樁基靜載與低應(yīng)變?cè)跇痘鶛z測(cè)中的配合應(yīng)用探討

劉明鐘

福州鑫隆達(dá)土木工程檢測(cè)有限公司，福建 福州 350028

由于樁基的特點(diǎn)是隱蔽在地下，而且樁基的施工工藝又比較復(fù)雜，樁基質(zhì)量問題不能被直觀的發(fā)現(xiàn)。為了確保樁基施工質(zhì)量符合要求，認(rèn)真做好質(zhì)量檢測(cè)顯得特別重要。目前，進(jìn)行樁身質(zhì)量檢測(cè)的方法有很多種，例如靜載試驗(yàn)、低應(yīng)變法、高應(yīng)變法等。為了確保施工進(jìn)度和施工安全，選擇快速有效的樁基質(zhì)量檢測(cè)方法成為了目前比較關(guān)注的問題。本文分別探討了低應(yīng)變法和靜載試驗(yàn)在樁基檢測(cè)中的聯(lián)合應(yīng)用，從而找到一種最有效的檢測(cè)方法。

1 低應(yīng)變法檢測(cè)

1.1 低應(yīng)變法簡(jiǎn)介

在檢測(cè)樁身的時(shí)候，應(yīng)用最普遍的方法是低應(yīng)變法。低應(yīng)變法的使用原理是：垂直激振樁身頂部，然后彈性波從樁身向下傳播，如果樁身彈性波存在阻抗，樁體橫截面出現(xiàn)改變，就會(huì)存在反射波。使用儀器對(duì)反射波進(jìn)行接收，隨后放大信號(hào)并進(jìn)行處理，從而迅速分析樁的完整性和質(zhì)量，對(duì)樁身缺陷進(jìn)行分析，找到缺陷的位置。這種方法使用力錘敲擊樁頂，然后用高靈敏的傳感器接收信號(hào)，依據(jù)樁體縱波特點(diǎn)和波速，計(jì)算公式為VC=2L/ T，其中VC 是應(yīng)力波穿過樁身的速度（m/s）；T 是反射波到達(dá)樁底時(shí)間；L 是樁身的長(zhǎng)度（m）。同時(shí)，低應(yīng)變法也存在一些局限性。低應(yīng)變法主要通過阻抗的變化來判斷缺陷的情況，但是往往無法具體識(shí)別缺陷的類別（如縮頸還是空洞、夾泥等），而且受到樁周土層及激振能量等因素的影響，若樁長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)力波隨著能量的衰減無法反射回樁頂，致使儀器無法測(cè)到發(fā)射信號(hào)，故無法對(duì)整根樁的完整性作出評(píng)定，只能對(duì)有效檢測(cè)樁長(zhǎng)內(nèi)的樁身完整性進(jìn)行評(píng)定。這種時(shí)候就有必要使用其他檢測(cè)方法來驗(yàn)證低應(yīng)變反射波方法［1］。

2 低應(yīng)變法檢測(cè)的注意要點(diǎn)

2.1 現(xiàn)場(chǎng)樁頭的處理

采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的時(shí)候，處理樁頭是一個(gè)重要部分，如果樁頭處理不好，將無法收集理想信號(hào)。特別是灌注樁，應(yīng)露出包含骨料的新鮮混凝土表面，粘結(jié)傳感器和實(shí)施振動(dòng)的位置應(yīng)盡可能平整，清潔，不破裂，無雜物和水。最常見的情況是打樁頭的浮漿未徹底清洗，收集的信號(hào)也不理想。信號(hào)的淺部經(jīng)常有嚴(yán)重的反向脈沖，不能客觀反映樁身的完整性［2］。另外，在錘擊過程中，如果混凝土被敲打和破碎，則應(yīng)再次拋光平坦的激振點(diǎn)。

2.2 選擇合適的傳感器

進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的時(shí)候，對(duì)于速度傳感器和加速度傳感器的差別進(jìn)行對(duì)比。速度傳感器的波形曲線不能收集到缺陷，但運(yùn)用高靈敏度加速度傳感器收集到的波形曲線可以發(fā)現(xiàn)缺陷。對(duì)于實(shí)心樁身，要在距離樁心2/3 位置的地方安裝傳感器，要把樁中心設(shè)置為激振點(diǎn)；對(duì)于空心樁，激勵(lì)點(diǎn)、傳感器的安裝位置要處在同一平面，還要同樁心角度為90，還要在樁壁厚度1/2 處設(shè)置傳感器。要使用粘性黃油和牙膏作為偶聯(lián)劑，從而保證傳感器和樁頭粘結(jié)牢固，不能出現(xiàn)氣泡，要垂直安裝傳感器。一旦傳感器安裝不固定，波形就會(huì)變得雜亂，不能很好的判斷基礎(chǔ)樁的情況［3］。

