混凝土灌注樁質量檢測方法研究蔣明學

摘要：樁基工程的應用和質量檢測是一項系統而全面的綜合性工作，由于每種檢測方法各有所局限，本文通過介紹樁基檢測方法的分類，并對每種檢查方法進行研究。希望對樁基檢測有指導作用。關鍵詞：混凝土灌注樁；檢測方法；分析隨著經濟建設及建筑技術的快速發展，樁基在城市建設中的應用越來越廣泛，樁基是隱蔽工程，是建筑物的基礎，支撐著地面上的構筑物，它直接影響到建筑物的安全性，所以樁基檢測技術在工程中的應用就顯得尤為重要，因此通過對混凝土灌注樁承載力檢測方法的研究是十分有必要的。1樁基檢測方法的分類由于基樁的承載力和完整性檢測是基樁質量檢測中的兩項重要內容，按其完成設計與施工質量驗收規范所規定的具體檢測項目的方式，宏觀上可以分為三種檢測方法：直接法、半直接法、間接法。1.1直接法直接法是通過現場的原型試驗直接獲得檢測結果的檢測方法。在樁身完整性檢測方面主要是采用鉆孔取芯的方法，即直接從樁身混凝土中鉆取芯樣，以測定樁身混凝土的質量和強度,并可以檢測樁底沉渣和持力層情況，測定樁長。承載力檢測包括了單樁豎向抗壓（拔）靜載試驗和單樁水平靜載試驗：豎向抗壓（拔）靜載試驗用來確定單樁豎向抗壓（拔）極限承載力，判定工程樁豎向抗壓（拔）承載力是否滿足設計要求。單樁水平靜載試驗用來確定單樁水平臨界和極限承載力、判定工程樁水平承載力是否滿足設計要求外，還主要用于淺層地基土水平抗力系數的比例系數的確定，以便分析工程樁在水平荷載作用下的受力特性。1.2半直接法半直接法是指在現場原型試驗基礎上，同時基于一些理論假設和工程實踐經驗并加以綜合分析才能最終獲得檢測項目結果的檢測方法。主要有三種：（1）低應變動力檢測法在樁頂面實施低能量的瞬態或穩態激振，使樁在彈性范圍內做彈性振動，并由此產生應力波的縱向傳播，同時利用波動和振動理論對樁身的完整性做出評價的一種檢測方法，主要包括反射波法、機械阻抗法、水電效應法等等，其中反射波法物理意義明確、測試設備輕便簡單、檢測速度快、成本低，是基樁質量（完整性）普查的良好手段。（2）高應變動力檢測法通過在樁頂實施重錘敲擊，使樁產生的動位移量級接近常規靜載試樁的沉降量級,以便使樁周巖土阻力充分發揮，通過測量和計算判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設計要求及對樁身完整性做出評價的一種檢測方法,主要包括錘擊貫入試樁法、波動方程法和靜動法等等，其中波動方程法是我國目前常用的高應變檢測方法。（3）聲波透射法通過在樁身預埋聲測管（鋼管或塑料管），將聲波發射、接受換能器分別放入2根管內，管內注滿清水為耦合劑，換能器可置于同一水平面或保持一定高差，進行聲波發射和接受，使聲波在混凝土中傳播，通過對聲波傳播時間、波幅、聲速及主頻等物理量的測試與分析，對樁身完整性作出評價的一種檢測方法。1.3間接法依賴直接法已取得的試驗成果，結合土的物理力學試驗或原位測試數據，通過統計分析,以一定的計算模式給出經驗公式或半理論、半經驗公式的估算方法。由于地質條件和環境條件的復雜性，施工工藝、施工水平及人員素質的差異性，該方法對設計參數的判斷有很大的不確定性，所以只適用于工程初步設計的估算。2各種檢測分析方法2.1單樁豎向抗壓（拔）靜載試驗和單樁水平靜載試驗單樁豎向抗壓（拔）靜載試驗和單樁水平靜載試驗試驗是采用接近于豎向抗壓（拔）或水平方向推力，根據樁的實際工作條件的試驗方法，確定單樁豎向抗壓（拔）承載力和單樁水平靜載力，是目前公認的檢測基樁承載力最直觀、最可靠的試驗方法。