三種基樁檢測(cè)方法的綜合應(yīng)用探討

■劉正健

(廈門合誠(chéng)工程檢測(cè)有限公司，廈門 361000)

1 引言

橋梁基樁作為橋梁受力基礎(chǔ)，其質(zhì)量好壞直接關(guān)系到橋梁的安全性和耐久性，有時(shí)一根嚴(yán)重缺陷樁，就能毀壞一座投資幾個(gè)億的橋。橋梁基樁作為地下隱蔽分項(xiàng)工程，成樁過(guò)程容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，雖然行業(yè)主管部門和相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)樁基檢測(cè)人員檢測(cè)資格、檢測(cè)方法和檢測(cè)單位資質(zhì)做了嚴(yán)格的要求，但依然存在大量基樁質(zhì)量問(wèn)題或基樁完整性類別被誤判。

交通工程上中常用超聲波、低應(yīng)變和取芯三種測(cè)試方法來(lái)檢測(cè)基樁質(zhì)量，基樁檢測(cè)人員因用此三種方法做出錯(cuò)誤結(jié)果判斷的主要原因有二點(diǎn)：第一點(diǎn)是在采集數(shù)據(jù)或分析數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)偏差；第二點(diǎn)是采集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)均正確，但得出的檢測(cè)結(jié)論依然有偏差。在《公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程》 (JTG/T F81-01-2004)中3.1.2條明確規(guī)定“為保證檢測(cè)結(jié)論的可靠性，可根據(jù)不同被測(cè)對(duì)象和檢測(cè)要求，選用多種測(cè)試方法進(jìn)行綜合分析判斷”。檢測(cè)人員會(huì)做出錯(cuò)誤結(jié)果判斷的原因第一點(diǎn)主要是檢測(cè)人員能力不足引起，第二點(diǎn)是檢測(cè)人員沒(méi)有認(rèn)識(shí)到三種測(cè)試方法均存在局限性，沒(méi)有根據(jù)不同被測(cè)對(duì)象和檢測(cè)要求，選用多種測(cè)試方法進(jìn)行綜合分析判斷，而是草率的根據(jù)其中一種測(cè)試方法就得出結(jié)論。

2 三種測(cè)試方法的優(yōu)缺點(diǎn)分析

2.1 超聲波法測(cè)樁優(yōu)缺點(diǎn)分析

超聲波法的優(yōu)點(diǎn)：

(1)適用于樁徑不小于800mm 的混凝土灌注樁，不受樁長(zhǎng)限制。

(2)能夠通過(guò)增加聲測(cè)管的數(shù)量和控制測(cè)點(diǎn)間距，來(lái)獲取更多檢測(cè)數(shù)據(jù)，有利于較準(zhǔn)確定位出缺陷大小和位置。

(3)可直接測(cè)出樁長(zhǎng)。

超聲波法的缺點(diǎn)：

(1)無(wú)法測(cè)試持力層情況。

(2)如聲測(cè)管未埋入樁底沉渣中，無(wú)法測(cè)出沉渣。

(3)要事先埋2 根以上聲測(cè)管，檢測(cè)成本較高，且易受聲測(cè)管堵塞影響檢測(cè)。

(4)只能測(cè)出聲測(cè)管間混凝土質(zhì)量情況。

(5)不適用于無(wú)聲測(cè)管的預(yù)制樁。

2.2 低應(yīng)變法測(cè)樁優(yōu)缺點(diǎn)分析

低應(yīng)變法優(yōu)點(diǎn)∶

(1)檢測(cè)成本低，檢測(cè)速度快。適用于灌注樁和預(yù)制樁。

(2)可用于判斷端承樁樁端嵌固情況。

低應(yīng)變法缺點(diǎn)∶

(1)樁長(zhǎng)是通過(guò)人工在波形上定位樁底位置后，用波速和時(shí)間推算出來(lái)的，存在一定的誤差。特別是當(dāng)樁底入巖較深，樁底反向波提前出現(xiàn)或樁底持力層阻抗與混凝土接近時(shí)，無(wú)明顯樁底信號(hào)，樁長(zhǎng)確定更易受人為影響。

