橋梁樁基檢測(cè)技術(shù)分析
2015-12-03
1 樁基工程及樁基檢測(cè)技術(shù)的分類研究
1.1 樁基工程分類
樁基工程根據(jù)其不同的應(yīng)用功能，受力情況和施工方法，有著不同的分類，對(duì)應(yīng)的樁基檢測(cè)方法也會(huì)有所不同。不同樁的樁身完整性的判別標(biāo)準(zhǔn)亦不同，一般按照樁身完整性類別不同可將其化為以下四類：一類樁樁身完整且能正常使用；二類樁樁身基本完整僅有輕度缺陷，仍可使用；三類樁樁身缺陷明顯影響樁身結(jié)構(gòu)承載力；四類樁樁身缺陷嚴(yán)重影響樁身結(jié)構(gòu)承載力。
1.2 樁基檢測(cè)技術(shù)分類
目前我國(guó)常使用的樁基檢測(cè)技術(shù)主要分為四大類，每類又分為兩種不同的檢測(cè)方法，一般來說，各類技術(shù)的選擇是以檢測(cè)目的和技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)為基本的評(píng)判依據(jù)，而事實(shí)上每類技術(shù)都有其適用的范圍[1]。
2 常用樁基工程檢測(cè)技術(shù)的功能及優(yōu)缺點(diǎn)分析
根據(jù)以上筆者對(duì)樁基工程及樁基檢測(cè)技術(shù)的分類研究，下面我們就幾類常見的不同樁基檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)目的和功能，以及相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析。
直接檢測(cè)技術(shù)中的取樣試件試驗(yàn)可以反映灌注混凝土強(qiáng)度及灌注前混凝土性能，是混凝土灌注樁施工質(zhì)量驗(yàn)收主控項(xiàng)目，常用于檢測(cè)混凝土是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度等級(jí)。
在輻射檢測(cè)技術(shù)中，常用超聲波透射法檢測(cè)灌注樁的樁身缺陷及其位置，以判定其樁身的完整性的類別，這種檢測(cè)方法過程比較細(xì)致，且不受樁徑樁長(zhǎng)的限制，但因要預(yù)埋聲測(cè)管，成本高，最終無法定量地判斷樁身缺陷。
動(dòng)力試樁技術(shù)主要有低應(yīng)變法和高應(yīng)變法。其中低應(yīng)變法測(cè)試簡(jiǎn)便、原理清晰、成本低、成果可靠，常用于檢測(cè)各類樁基樁身缺陷及其位置，以判定樁身完整性類別。但這種檢測(cè)方法也存在局限，如樁頭混凝土比較松軟時(shí)，應(yīng)力波不能沿樁身往樁底傳播，將無法獲取樁底的反射信號(hào)；當(dāng)樁身缺陷較多時(shí)，會(huì)影響后續(xù)的缺陷反射信號(hào)測(cè)試；當(dāng)樁身存在擴(kuò)頸或縮頸等變化較緩慢的缺陷時(shí)，將會(huì)使變化界面處的反射信號(hào)不太明顯，造成誤判或漏判；檢測(cè)效果還會(huì)受樁長(zhǎng)徑比的影響，如對(duì)深部的缺陷反應(yīng)不靈敏；該檢測(cè)方法還存在缺陷只定性而不能定量分析的不足。相對(duì)低應(yīng)變法而言，高應(yīng)變法所用設(shè)備較為笨重，效率低且費(fèi)用高，但其有效檢測(cè)深度和激勵(lì)能量較大，尤其是其在用于判定樁身水平整合型縫隙或預(yù)制樁接頭等缺陷時(shí)，可有效查明是否影響到豎向抗壓承載力，因此這種方法常用于判定單樁豎向抗壓承載能力是否滿足設(shè)計(jì)要求，除此之外還可用于分析樁側(cè)和樁端阻力，但波形分析中的不確定性依然會(huì)導(dǎo)致其誤差偏大。
