淺談樁基檢測主要內(nèi)容與常用方法
2013-01-25 來源：作者：劉云 吳迎賓 來源：中國論文網(wǎng)
一、 樁基檢測的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
樁基的發(fā)展歷史由來已久。追溯到公元247年，樁的最早應(yīng)用開始于上海龍華塔及十世紀筑成的杭州灣大海塘的石砌岸壁。到了19世紀后期，出現(xiàn)了水泥、鋼筋以及混凝土。隨著機械設(shè)備的不斷完善和改進，建設(shè)高層建筑對樁基的型狀逐漸更新，樣式變得多種多樣。隨之而來的是樁基理論研究的深入發(fā)展。通過理論的更新和深入，從而更好地指導實踐中的樁基檢測技術(shù)。
樁基是工程結(jié)構(gòu)常用的基礎(chǔ)形式之一，屬于地下隱蔽工程，施工技術(shù)比較復(fù)雜，工藝流程相互銜接緊密，施工時稍有不慎極易出現(xiàn)斷樁等多種形態(tài)復(fù)雜的質(zhì)量缺陷，影響樁身的完整性和樁的承載能力，從而直接影響上部結(jié)構(gòu)的安全。因此，其質(zhì)量檢測成為樁基工程質(zhì)量控制的重要手段。
在樁基檢測的發(fā)展歷史中，檢測技術(shù)的更新成為了一個寬泛且熱門的話題。為了適應(yīng)樁基檢測日益復(fù)雜和精湛的需求，國內(nèi)相關(guān)研究者也在不斷引進和學習國外先進技術(shù)，不斷發(fā)展完善樁基技術(shù)。隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要求的不斷提高，樁的尺寸現(xiàn)已越來越大，由此對樁質(zhì)量的要求越來越高，所面臨的問題也可能會越來越多。盡管國內(nèi)樁基檢測技術(shù)的發(fā)展仍然無法滿足生產(chǎn)的全部需要，但是從整體來看，國內(nèi)樁基檢測發(fā)展的技術(shù)和辦法在不斷地更新和完善。
二、 樁基檢測的方法
根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003）,目前樁基檢測的主要方法有靜載試驗法、鉆芯法、低應(yīng)變法、高應(yīng)變法、聲波透射法等幾種。
1. 靜載試驗法
靜載試驗法是目前公認的檢測基樁豎向抗壓承載力最直接、最可靠的試驗法。在目前樁基檢測技術(shù)還尚未伍德突破性進展之前，靜載實驗法被認為是尚不可被替代的。其優(yōu)點在于直接簡單，且可靠安全。但在工程實踐中發(fā)現(xiàn)，基準樁的問題有時會被檢測人員所忽視，容易出現(xiàn)基準樁打入深度不足，試驗過程產(chǎn)生位移的問題。
靜載實驗法在國外工程界里也是頗受關(guān)注的一個研究課題。據(jù)調(diào)查研究，國內(nèi)外很多學者為此做了很多嘗試和實驗。尤其是80年代以后，隨著經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，我國的樁基靜載實驗法進入了一個全新的發(fā)展時期。目前，靜載實驗法已經(jīng)成為一項在理論上無可爭議，在方法上普遍認可的樁基檢測技術(shù)。
2. 鉆芯法
鉆芯法又叫做鉆樁取芯試驗法。這種方法具有科學、直觀、實用等特點，在檢測混凝土灌注樁方面應(yīng)用較廣。檢測灌注樁樁長、樁身混凝土強度以及樁底沉渣厚度是鉆芯法的宏觀目的。通過這種方法能夠很好地判定和鑒別樁端巖土的性狀，并準確判斷樁身完整性的類別。
一次完整、成功的鉆芯檢測，可以得到樁長、樁身混凝土強度、樁底沉渣厚度和樁身完整性的情況，并判定或鑒別樁端持力層的巖土性狀。抽芯技術(shù)對檢測判斷的影響很大。某工程先用XY-1型工程鉆機，采用硬質(zhì)合金單管鉆具，用低壓慢速小泵量及干鉆相結(jié)合的鉆進方法，結(jié)果采芯率不到70%，芯樣完整性極差，大多呈碎塊;后來改用SCZ-1型液壓鉆機，采用金剛石單動雙管鉆具，采芯率達99%，芯樣呈較完整的圓柱狀。所以，《技術(shù)規(guī)范》對鉆機和鉆頭作了相應(yīng)的規(guī)定，就是為了避免抽芯驗樁的誤判。目前增加了鉆機設(shè)備的技術(shù)含量，從單一的效率低的向效率高多功能的鉆機發(fā)展。
3.低應(yīng)變法
低應(yīng)變動測法又叫低應(yīng)變反射波法（應(yīng)力波法），是以手錘或力棒敲擊樁頂，給樁一定的能量，產(chǎn)生一縱向應(yīng)力波，該應(yīng)力波沿著樁身向下傳播，由傳感器（速度或加速度型） 拾取樁身缺陷及不同界面的反射信號, 通過檢測和分析應(yīng)力波在樁身中的傳播歷程, 便可分析出樁基的完整性, 并根據(jù)樁身突然變化界面時（ 如: 樁底沉渣過厚、樁身夾泥、斷裂、擴徑或縮徑等）所產(chǎn)生的反射和透射波, 來確定樁身缺陷性質(zhì), 估算樁長或缺陷位置, 且根據(jù)應(yīng)力波在樁身中的傳播速度來推斷混凝土的強度。