(2)超過(guò)有效檢測(cè)長(zhǎng)度范圍的超長(zhǎng)樁，其測(cè)試信號(hào)不能明確反映樁身下部和樁端情況。

(3)樁身完整性的判斷易受樁身樁徑變化的影響或樁身周圍土層的影響，容易出現(xiàn)變化復(fù)雜的波形，影響樁身缺陷判斷。

(4)當(dāng)某些缺陷在樁身上是漸變的，會(huì)導(dǎo)致同向缺陷波顯示不明顯。低應(yīng)變法用于測(cè)量直徑不小于2000mm 大直徑灌注樁，很多缺陷會(huì)測(cè)不出來(lái)。

2.3 取芯法測(cè)樁優(yōu)缺點(diǎn)分析

取芯法優(yōu)點(diǎn)：

(1)能夠直接驗(yàn)證施工記錄樁長(zhǎng)是否準(zhǔn)確。

(2)直接驗(yàn)證樁底沉渣情況。

(3)直接驗(yàn)證樁端持力層的巖土性狀(強(qiáng)度)和厚度是否符合要求。

(4)直接驗(yàn)證樁身混凝土強(qiáng)度情況。

(5)直觀的驗(yàn)證所取部位樁身混凝土質(zhì)量情況。取芯法缺點(diǎn)：

(1)對(duì)樁身有一定的破壞性。

(2)取芯成本高，時(shí)間較長(zhǎng)，不適用于大范圍檢測(cè)。

(3)僅能驗(yàn)證所取部位混凝土質(zhì)量情況。

(4)當(dāng)樁身缺陷為一定程度縮徑時(shí)，受取芯不能太接近鋼筋籠限制，無(wú)法驗(yàn)證到缺陷。

通過(guò)以上分析，以上三種檢測(cè)方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足，檢測(cè)人員如果沒(méi)有根據(jù)不同被測(cè)對(duì)象和檢測(cè)要求，運(yùn)用其中一種測(cè)試方法，必然造成檢測(cè)結(jié)論不準(zhǔn)確。但在如何“根據(jù)不同被測(cè)對(duì)象和檢測(cè)要求，選用多種測(cè)試方法進(jìn)行綜合分析判斷”這一點(diǎn)要求上，各種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范上目前還沒(méi)有明確的規(guī)定和說(shuō)明。

3 不同樁型的合理測(cè)試方法

根據(jù)筆者多年基樁檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合閩交質(zhì)監(jiān)[2011]256 號(hào)《福建省交通質(zhì)監(jiān)局關(guān)于印發(fā)福建省交通建設(shè)工程基樁完整性檢測(cè)管理辦法(試行)的通知》，綜合應(yīng)用三種檢測(cè)方法更能保證基樁檢測(cè)結(jié)論的準(zhǔn)確。

對(duì)于樁徑小于800mm(主要是預(yù)制樁或CFG 樁)的測(cè)試方法為低應(yīng)變+取芯法(無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)異?；虬匆?guī)定頻率取芯)驗(yàn)證。

對(duì)于樁徑大等于800mm 且小于2000mm，樁長(zhǎng)小于30m 的灌注型摩擦樁，測(cè)試方法為選用低應(yīng)變或超聲波檢測(cè)+取芯法(無(wú)損檢測(cè)異?；虬匆?guī)定頻率取芯)驗(yàn)證。對(duì)于重要的工程，建議盡量用超聲波法，特別是有人工挖孔樁時(shí)，樁徑可能變化大，超聲波檢測(cè)效果明顯好于低應(yīng)變法。廈門地區(qū)就要求所有橋樁要用超聲波法。

對(duì)于樁徑大等于800mm 且小于2000mm，樁長(zhǎng)小于30m 的灌注型端承樁，測(cè)試方法為選用低應(yīng)變或超聲波檢測(cè)法+取芯法(無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)異?；虬匆?guī)定頻率取芯)驗(yàn)證。對(duì)于重要的工程，建議也盡量用超聲波法。但當(dāng)用超聲波法檢測(cè)時(shí)，一定要再結(jié)合低應(yīng)變法確定持力層樁端嵌固情況，因?yàn)槌暡ǚo(wú)法檢測(cè)出持力層樁端嵌固情況，容易造成誤判。目前橋梁基樁主要質(zhì)量問(wèn)題排第一位的就是樁底入巖不符合規(guī)定。

對(duì)于樁徑大等于2000mm，樁長(zhǎng)小于30m 的灌注型摩擦樁，測(cè)試方法為超聲波法+取芯法(無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)異常或按規(guī)定頻率取芯)驗(yàn)證。大量實(shí)踐證明，低應(yīng)變相對(duì)于超大直徑樁，檢測(cè)樁身完整性效果較不理想，也不容易確定缺陷具體位置。

