混凝土灌注樁質(zhì)量檢測方法研究蔣明學(xué)

摘要：樁基工程的應(yīng)用和質(zhì)量檢測是一項(xiàng)系統(tǒng)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(jìn)行研究。希望對樁基檢測有指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：混凝土灌注樁；檢測方法；分析隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)及建筑技術(shù)的快速發(fā)展，樁基在城市建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣泛，樁基是隱蔽工程，是建筑物的基礎(chǔ)，支撐著地面上的構(gòu)筑物，它直接影響到建筑物的安全性，所以樁基檢測技術(shù)在工程中的應(yīng)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(zhì)量檢測中的兩項(xiàng)重要內(nèi)容，按其完成設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范所規(guī)定的具體檢測項(xiàng)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(xiàn)場的原型試驗(yàn)直接獲得檢測結(jié)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(zhì)量和強(qiáng)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(yàn)和單樁水平靜載試驗(yàn)：豎向抗壓（拔）靜載試驗(yàn)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(shè)計(jì)要求。單樁水平靜載試驗(yàn)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(shè)計(jì)要求外，還主要用于淺層地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)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(xiàn)場原型試驗(yàn)基礎(chǔ)上，同時(shí)基于一些理論假設(shè)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并加以綜合分析才能最終獲得檢測項(xiàng)目結(jié)果的檢測方法。主要有三種：（1）低應(yīng)變動(dòng)力檢測法在樁頂面實(shí)施低能量的瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)激振，使樁在彈性范圍內(nèi)做彈性振動(dòng)，并由此產(chǎn)生應(yīng)力波的縱向傳播，同時(shí)利用波動(dòng)和振動(dòng)理論對樁身的完整性做出評(píng)價(jià)的一種檢測方法，主要包括反射波法、機(jī)械阻抗法、水電效應(yīng)法等等，其中反射波法物理意義明確、測試設(shè)備輕便簡單、檢測速度快、成本低，是基樁質(zhì)量（完整性）普查的良好手段。（2）高應(yīng)變動(dòng)力檢測法通過在樁頂實(shí)施重錘敲擊，使樁產(chǎn)生的動(dòng)位移量級(jí)接近常規(guī)靜載試樁的沉降量級(jí),以便使樁周巖土阻力充分發(fā)揮，通過測量和計(jì)算判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求及對樁身完整性做出評(píng)價(jià)的一種檢測方法,主要包括錘擊貫入試樁法、波動(dòng)方程法和靜動(dòng)法等等，其中波動(dòng)方程法是我國目前常用的高應(yīng)變檢測方法。（3）聲波透射法通過在樁身預(yù)埋聲測管（鋼管或塑料管），將聲波發(fā)射、接受換能器分別放入2根管內(nèi)，管內(nèi)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(jìn)行聲波發(fā)射和接受，使聲波在混凝土中傳播，通過對聲波傳播時(shí)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(píng)價(jià)的一種檢測方法。1.3間接法依賴直接法已取得的試驗(yàn)成果，結(jié)合土的物理力學(xué)試驗(yàn)或原位測試數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計(jì)分析,以一定的計(jì)算模式給出經(jīng)驗(yàn)公式或半理論、半經(jīng)驗(yàn)公式的估算方法。由于地質(zhì)條件和環(huán)境條件的復(fù)雜性，施工工藝、施工水平及人員素質(zhì)的差異性，該方法對設(shè)計(jì)參數(shù)的判斷有很大的不確定性，所以只適用于工程初步設(shè)計(jì)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(yàn)和單樁水平靜載試驗(yàn)單樁豎向抗壓（拔）靜載試驗(yàn)和單樁水平靜載試驗(yàn)試驗(yàn)是采用接近于豎向抗壓（拔）或水平方向推力，根據(jù)樁的實(shí)際工作條件的試驗(yàn)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(rèn)的檢測基樁承載力最直觀、最可靠的試驗(yàn)方法。