3 靜載檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

目前，普遍使用三種基樁靜載試驗(yàn)，常見的是單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)和單樁水平靜載試驗(yàn)。應(yīng)用的原理是：通過對(duì)樁頂施加豎向壓力，從而觀察樁頂部沉降、上移位和水平移位，確定好單樁豎向抗壓力、抗拔承載力和水平承載力。有兩種靜載試驗(yàn)：一種是在工程樁全面開打前的靜載試驗(yàn)樁，可以為本工程提供承載力的設(shè)計(jì)依據(jù)；一種是工程樁施工全面結(jié)束后的靜載試驗(yàn)，可以為基樁工程的施工質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)定。樁基承載力的大小主要取決于土對(duì)樁的支承阻力以及樁自身的承載力。

靜載檢測(cè)時(shí)間：針對(duì)預(yù)制樁，施工期間土壤會(huì)產(chǎn)生超孔隙水壓力，它會(huì)降低樁一側(cè)的有效應(yīng)力，使樁形成的阻力減小；隨著時(shí)間增加，超孔隙水壓力不斷消散，樁側(cè)摩阻力就會(huì)提升。因此，預(yù)制樁靜載前需要根據(jù)土質(zhì)情況等待一定的休止期。而灌注樁則需要等到樁身混凝土達(dá)到齡期后方可開始試驗(yàn)。

4 樁基靜載與低應(yīng)變?cè)跇痘鶛z測(cè)中的配合應(yīng)用實(shí)例

某小區(qū)住宅樓，一層地下室，場(chǎng)地內(nèi)自然地面標(biāo)高以下有10m 左右的淤泥土層，由于場(chǎng)地的限制，靜載試驗(yàn)需在場(chǎng)地開挖前進(jìn)行，預(yù)先選定的受檢樁按靜載檢測(cè)數(shù)量的3 倍預(yù)留，樁基施工完成后再從3 倍預(yù)留樁中選出靜載樁進(jìn)行試驗(yàn)。188#樁為單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)樁，該樁為PHC 管樁，樁徑為500mm，有效樁長(zhǎng)為 25.0m，樁身砼強(qiáng)度 C80，根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取波速 C 為 4200m/s。靜載試驗(yàn)前對(duì)該樁進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)，未能檢測(cè)到樁底反射，且檢測(cè)結(jié)果為Ⅰ類樁。靜載過程中未出現(xiàn)異常，最終沉降量為23.32mm，靜載試驗(yàn)結(jié)果合格。由于地下室開挖過程中未采取有效的措施，在場(chǎng)地開挖完，并砍樁至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高后，再一次對(duì)該樁進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)，在 5.2m 處波阻抗發(fā)生變化，出現(xiàn)與初始波同相的周期性反射波，缺陷諧振峰排列基本等間距，結(jié)合樁長(zhǎng)分析，此處不應(yīng)是樁底反射，應(yīng)是樁身缺陷的表現(xiàn)，評(píng)定樁身完整性分類為Ⅳ類 。

5 結(jié)語

低應(yīng)變法的優(yōu)點(diǎn)是：方便快捷、費(fèi)用較低，可以對(duì)樁基進(jìn)行大面積的抽檢，全面發(fā)現(xiàn)樁身缺陷及其位置。缺點(diǎn)是：當(dāng)樁長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)，無法對(duì)整根樁的完整性作出評(píng)定，只能對(duì)有效檢測(cè)樁長(zhǎng)內(nèi)的樁身完整性進(jìn)行評(píng)定，不能有效評(píng)價(jià)樁體豎向抗壓承載力有沒有符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。靜載試驗(yàn)是進(jìn)行樁基豎向抗壓承載力最有效的方法，也可以同其他檢查方法進(jìn)行比較，缺陷是檢測(cè)成本非常高，檢測(cè)周期較長(zhǎng)，只能采取低比例的抽檢頻率進(jìn)行抽檢，而無法進(jìn)行大面積的試驗(yàn)。因此，在實(shí)際的工程檢測(cè)中，低應(yīng)變法和靜載檢測(cè)技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，能夠做到有效的互補(bǔ)，從而保證樁基質(zhì)量。