對(duì)于樁徑大等于2000mm，樁長(zhǎng)小于30m 的灌注型端承樁，測(cè)試方法為超聲波法+低應(yīng)變法+取芯法(無(wú)損檢測(cè)異?；虬匆?guī)定頻率取芯)驗(yàn)證。用超聲波檢測(cè)樁身完整性，低應(yīng)變驗(yàn)證持力層樁端嵌固情況，當(dāng)樁所檢波形異常時(shí)，用取芯法進(jìn)行驗(yàn)證。

對(duì)于樁徑大等于800mm，樁長(zhǎng)大于30m 灌注型摩擦樁或端承樁，測(cè)試方法為超聲波法+取芯法(無(wú)損檢測(cè)異?；虬匆?guī)定頻率取芯)驗(yàn)證。對(duì)于樁長(zhǎng)大于30m 的樁，相對(duì)于低應(yīng)變檢測(cè)，就屬于超過(guò)有效檢測(cè)長(zhǎng)度范圍的超長(zhǎng)樁，其測(cè)試信號(hào)就有可能不能明確反映樁身下部和樁端情況。所以當(dāng)這部分樁是屬于端承樁或嵌巖樁時(shí)，根據(jù)地質(zhì)情況和現(xiàn)場(chǎng)施工情況，可適當(dāng)加大取芯頻率，來(lái)驗(yàn)證樁底情況，保證工程安全。當(dāng)以上取芯僅是驗(yàn)證樁底或持力層情況，正常取一個(gè)孔就夠了，以減少檢測(cè)費(fèi)用。

4 三種測(cè)試方法的綜合運(yùn)用

當(dāng)用超聲波檢測(cè)到樁身波形異常時(shí)，可用平測(cè)、斜測(cè)和扇形測(cè)來(lái)確定缺陷的位置，但當(dāng)是輕微縮徑引起的超聲波異常(只縮到超過(guò)超聲位置)。這種波形往往看起來(lái)很嚴(yán)重，但取芯又取不到(因缺陷在鋼筋籠周圍)，檢測(cè)人員容易誤認(rèn)為取芯沒(méi)取到缺陷是因?yàn)槿⌒疚恢貌粚?duì)導(dǎo)致的。這時(shí)只要結(jié)合小應(yīng)變檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)波在缺陷位置同向是否明顯就可判斷縮徑嚴(yán)重程度。

當(dāng)用低應(yīng)變檢法測(cè)到波形異常時(shí)，可先根據(jù)在不同方向上所檢測(cè)的低應(yīng)變波形來(lái)判初步判斷出缺陷在那個(gè)方向，進(jìn)行取芯驗(yàn)證。當(dāng)取芯無(wú)法取到缺陷時(shí)，可用兩個(gè)及其以上取芯孔加水后做成超聲波檢測(cè)管，再用超聲波法進(jìn)一步確定缺陷所處的位置和大小。

當(dāng)聲測(cè)管堵塞時(shí)，可用取芯法和低應(yīng)變檢測(cè)進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)樁徑太大或樁太長(zhǎng)時(shí)，不適合用低應(yīng)變法，可取芯幾個(gè)孔做聲測(cè)管進(jìn)行超聲波檢測(cè)。雖然取芯也能用于測(cè)量樁身完整性，但畢竟只代表所取部位的混凝土，有一定的局限性。

取芯作為無(wú)損檢測(cè)的一種驗(yàn)證方法，取芯前要求檢測(cè)人員不僅要指出樁身缺陷豎向位置，還要盡可能準(zhǔn)確的指出缺陷在樁身的平面位置。如果取芯位置明顯偏離缺陷位置，取芯不僅不能驗(yàn)證無(wú)損檢測(cè)結(jié)果，反而誤導(dǎo)檢測(cè)結(jié)果。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析，可以發(fā)現(xiàn)一名合格的基樁檢測(cè)人員不僅要會(huì)正確的使用以上三種檢測(cè)方法，而且要十分清楚三種檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)和不足，能夠根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)，合理選擇和搭配三種檢測(cè)方法，才能保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，真正起到檢測(cè)的作用，對(duì)工程質(zhì)量盡責(zé)。

[1]JTG/T F81-01-2004，公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程.

[2]JGJ 106-2014， 建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014.