好鉆孔灌注的全過程，提高專業技能及時發現問題并采取有效的措施予以補救，要學習先進的檢測方法，明確質量檢測標準，不可盲目套用理論知識。

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