低應(yīng)變檢測(cè)基樁及施工管理控制

摘要 在橋梁工程建設(shè)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)應(yīng)用各種技術(shù)手段對(duì)樁基進(jìn)行檢測(cè)。樁基檢測(cè)過(guò)程及檢測(cè)結(jié)果的評(píng)價(jià)間接地反映了施工單位項(xiàng)目管理水平。文章根據(jù)低應(yīng)變檢測(cè)基樁實(shí)際案例為出發(fā)點(diǎn)，綜合分析現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、施工過(guò)程、樁基檢測(cè)過(guò)程及檢測(cè)結(jié)果，探討現(xiàn)場(chǎng)施工管理中存在的問(wèn)題，對(duì)進(jìn)一步提升施工單位項(xiàng)目管理水平有其實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞 樁基檢測(cè)；低應(yīng)變；施工管理

中圖分類(lèi)號(hào) U445.551 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2023）07-0084-03

0 引言

低應(yīng)變反射波法是目前基樁完整性檢測(cè)的一個(gè)方法，我國(guó)目前實(shí)行的有關(guān)基樁檢測(cè)規(guī)范，鐵路、公路、建筑等都明確規(guī)定了“低應(yīng)變法”的適用范圍、設(shè)備要求、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)要求及其數(shù)據(jù)分析和判定。低應(yīng)變反射波法一般是通過(guò)樁頂激振，測(cè)量樁速度時(shí)程曲線(xiàn)，應(yīng)用一維波動(dòng)理論進(jìn)行時(shí)頻域分析來(lái)考察樁身質(zhì)量。該方法不需要預(yù)先埋設(shè)聲測(cè)管，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的工作量小，數(shù)據(jù)處理快速，檢測(cè)成本低，效率高。雖然低應(yīng)變檢測(cè)有其種種優(yōu)點(diǎn)，但其檢測(cè)過(guò)程受到現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境的客觀(guān)因素及施工單位主觀(guān)因素制約，施工單位必須進(jìn)行積極配合，才能得到一個(gè)較為準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。該文通過(guò)典型低應(yīng)變檢測(cè)案例，根據(jù)設(shè)計(jì)文件、現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)分布情況、施工工藝及施工過(guò)程，結(jié)合檢測(cè)結(jié)果綜合分析施工單位存在的管理問(wèn)題，為提升施工單位項(xiàng)目管理水平提供一些思路及建議。

1 低應(yīng)變檢測(cè)原理

低應(yīng)變反射波法檢測(cè)基樁樁身完整性的基本原理：通過(guò)在樁頂施加激振信號(hào)產(chǎn)生應(yīng)力波，該應(yīng)力波沿樁身傳播過(guò)程中，如遇到不連續(xù)界面（如蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞等缺陷）和樁底界面時(shí)，將產(chǎn)生反射波。檢測(cè)分析反射波的傳播時(shí)間、幅值和波形特征，從而判斷樁身完整性[1]。低應(yīng)變法作為一種基樁質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)方法，其工作原理簡(jiǎn)單，檢測(cè)時(shí)間短，檢測(cè)費(fèi)用相比其他檢測(cè)方式低，故經(jīng)常作為橋梁樁基檢測(cè)方式。

2 樁基施工管理問(wèn)題

在工程項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，樁基的施工質(zhì)量會(huì)受到諸多因素影響。樁基工程的主體對(duì)象是巖土層，在不同區(qū)域中，巖土層歷史成因不同，地質(zhì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)造不同，導(dǎo)致地質(zhì)、地形和地貌差異很大。樁基設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘探結(jié)果，合理設(shè)計(jì)樁基類(lèi)型。在施工階段，應(yīng)根據(jù)地勘報(bào)告及設(shè)計(jì)圖紙，合理選擇施工工藝及施工設(shè)備。

在地質(zhì)勘查設(shè)計(jì)階段，現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)分布復(fù)雜，勘探點(diǎn)布置不合理，導(dǎo)致地質(zhì)報(bào)告闡述的地質(zhì)條件存在偏差情況。而在樁基施工過(guò)程中，樁基施工單位常常為專(zhuān)業(yè)分包或者勞務(wù)分包，從業(yè)人員管理水平及技術(shù)水平不足。在圖紙審查及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況判斷經(jīng)驗(yàn)不足，尤其在工期、資金和市場(chǎng)的各種主客觀(guān)環(huán)境約束下，樁基施工單位往往疏于管理，造成樁基施工質(zhì)量問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。

