低應變基樁完整性檢測技術研究

孔丹偉

【摘 ?要】隨著國民經濟快速發展，人民及社會財富迅速增加，高層建筑不斷拔地而起，且層高與建筑體型增加及地下空間的開發，樁基作為建筑工程中應用最廣泛的基礎形式，其樁身質量格外重要。基樁質量的好壞直接影響上層建筑物的穩定安全性。文章主要對低應變檢測管樁的局限性進行了分析，主要包括地面本身局限性、低應變理論適用性以及管樁結構的特殊性等，之后對綜合分析法的必要性、相應的準備工作以及具體實施進行了研究。

【關鍵詞】低應變;基樁檢測;完整性

1 引言

基樁檢測技術是檢測和判定基樁質量的主要方法與唯一標準，選擇適宜的基樁檢測技術能夠確保檢測結果的準確性與可靠性。常見的基樁檢測方法有靜載試驗法、鉆芯法、聲波透射法、超聲檢測法和低應變反射法。其中，低應變反射法具有快速、無損、經濟等應用優勢，在基樁檢測中應用較為廣泛。為保證基樁檢測的可靠性和準確性，有必要深入研究低應變反射法的應用要點。

2 低應變檢測法的概況

2.1 低應變反射法應用優勢

相對于高應變檢測方法，低應變反射方法具有操作簡單、快速靈活、效率高、成本低等特點，尤其適應于數量多、面積大的基樁檢測，對基樁幾乎不產生任何影響，具有顯著的應用優勢。

2.2 低應變反射法應用局限性

低應變反射法存在一定的局限性，檢測結果無法直接量化，對樁的長徑比有一定的要求，長徑比（L/D）應控制在5～40以內，不太適用于墩基和特長樁。同時，當該方法無法檢測到樁底時，樁長及樁強度無法進行基本的判定。根據《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ106-2014）有關要求，樁身完整性檢測不得僅使用低應變反射法檢測;根據福建省住房和城鄉建設廳《關于進一步規范樁基檢測的通知》（閩建建[2017]1號）有關要求，樁基工程存在下列情形（3節及以上的預制樁;樁長超過40m;低應變法檢測樁底反射不明顯的樁）之一的，其樁身完整性檢測不得僅采用低應變法，且采用低應變法之外的檢測方法進行檢測的樁數量不得少于樁身完整性檢測總數的1/3（當只能采用高應變法時，檢測數量不得少于樁身完整性檢測總數的1/6且不少于5根）。因此，在使用低應變法檢測基樁時，檢測單位應配合其他方法使用。

3 樁身完整性判定

根據成樁質量不同，樁身的缺陷主要有斷裂、縮徑、擴徑、夾泥、離析等類型。對于完整樁，其時域波形圖只在底部出現同相或反相的反射波。而斷裂樁的時域波形圖波幅較大，出現多次反射，并且無樁底反射波;縮徑樁的時域波形圖在縮徑部位出現同相波幅，無多次反射，具有樁底反射波;擴徑樁的時域波形圖在擴徑部位出現反相波幅，無多次反射，具有樁底反射波;夾泥樁的時域波形圖在夾泥部位出現同相波幅，出現多次反射，其波速一般檢測不到;離析樁的時域波形圖在離析部位出現同相波幅，波幅有大有小，一般也會出現多次反射，輕度離析樁具有樁底反射波。對于缺陷的程度，一般根據反射波的幅值進行定性確定，缺陷的位置則根據 L=CTx/2 確定。C 為彈性波波速，Tx為反射波時間。綜合波形圖分析、地質資料、成樁工藝等《建筑基樁檢測技術規范》按樁身的完整性將樁分為Ⅰ類樁、Ⅱ類樁、Ⅲ類樁、Ⅳ類樁。其中Ⅰ類樁為樁身完整的樁;Ⅱ類樁樁身有輕微缺陷，但不影響樁身結構的承載力;Ⅲ類樁樁身有明顯缺陷，對樁身結構的承載力有一定影響;而Ⅳ類樁樁身存在嚴重缺陷。