在靜力試樁技術(shù)中，可分為鉆芯法和靜載試驗(yàn)法。其中鉆芯法所取巖芯可制作成試件進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，因此常用于檢測(cè)灌注樁樁長(zhǎng)，樁身混凝土強(qiáng)度（只反映小部分的混凝土質(zhì)量），樁底沉渣厚度，還可以判斷樁身完整性類別，但也存在盲區(qū)，且設(shè)備龐大，操作費(fèi)工費(fèi)時(shí)，價(jià)格也較高昂。而靜荷載試驗(yàn)根據(jù)其受力因素的不同，可分為單樁豎向抗壓、抗拔和水平靜載試驗(yàn)。單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)既可用于確定和判斷單樁豎向抗壓極限承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求，還可通過樁身內(nèi)力及變形測(cè)試來測(cè)定樁側(cè)、樁端阻力，同時(shí)還能驗(yàn)證高應(yīng)變法的單樁豎向抗壓承載力檢測(cè)的結(jié)果。單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)主要用于確定單樁豎向抗拔極限承載力，判定其是否滿足設(shè)計(jì)要求，以及測(cè)定樁的側(cè)摩阻力，但它也有與單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)相同的局限之處；單樁水平靜載試驗(yàn)主要用于確定單樁水平臨界和極限承載力，推定土抗力參數(shù)，判定水平承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求，測(cè)定樁身是否彎矩和撓曲[2]。但這種三種檢測(cè)方法都很費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、費(fèi)錢，且用數(shù)量較少的樁作靜載試驗(yàn)所得出的結(jié)果較為片面，難以代表全體樁基的質(zhì)量情況，都不適用于高承載力樁。
3 我國(guó)常見的幾類樁基檢測(cè)技術(shù)有效檢測(cè)和綜合使用
根據(jù)目前普遍使用的橋梁樁基檢測(cè)方法一般規(guī)定為聲波透射法、低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法及鉆孔取芯法等普檢技術(shù)，這些技術(shù)方法因各自的理論假設(shè)及各種因素影響，均存在一定的局限性，因此有必要充分和有效利用各種方法的優(yōu)點(diǎn)來解決工程上的實(shí)際問題。
3.1 各類樁基檢測(cè)技術(shù)的有效檢測(cè)方法
若樁基檢測(cè)在低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法所適用范圍內(nèi)，盡量采用動(dòng)測(cè)法，動(dòng)測(cè)結(jié)果樁基施工存在沉渣及持力層不符合要求時(shí)，可用低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法對(duì)聲波透射法進(jìn)行校核；對(duì)于動(dòng)測(cè)法之外的地質(zhì)條件復(fù)雜、主墩樁或較重要部位的樁基，則可用聲波透射法進(jìn)行檢測(cè)。若動(dòng)測(cè)法受到地質(zhì)條件的影響，使得樁底持力層、沉渣等難以判斷，可采用鉆孔取芯法進(jìn)行校核，當(dāng)取芯時(shí)，通過加固處理難以解決樁基存在的局部缺陷或持力層稍差現(xiàn)象時(shí)，可采用高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法進(jìn)行承載力檢驗(yàn)。
3.2 各類樁基檢測(cè)技術(shù)的綜合應(yīng)用
采用一種方法對(duì)樁身質(zhì)量（完整性）做出正確判定時(shí)，根據(jù)檢測(cè)目的，檢測(cè)方法的適用范圍，并綜合考慮各種因素如地質(zhì)情況、設(shè)計(jì)、施工因素以及受檢樁類型等，同時(shí)選用多種方法進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，以提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性[3]。如可聯(lián)合低應(yīng)變法和鉆孔取芯法處理大直徑灌注樁的完整性。
結(jié)語：橋梁樁基工程及檢測(cè)技術(shù)分類繁多，為了保證各類樁基工程用到合適的樁基檢測(cè)技術(shù)，筆者建議應(yīng)綜合各類檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，研究出一套高效的綜合檢測(cè)技術(shù)，以適用當(dāng)前形勢(shì)的需要。