3 實(shí)例分析

3.1 樁長(zhǎng)超出設(shè)計(jì)值

在施工過(guò)程中，很少出現(xiàn)樁長(zhǎng)超過(guò)設(shè)計(jì)值的情況。樁長(zhǎng)超出設(shè)計(jì)值不僅增加了施工費(fèi)用，造成浪費(fèi)，而且嵌巖樁的樁底穿過(guò)持力層，會(huì)對(duì)樁基承載力造成不良影響。在設(shè)計(jì)圖紙中，樁長(zhǎng)是已知確定性參數(shù)，但極端情況下，受地質(zhì)條件、施工等因素影響，存在著實(shí)際樁長(zhǎng)與設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)不相符的情況，使得樁底反射波速受影響。若用設(shè)計(jì)完整樁長(zhǎng)的波速平均值來(lái)反算樁長(zhǎng)（對(duì)于C30混凝土，波速合理正常范圍為3 700～4 000 m/s）。樁長(zhǎng)反算結(jié)果可能會(huì)超過(guò)原始設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的10%。在樁基檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)慎用低應(yīng)變反射波法來(lái)測(cè)定樁長(zhǎng)，也不宜給出具體檢測(cè)樁長(zhǎng)，但是通過(guò)對(duì)比已知樁長(zhǎng)能夠確定低應(yīng)變放射波法檢測(cè)的有效樁長(zhǎng)[2]。

（1）地質(zhì)情況。該樁所處地層由第四系全新統(tǒng)（Q4ml）人工堆積物、第四系全新統(tǒng)（Q4al+pl）沖洪積物及三疊系中統(tǒng)二馬營(yíng)組（T2e）沉積巖組成，具體勘探點(diǎn)鉆孔地質(zhì)分布信息見(jiàn)表1。

（2）基樁基本信息。見(jiàn)圖2。

（3）基樁檢測(cè)結(jié)果。該樁設(shè)計(jì)為摩擦樁，采用低應(yīng)變反射波法檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如圖1所示。在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)樁基混凝土同養(yǎng)試件強(qiáng)度及現(xiàn)場(chǎng)同齡期樁基低應(yīng)變檢測(cè)，初定樁基基本波速為3 840 m/s。通過(guò)檢測(cè)，該樁樁身完整，樁底反射明顯。查閱設(shè)計(jì)文件（見(jiàn)表2），該樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為10.6 m。通過(guò)時(shí)域曲線(xiàn)圖（見(jiàn)圖1）分析，實(shí)測(cè)樁長(zhǎng)為11.9 m，超出設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)1.3 m。

（4）結(jié)果偏差原因分析。檢測(cè)單位現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)該樁實(shí)際樁長(zhǎng)超出設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)1.3 m。施工單位提供施工記錄顯示樁基成孔過(guò)程及孔深復(fù)測(cè)均正常。施工單位質(zhì)疑檢測(cè)單位檢測(cè)不準(zhǔn)確。經(jīng)二次復(fù)測(cè)，實(shí)際樁長(zhǎng)結(jié)果仍為11.9 m。現(xiàn)場(chǎng)召開(kāi)協(xié)調(diào)會(huì)議，詳細(xì)檢查施工單位施工記錄，發(fā)現(xiàn)該樁當(dāng)天混凝土實(shí)際澆筑方量為39 m3，超出正常澆筑方量，且低應(yīng)變波形圖中并未顯示明顯擴(kuò)頸現(xiàn)象。對(duì)施工班組人員問(wèn)詢(xún)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，該樁采用沖擊鉆成孔，成孔時(shí)間為晚上，看守人員未及時(shí)檢查成孔深度，造成樁孔成孔過(guò)深。施工單位管理人員發(fā)現(xiàn)后，為規(guī)避責(zé)任，并未如實(shí)向項(xiàng)目部匯報(bào)。經(jīng)過(guò)查看設(shè)計(jì)圖紙、施工記錄、監(jiān)督記錄及施工人員問(wèn)詢(xún)調(diào)查，基本可以確定該樁樁長(zhǎng)超長(zhǎng)。

