孔內攝像技術在PHC 管樁檢測中的運用

孫 斌

(上海申元巖土工程有限公司，上海 200040)

1 概述

預應力高強度混凝土管樁(俗稱PHC樁)因其單樁承載力高、施工速度快、造價低、穿透力強、質量控制穩(wěn)定等諸多優(yōu)點，在上海以及其他南方沿海軟土地基城市被廣泛地運用于各類多層建筑及高層建筑中。

然而，預應力高強度混凝土管樁雖說自身強度高且單樁承載力高，但其有著“高脆性”的致命弱點，在施工過程中，抗水平向剪切力較差。而且預應力高強度混凝土管樁通常長度為4 m～16 m一節(jié)，需要進行焊接、接樁工藝，焊接過程中如果質量把控不嚴，很容易造成在施工過程中發(fā)生焊縫開裂情況。例如上海的蓮花河畔倒樓事件，究其原因，也是因為圍護體傾覆，造成了基礎工程樁的剪切破壞，基礎提供不了足夠的承載力，在強風外力的作用下，產(chǎn)生了倒樓情況。因此，基樁質量檢測和控制就顯得十分重要，特別是PHC管樁的接樁問題是檢測人員在檢測過程中經(jīng)常碰到的問題。

2 PHC管樁樁身質量的檢測方法

對于預應力高強度混凝土管樁，在工程檢測過程中同城采用的檢測方法有單樁靜載荷試驗、高應變法及低應變檢測法。其中靜載荷試驗和高應變法通常被用于進行承載力的檢測。低應變檢測法現(xiàn)在基本成為樁身完整性檢測的普查方法。

低應變檢測法雖說在工程檢測中已經(jīng)運用了很長的時間，但作為其自身檢測技術而言，還是有很大的局限性。

1)低應變檢測技術對樁身缺陷位置可進行大致判定，但是對于缺陷的程度，缺點的性質無法進行明確的判定。

2)低應變檢測技術當遇到工程樁有多個缺陷時，由于反射波能力傳遞損失，一般只能識別出第一個嚴重缺陷，第二個甚至第三個缺陷無法進行明確判定，等間距缺陷的識別難度更大。

3)低應變檢測技術無法檢測平行于樁軸線的垂直裂隙。

如圖1所示，在低應變檢測過程中如果遇到松脫、局部錯位、完全錯位等情況的發(fā)生，通過低應變檢測手段無法檢測上、下節(jié)樁脫開的距離、錯開的程度。若要了解上、下節(jié)樁脫開的距離、錯開的程度，必須輔之其他檢測方法。眾所周知，進行低應變檢測的時間基本為工程開挖完成階段，是整個工程進度最需要抓緊進度進行施工的階段。通過低應變檢測的手段無法判定基樁的完整性時，如若再使用靜載荷及高應變法去驗證，檢測費用昂貴、檢測時間漫長，而且如果真的碰到錯位的情況，很容易在檢測過程中造成上節(jié)樁的破壞，從而產(chǎn)生嚴重的經(jīng)濟后果。

如何能夠快速并且準確地進行缺陷的檢測，因預應力高強度混凝土管樁特有的內腔，于是樁孔內攝像技術被逐漸地運用于輔助檢測中。

3 基樁孔內攝像的工作原理

3.1 基本原理

對預制有樁身豎向孔的預制樁或鉆有豎向孔的灌注樁，以空孔為觀察行進通道，采用防水攝像頭、定位裝置及其配套設備按一定的速度對整根樁或樁身局部的內側面進行觀察或拍攝，并記錄拍攝過程。通過對攝取圖像的現(xiàn)場觀察及后期逐幀觀察、分析，可識別樁身的缺陷位置、形式及大小，據(jù)此定量分析樁身的完整性并能準確判定缺陷位置。

3.2 孔內攝像的特點

孔內攝像法檢測的特點是:

1)利用管樁特有的管狀內腔，對管樁整個樁身的完整性進行檢測，不受地質條件、場地條件等因素的限制。

2)可對缺陷做出定量分析，對缺陷位置做出準確測量。

3)管樁有多道缺陷時，可準確測出每道缺陷。

4)可以直觀地了解接樁部位的情況，如上下節(jié)樁有無脫開。

5)可檢測管樁的豎向裂縫。

6)不受管樁長度的限制，可對深部樁身缺陷和樁端破損進行檢測。

4 基樁孔內攝像的工程實例

某工業(yè)廠房工程，基礎采用預應力高強度混凝土管樁，設計混凝土強度等級為C80，500A 100-34b PHC樁長33.00 m，配樁長度自下而上為(9+10+10)m，持力層為上海⑦-1層草黃色砂質粉土層。先進行的是低應變動力檢測，因有一棟樓周邊有河道，造成了在開挖過程中工程樁受到影響，在低應變檢測過程中，測出在第一節(jié)與第二節(jié)接樁位置有明顯的缺陷反射，見圖2。

于是作為檢測方，提出運用孔內攝像技術進行對低應變的復核檢測。檢測典型圖像見圖3。

通過孔內攝像圖可以清晰看到，在缺陷位置有明顯的從樁外涌進樁內腔的淤泥，上下接樁有明顯的錯位，但沒有較大的錯位情況。在與設計方溝通后，設計方確認了加長灌芯長度的處理方法，有效解決了工程質量問題。

孔內攝像技術作為一種新的檢測技術，還有較大的提升空間，根據(jù)攝像成像技術，可以相應確定錯位距離，而且作為一項新的檢測技術，相應的規(guī)范也只有CECS 253∶2009中國工程建設學會標準基樁孔內攝像檢測技術規(guī)程一本，還沒有詳細的地方規(guī)范推出，在未來的工程檢測中，孔內攝像技術將逐漸體現(xiàn)出自身的優(yōu)勢，成為一項成熟的檢測技術。

5 結論及建議

結合具體的工程實踐，對于PHC管樁樁身完整性的檢測不宜僅采用低應變反射波法。對于樁長大于低應變反射波法有效檢測長度的樁，即無法測到樁底反射信號的樁，應抽取一定比例做高應變或者孔內攝像法檢測。對于低應變反射波法中發(fā)現(xiàn)接樁位置有異常的樁，應進一步采用高應變或孔內攝像來進行法檢測。采用高應變動測，既可以檢測承載力，也可以檢測樁身的完整性。采用孔內攝像法檢測，可以清楚辨別出是接樁問題還是接頭附近的樁身缺陷、上下節(jié)樁是否脫開、接樁處下部分樁身的完整性情況。

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