20世紀80年代，低應(yīng)變法進入了快速發(fā)展時期，各種低應(yīng)變法在基礎(chǔ)理論、機理、儀器研發(fā)、現(xiàn)場測試和信號處理技術(shù)、工程樁和模型樁驗證研究、實踐經(jīng)驗積累等方面取得了很多成就。低應(yīng)變動測法檢測簡便，且檢測速度較快，但如何獲取好的波形，如何較好地分析樁身完整性是檢測工作的關(guān)鍵。測試過程是獲取好信號的關(guān)鍵，測試中應(yīng)注意：1.測試點的選擇。測試點數(shù)依樁徑不同、測試信號情況不同而有所不同，一般要求樁徑在120cm以上，測試3～4 點。2.錘擊點的選擇。錘擊點宜選擇距傳感器 20～30 cm 處不必考慮樁徑大小。3.傳感器安裝。傳感器根據(jù)所選測試點位置安裝，注意選擇好粘貼方式，一般有石蠟、黃油、橡皮泥在保證樁頭干燥，沒積水的情況下。4.盡量多采集信號。一根樁不少于10 錘，在不同點，不同激振情況下，觀測波形的一致性，以保證波形真實且不漏測。
4.高應(yīng)變法
高應(yīng)變法又叫做試樁法, 是一種利用高能量的動力荷載確定單樁承載力的方法。在國內(nèi)，動力打樁方式的發(fā)展已有將近百年的歷史。動力試樁技術(shù)的發(fā)展最早始于動力打樁公式。目前，國內(nèi)外高應(yīng)變法依舊主要采用一維桿波動理論作為測試和結(jié)果分析的基礎(chǔ)。
高應(yīng)變法的主要功能是判定樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計要求。高應(yīng)變法在判定樁身水平整合型縫隙、預(yù)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(chǔ)上，合理判定缺陷程度，可作為低應(yīng)變法的補充驗證手段。目前在某些地區(qū)，利用高應(yīng)變法增加承載力和完整性的抽查頻率，已成為一種普遍做法。
隨著國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展，樁基工程量也在日益增多。目前國內(nèi)出現(xiàn)了多種類型的混凝土灌注樁的廣泛應(yīng)用。但是由于樁基檢測工程量巨大，因此伴隨技術(shù)發(fā)展而生的就是質(zhì)量的優(yōu)劣。相較于傳統(tǒng)的靜載實驗法，高應(yīng)變法不論在費用抑或是時間成本方面都有很大的優(yōu)勢。因此，目前來看，高應(yīng)變法因操作簡單，并且技術(shù)較為先進，從而成為國內(nèi)廣泛推廣和應(yīng)用的檢測方法。
5.聲波投射法
聲波透射法, 俗稱埋管法, 是在灌注樁中預(yù)埋兩根或兩根以上聲測管供聲波從發(fā)射到接收。波投射法是基于混凝土灌注樁的使用，是在結(jié)構(gòu)混凝土聲學檢測技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。早在20世紀70年代，聲波投射法就已經(jīng)被用于檢測混凝土灌注樁的完整性方面。在樁身混凝土傳播過程中，由于缺陷的存在，混凝土連續(xù)性中斷，在缺陷區(qū)與混凝土之間的界面，聲波將發(fā)生反射、繞射、折射及聲波能量的吸收和衰減。
目前，聲波投射法以其鮮明的技術(shù)特點成為目前混凝土灌注樁完整性檢測技術(shù)的一種重要手段。目前，在民用建筑設(shè)施以及水利電力和工業(yè)、鐵路等建設(shè)方面皆得到了廣泛的應(yīng)用。與其他完整性檢測方法相比，聲波透射法能夠進行全面、細致的檢測，且基本上無其他限制條件。但由于存在漫射、透射、反射，對檢測結(jié)果會造成影響。
三、結(jié)論
第二部分詳細論述了樁基檢測各種方法的優(yōu)點和不足。在筆者看來，目前樁基檢測的技術(shù)不能依賴于某一種單一的檢測方法。而在評判建筑設(shè)施質(zhì)量的問題上，建筑基礎(chǔ)設(shè)施是個至關(guān)重要的因素。因此，為了保證樁基的質(zhì)量，樁基檢測技術(shù)就更顯重要。
在目前樁基檢測技術(shù)中，每一種單一的檢測方法存在很大的局限性。由于檢測遠離、儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)處理等各方面的綜合考慮和要求，單一的檢測方法目前尚不能完全適用于各種樁型的需求。樁基檢測技術(shù)在實踐的檢驗中會存在應(yīng)用上的諸多不足，也會在實踐操作中不斷完善和更新。
總之，在樁基檢測中，各個檢測手段需要配合使用，利用各自的特點和優(yōu)勢，按照實際情況，靈活運用各種方法，才能夠?qū)痘M行全面準確的評價。除此之外，建筑環(huán)境，以及施工人員的水平也都是影響檢測技術(shù)高低的外部因素。在實際操作中，應(yīng)努力權(quán)衡各方面的因素使之達到最優(yōu)化的狀態(tài)。