3.2 樁身存在缺陷

鉆孔灌注樁一般在地下或水下施工，工藝比較復(fù)雜，難以控制其施工的質(zhì)量。鉆孔灌注樁在施工過(guò)程中，會(huì)碰到斷樁、縮徑、蜂窩、少灌、夾泥等樁基缺陷[3]。這些缺陷對(duì)工程質(zhì)量造成不良影響，引發(fā)質(zhì)量安全事故或者埋下安全隱患和質(zhì)量隱患。

（1）地質(zhì)情況。該樁所處地層由第四系全新統(tǒng)晚期沖洪積物（Q4al+pl）、早期沖洪積物（Q4al+pl）、上更新統(tǒng)沖洪積物（Q3al+pl）和三疊系下統(tǒng)和尚溝組（T1h）沉積巖組成。具體勘探點(diǎn)鉆孔地質(zhì)分布信息見(jiàn)表3。

（2）基樁基本信息。見(jiàn)表4。

（3）基樁檢測(cè)結(jié)果。該樁設(shè)計(jì)為摩擦樁，采用低應(yīng)變反射波法檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如圖2所示。在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)樁基混凝土同養(yǎng)試件強(qiáng)度及現(xiàn)場(chǎng)同齡期樁基低應(yīng)變檢測(cè)，初定樁基基本波速為3 840 m/s。查閱設(shè)計(jì)文件（見(jiàn)表4），該樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為10.5 m。通過(guò)樁基時(shí)域曲線(xiàn)圖（見(jiàn)圖2）分析，該樁樁底反射波明顯，實(shí)測(cè)樁長(zhǎng)為10.7 m。樁身距樁頂1.79 m處有同向反射波，且多次等間距反射，判定為普通缺陷。

（4）結(jié)果偏差原因分析。檢測(cè)單位現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)該樁反射波異常，及時(shí)向施工單位進(jìn)行了通報(bào)。查閱施工單位提供的施工記錄，顯示樁基成孔過(guò)程及澆筑過(guò)程正常。施工單位質(zhì)疑檢測(cè)單位檢測(cè)不準(zhǔn)確。現(xiàn)場(chǎng)召開(kāi)協(xié)調(diào)會(huì)議，因該樁缺陷處深度處于可開(kāi)挖范圍，且樁底反射明顯，要求施工單位現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該樁進(jìn)行開(kāi)挖，查明缺陷位置及范圍。經(jīng)過(guò)開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)，該樁在距樁頂深度1.5～2.0 m范圍有缺陷。對(duì)施工班組人員問(wèn)詢(xún)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，該樁采用沖擊鉆成孔，該樁澆筑時(shí)間為晚上，在澆筑到最后一車(chē)混凝土后，施工班組人員在拔出導(dǎo)管速度過(guò)快，導(dǎo)致導(dǎo)管埋置混凝土的深度偏薄，形成局部夾泥。

3.3 樁底地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)圖紙不符

（1）樁底地質(zhì)情況。地層由第四系全新統(tǒng)（Q4ml）人工堆積物、第四系全新統(tǒng)（Q4al+pl）沖洪積物及三疊系中統(tǒng)二馬營(yíng)組（T2e）沉積巖組成，具體勘探點(diǎn)鉆孔地質(zhì)分布信息見(jiàn)表5。

（2）基樁基本信息。見(jiàn)表6。

（3）基樁檢測(cè)結(jié)果。該樁設(shè)計(jì)為嵌巖樁，采用低應(yīng)變反射波法檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果如圖5所示。在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)樁基混凝土同養(yǎng)試件強(qiáng)度及現(xiàn)場(chǎng)同齡期樁基低應(yīng)變檢測(cè)，初定樁基基本波速為3 840 m/s。通過(guò)檢測(cè)，該樁樁身完整，樁底反射明顯。查閱設(shè)計(jì)文件（見(jiàn)表6），該樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為12.5 m。通過(guò)樁基時(shí)域曲線(xiàn)圖（見(jiàn)圖3）分析，樁實(shí)測(cè)樁長(zhǎng)為12.35 m，樁底反射信號(hào)為同向反射，為摩擦樁樁底反射信號(hào)。