4 低應變基樁完整性檢測技術的應用

4.1 工程概況

某高層住宅樁基工程所在土層由上到下分布為：①砂質蓬松土、②粉細砂、③堅硬粉質黏土、④密實性粉質黏土，設計采用鉆孔灌注樁并以第④層密實性粉質黏土作為樁端承力層。基樁施工完成后決定采用低應變進行樁身完整性檢測。

4.2 準備工作

第一，在將管樁運輸到施工地點之后，相關監理部門要對管樁外觀質量、尺寸、型號、規格等進行全面檢查，與此同時，檢測部門也要對這些管樁進行抽樣檢測，以確保其質量達標;第二，在對鋼筋進行收集的過程中，監理部門、建設部門等，需結合實際情況，對鋼筋布置、鋼筋直徑、鋼筋數量、端板尺寸等進行妥善記錄，與此同時，還要對焊縫質量、鋼筋尺寸、鋼板厚度等進行檢查，若布樁較為密集，還要妥善記錄好樁頂標高變化;第三，若施工現場條件允許，還要對工程中鉆孔進行燈光照射檢查，判斷其是否存在滲水現象，以免出現錯位、破損的問題，同時做好妥善記錄，發現問題及時處理

4.3 樁頂清理

在低應變反射檢測前，如基樁表面存在浮漿或雜物，在激振時會產生反向脈沖，進而影響檢測結果的準確性。因此，檢測人員應確保傳感器連接位置、錘擊位置的干凈、平滑、無雜物，及時清除基樁混凝土殘渣、浮渣、石塊等，并使用打磨機將平面打磨光滑，直至露出新鮮含骨料的混凝土面為止，以免因平面不平整或雜物影響錘擊的方向，以便于傳感器安裝與激振錘擊。如樁頂存在浮渣時，將難以樁頂材質與樁身材質的一致性，對測試信號質量、應力波正常傳遞造成不良影響，進而影響檢測結果的準確性。

4.4 現場檢測

低應變反射檢測前，檢測人員應檢查傳感器、信號放大器及信號采集器等設備確保運行正常和電量充足。檢測人員應盡量選擇樁平面中心作為擊振點。在實際檢測中，針對淺部位的缺陷，應選用堅硬材質且質量較小的激振設備，由于其重量小、能量小、脈沖窄，能夠較為準確地判斷缺陷位置;而針對樁底或深層次的缺陷應當選用重量較大且材質偏軟的材質，能量大、脈沖較寬、衰減小，能夠較為全面地檢測樁身缺陷，采用軟質激振設備能夠降低對基樁的損傷。在低應變反射法檢測時，應注意不同測試點對應的一致性，不含零漂及高頻干擾。低應變檢測時，檢測人員應隨時檢查采集信號質量。根據現場信號檢測情況，及時調整錘擊脈沖寬度及采樣頻率，以便于準確測定缺陷位置。反射波法檢測樁基完整性要依據不同的樁而選擇不同的錘和錘墊。一般來講，樁越長，應選擇越軟、越重、直徑越大的錘;樁越短，應選擇越硬、越輕、直徑越小的錘。敲擊時應使力盡量垂直于樁頭，有利于抑制質點的橫向振動。應防止二次敲擊，避免后續波的干擾。低應變檢測中經常會發現在入射脈沖首波后會有一個較大的的反相波形，成為反響過沖。造成這種現象的原因包括：傳感器未安裝牢固或距離激振點過近;樁頭混凝土松動，遇到下面一層好的混凝土產生反射;樁身擴徑所致。此外，現場一般要求獲得 3 條重復性好的測試曲線。

5 結束語

總之，在今后發展過程中，相關檢測人員一定要對低應變法應用局限性有所認識和了解，特別是預應力混凝土管樁，不能只憑借檢測信號就下定結論，還要對相關檢測資料進行掌握，具體如設計資料、監理資料、施工資料、現場勘查資料等，在此基礎上進行綜合分析和判斷，如此才能得出客觀合理的結論，為檢測結果精準性提供保障。

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（作者單位：丹陽建設工程質量檢測中心）