靜載試驗(yàn)可確定樁的承載力，單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)確定單樁豎向抗壓承載力，單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)確定單樁豎向抗拔承載力，單樁水平靜載試驗(yàn)確定單樁水平承載力?？梢詾樵O(shè)計(jì)提供依據(jù)、為工程驗(yàn)收提供依據(jù)、驗(yàn)證檢測或其它目的。該測試方法雖然測試結(jié)果準(zhǔn)確，但是由于其檢測過程較繁瑣，測試費(fèi)用較高，一般只在為設(shè)計(jì)提供依據(jù)和按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行小批量抽檢。2.2低應(yīng)變法該法適合鋼筋混凝土灌注樁和預(yù)應(yīng)力混凝土的檢測，時(shí)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(shè)備簡便，費(fèi)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(jìn)行判定。2.3高應(yīng)變法高應(yīng)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(shè)計(jì)要求。它是單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的補(bǔ)充。高應(yīng)變動(dòng)力試樁利用幾十甚至幾百千牛的重錘打擊樁頂,使樁產(chǎn)生的動(dòng)位移接近常規(guī)靜載試樁的沉降量級(jí),以便使樁側(cè)和樁端巖土阻力較大乃至充分發(fā)揮,即樁周土全部或大部產(chǎn)生塑性變形，直觀表現(xiàn)為樁出現(xiàn)貫入度。由于高應(yīng)變法理論與低應(yīng)變法基本相同，但是由于高應(yīng)變試驗(yàn)用錘擊設(shè)備為預(yù)制樁打樁機(jī)械或自制自由落錘。高應(yīng)變法檢測樁身完整性的可靠性比低應(yīng)變法高，只是與低應(yīng)變法檢測的快捷、廉價(jià)相比，在帶有普查性的完整性檢測中應(yīng)用尚有一定困難。但由于其激勵(lì)能量和檢測有效深度大的優(yōu)點(diǎn)，特別在判定樁身水平整合型縫隙、預(yù)制樁接頭等缺陷時(shí),能夠在查明這些“缺陷”是否影響豎向抗壓承載力的基礎(chǔ)上，合理判定缺陷程度。高應(yīng)變檢測技術(shù)是從打入式預(yù)制樁發(fā)展起來的，試打樁和打樁監(jiān)控屬于其特有的功能，是靜載試驗(yàn)無法做到的。由于預(yù)制樁截面恒定、材質(zhì)均勻，可以直接通過樁頂附近的應(yīng)力波測量，準(zhǔn)確地測得樁身最大壓應(yīng)力、樁身完整性系數(shù)和樁錘傳遞給樁的能量，進(jìn)而控制打樁過程的樁身應(yīng)力和減少打樁破損率，為合理選擇沉樁設(shè)備參數(shù)和確定樁端持力層以及停錘標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。2.4聲波透射法聲波檢測一般是以人為激勵(lì)的方式向介質(zhì)發(fā)射聲波，在一定距離上接收經(jīng)介質(zhì)物理特性調(diào)制的聲波，通過觀測和分析聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)聲學(xué)參數(shù)和波形的變化，對被測對象的宏觀缺陷、幾何特征、組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行推斷和表征。而聲波透射法則是以穿透介質(zhì)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(shù)特點(diǎn)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(gè)橫截面，但由于需要預(yù)埋聲測管，抽樣的隨機(jī)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(xué)、直觀、實(shí)用等特點(diǎn)，不僅可檢測混凝土灌注樁，也可檢測地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量，檢測地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量是鉆芯法的優(yōu)勢所在；同時(shí)，它不僅可檢測混凝土質(zhì)量及強(qiáng)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(diǎn)也是目前其它檢測方法無法比擬的。鉆芯法借鑒了地質(zhì)勘探技術(shù)，在混凝土中鉆取芯樣，通過芯樣表觀質(zhì)量和芯樣試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，綜合評(píng)價(jià)混凝土的質(zhì)量是否滿足設(shè)計(jì)要求。3結(jié)語樁基工程的應(yīng)用和質(zhì)量檢測是一項(xiàng)系統(tǒng)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(shí)際應(yīng)用情況中，應(yīng)根據(jù)安全、經(jīng)濟(jì)、適用原則，對