靜載試驗可確定樁的承載力，單樁豎向抗壓靜載試驗確定單樁豎向抗壓承載力，單樁豎向抗拔靜載試驗確定單樁豎向抗拔承載力，單樁水平靜載試驗確定單樁水平承載力。可以為設計提供依據、為工程驗收提供依據、驗證檢測或其它目的。該測試方法雖然測試結果準確，但是由于其檢測過程較繁瑣，測試費用較高，一般只在為設計提供依據和按標準要求進行小批量抽檢。2.2低應變法該法適合鋼筋混凝土灌注樁和預應力混凝土的檢測，時普查基樁的完整性，判定樁身缺陷程度和位置的常用方法之一。該法測試設備簡便，費用低、檢測速度快，適用于檢測混凝土樁的樁身完整性。但該方法只能作出定性判定，且對樁長、嵌巖樁樁端嵌巖情況及樁身截面漸變或多變的灌注樁難以進行判定。2.3高應變法高應變法檢測的主要功能之一是判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設計要求。它是單樁豎向抗壓靜載試驗的補充。高應變動力試樁利用幾十甚至幾百千牛的重錘打擊樁頂,使樁產生的動位移接近常規靜載試樁的沉降量級,以便使樁側和樁端巖土阻力較大乃至充分發揮,即樁周土全部或大部產生塑性變形，直觀表現為樁出現貫入度。由于高應變法理論與低應變法基本相同，但是由于高應變試驗用錘擊設備為預制樁打樁機械或自制自由落錘。高應變法檢測樁身完整性的可靠性比低應變法高，只是與低應變法檢測的快捷、廉價相比，在帶有普查性的完整性檢測中應用尚有一定困難。但由于其激勵能量和檢測有效深度大的優點，特別在判定樁身水平整合型縫隙、預制樁接頭等缺陷時,能夠在查明這些“缺陷”是否影響豎向抗壓承載力的基礎上，合理判定缺陷程度。高應變檢測技術是從打入式預制樁發展起來的，試打樁和打樁監控屬于其特有的功能，是靜載試驗無法做到的。由于預制樁截面恒定、材質均勻，可以直接通過樁頂附近的應力波測量，準確地測得樁身最大壓應力、樁身完整性系數和樁錘傳遞給樁的能量，進而控制打樁過程的樁身應力和減少打樁破損率，為合理選擇沉樁設備參數和確定樁端持力層以及停錘標準提供依據。2.4聲波透射法聲波檢測一般是以人為激勵的方式向介質發射聲波，在一定距離上接收經介質物理特性調制的聲波，通過觀測和分析聲波在介質中傳播時聲學參數和波形的變化，對被測對象的宏觀缺陷、幾何特征、組織結構、力學性質進行推斷和表征。而聲波透射法則是以穿透介質的透射聲波為測試和研究對象的。所以，聲波透射法以其鮮明的技術特點成為目前混凝土灌注樁完整性檢測的重要手段。該方法一般不受場地限制，測試精度高,在缺陷的判斷上較其他方法更全面，檢測范圍可覆蓋全樁長的各個橫截面，但由于需要預埋聲測管，抽樣的隨機性差，且對樁身直徑有一定的要求,檢測成本也相對較高。2.5鉆芯法鉆芯法是一種微破損或局部破損檢測方法，具有科學、直觀、實用等特點，不僅可檢測混凝土灌注樁，也可檢測地下連續墻的施工質量，檢測地下連續墻的施工質量是鉆芯法的優勢所在；同時，它不僅可檢測混凝土質量及強度，而且可檢測沉渣厚度、混凝土與持力層的接觸情況，以及持力層的巖土性狀、是否存在夾層等，這一點也是目前其它檢測方法無法比擬的。鉆芯法借鑒了地質勘探技術，在混凝土中鉆取芯樣，通過芯樣表觀質量和芯樣試件抗壓強度試驗結果，綜合評價混凝土的質量是否滿足設計要求。3結語樁基工程的應用和質量檢測是一項系統而全面的綜合性工作，由于每種檢測方法各有所局限，所以建議在實際應用情況中，應根據安全、經濟、適用原則，對