（4）結(jié)果偏差原因分析。檢測(cè)單位現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)該樁樁底反射異常，及時(shí)向施工單位進(jìn)行通報(bào)。施工單位提供施工記錄顯示樁基成孔過(guò)程、清孔、孔深復(fù)測(cè)和混凝土澆筑過(guò)程均正常。監(jiān)理單位提供該樁平行檢查記錄，孔深、沉渣厚度、混凝土澆筑過(guò)程檢查記錄均顯示正常。施工單位質(zhì)疑檢測(cè)單位測(cè)量不準(zhǔn)確。該樁為嵌巖樁且為高墩柱，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)召開(kāi)協(xié)調(diào)會(huì)議，要求施工單位進(jìn)行鉆芯取樣復(fù)測(cè)，鉆孔深度超出設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高1 m，以便探查樁底沉渣及巖層情況。經(jīng)鉆芯復(fù)測(cè)后檢查，該樁身完整，樁底沉渣滿(mǎn)足規(guī)范要求，實(shí)際樁長(zhǎng)為12.4 m，樁底巖層為泥巖。

設(shè)計(jì)圖紙表明該樁樁底為中風(fēng)化砂巖，實(shí)際鉆芯結(jié)果樁底巖層為泥巖，造成樁底反射波為同向反射。在設(shè)計(jì)文件中明確提示，施工過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)地形、地質(zhì)狀況和設(shè)計(jì)文件不一致時(shí)，應(yīng)及時(shí)和設(shè)計(jì)單位聯(lián)系。施工管理人員在樁基成孔施工過(guò)程中，疏忽檢查鉆孔渣樣和巖樣，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)樁底巖層變化，對(duì)施工單位造成不必要的損失。

4 樁基工程施工管理的建議

通過(guò)樁基低應(yīng)變檢測(cè)實(shí)際案例的綜合分析，部分施工單位在樁基施工過(guò)程中存在管理漏洞。應(yīng)從以下幾方面加強(qiáng)管理：

4.1 加強(qiáng)對(duì)樁基施工人員管理

在實(shí)際施工過(guò)程中，樁基施工經(jīng)常采用分包模式，樁基施工人員技術(shù)水平參差不齊。因此，合理配備相應(yīng)的質(zhì)檢工作人員，并設(shè)置專(zhuān)業(yè)技術(shù)骨干管理部門(mén)，對(duì)樁基施工質(zhì)量進(jìn)行管理，負(fù)責(zé)制定規(guī)范合理的管理制度，配置不同專(zhuān)業(yè)的質(zhì)量檢查人員和監(jiān)督人員，確保工程質(zhì)量隨時(shí)處于動(dòng)態(tài)控制[4]。施工單位管理人員在樁基施工前，應(yīng)及時(shí)對(duì)樁基施工人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底。在樁基施工過(guò)程中，加強(qiáng)巡查管理，尤其是在灌注混凝土過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)測(cè)量導(dǎo)管埋深，保證提升導(dǎo)管準(zhǔn)確可靠，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，切實(shí)掌握真實(shí)施工動(dòng)態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，做好事前、事中控制。

4.2 加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的檢查

圖紙審查的深度和全面性將在一定程度上影響施工的質(zhì)量、進(jìn)度、成本、安全和工程施工的難易程度，可以大大地節(jié)約成本、縮短工期、提高效益[5]。設(shè)計(jì)圖紙作為施工的根本依據(jù)，施工管理人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的檢查。設(shè)計(jì)圖紙往往會(huì)經(jīng)過(guò)層層嚴(yán)格的圖紙審查后方可簽發(fā)，但仍不可避免地出現(xiàn)錯(cuò)誤和紕漏。作為有經(jīng)驗(yàn)的施工單位，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，針對(duì)設(shè)計(jì)圖紙中出現(xiàn)的錯(cuò)、漏、缺及時(shí)反饋至設(shè)計(jì)單位，確保工程施工依據(jù)的正確性與有效性。

5 結(jié)語(yǔ)

橋梁樁基施工質(zhì)量是整個(gè)橋梁施工工作的重中之重。不僅要提高施工工作人員的技術(shù)水平和素質(zhì)，更要加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)文件審查和施工管理，避免因施工技術(shù)不規(guī)范或操作失誤而引發(fā)施工質(zhì)量問(wèn)題。各建設(shè)主體應(yīng)采取相應(yīng)措施，提升業(yè)務(wù)水平及管理水平，為我國(guó)交通運(yùn)輸發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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