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建筑工程樁基檢測(cè)技術(shù)論文 重慶綦江工業(yè)園區(qū)管理委員會(huì)高浩摘 要：樁基檢測(cè)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，其發(fā)展前景也比較樂(lè)觀，而與之相應(yīng)的一些樁基檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范也相繼的發(fā)布，并且施行，這些都推動(dòng)了樁基檢測(cè)技術(shù)的規(guī)范化。 本文根據(jù)作者多年生活、工作經(jīng)驗(yàn)就建筑工程樁基檢測(cè)技術(shù)，對(duì)缺陷樁的判斷以及對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)的建議進(jìn)行了簡(jiǎn)單的淺談闡述。關(guān)鍵詞：建筑工程；樁基；檢測(cè)技術(shù)一、樁基檢測(cè)目前狀況樁基是一種古老而有效的基礎(chǔ)形式，人類在古代就已掌握了用木樁支撐重物的知識(shí)。隨著社會(huì)文明的發(fā)展，機(jī)械打入的型鋼樁、鋼管樁和鋼筋混凝土樁相繼問(wèn)世。90年代以來(lái)，鋼筋混凝土樁廣泛用于各種工程建設(shè)中。但樁基工程屬于隱蔽工程，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到建筑的安全問(wèn)題，因此樁基工程質(zhì)量檢測(cè)是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。隨著建筑施工技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)樁基工程的質(zhì)量和安全控制研究已經(jīng)取得了一系列成果，更多的則體現(xiàn)在正確的檢測(cè)策略和手段已得到推廣和貫徹，以及各級(jí)行業(yè)主管對(duì)樁基檢測(cè)市場(chǎng)的正確導(dǎo)向與管理。當(dāng)前的樁基檢測(cè)行業(yè)總體情況良好，許多高素質(zhì)的科技人才都投身于樁基檢測(cè)和樁基檢測(cè)儀器研發(fā)生產(chǎn)行列，為該行業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。但由于各種理由導(dǎo)致的各地區(qū)以及檢測(cè)單位間的專業(yè)水平差異，目前在樁基檢測(cè)管理上也存在一些不可忽略的理由。主要表現(xiàn)在：一些檢測(cè)人員水平低下、編寫檢測(cè)報(bào)告不規(guī)范。樁基工程屬于隱蔽工程，無(wú)論采用哪種檢測(cè)策略，都存在著一定的不足，都不能完全反映出樁基的全部特性。二、樁基質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容（一）、常用樁基的分類1、按承臺(tái)位置高低分類（1）高承臺(tái)樁基: 由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的需要, 群樁承臺(tái)底面有時(shí)設(shè)在地面或局部沖刷線之上, 這種樁基稱為高承臺(tái)樁基。這種樁基在橋梁、港口等工程中常用。圖11 樁基類型（2）低承臺(tái)樁基: 凡是承臺(tái)底面埋置于地面或局部沖刷線以下的樁基稱為低承臺(tái)樁基。房屋建筑工程的樁基多屬于這一類。2、按承載性質(zhì)不同分類 （1）摩擦型樁摩擦樁: 豎向荷載下, 基樁的承載力以樁側(cè)摩阻力為主, 外部荷載主要通過(guò)樁身側(cè)表面與土層之間的摩擦阻力傳遞給周圍的土層, 樁尖部分承受的荷載很小。主要用于巖層埋置很深的地基。這類樁基的沉降較大, 穩(wěn)定時(shí)間也較長(zhǎng)。 端承摩擦樁: 在極限承載力狀態(tài)下, 樁頂荷載主要由樁側(cè)摩擦阻力承受。即在外荷載作用下,樁的端阻力和側(cè)壁摩擦力都同時(shí)發(fā)揮作用, 但樁側(cè)摩擦阻力大于樁尖阻力。如穿過(guò)軟弱地層嵌入較堅(jiān)實(shí)的硬粘土的樁。 （2）端承型樁端承樁: 在極限荷載作用狀態(tài)下, 樁頂荷載由樁端阻力承受的樁。如通過(guò)軟弱土層樁尖嵌入基巖的樁, 外部荷載通過(guò)樁身直接傳給基巖, 樁的承載力由樁的端部提供, 不考慮樁側(cè)摩擦阻力的作用。摩擦端承樁: 在極限承載力狀態(tài)下, 樁頂荷載主要由樁端阻力承受的樁。如通過(guò)軟弱土層樁尖嵌入基巖的樁, 由于樁的細(xì)長(zhǎng)比很大, 在外部荷載作用下, 樁身被壓縮, 使樁側(cè)摩擦阻力得到部分地發(fā)揮。各類型樁基其施工分為成孔和成樁兩部分，因而對(duì)樁基的檢測(cè)便可分為成孔質(zhì)量檢測(cè)和成樁質(zhì)量檢測(cè)兩大部分。其中成孔是灌注樁施工中的第一個(gè)環(huán)節(jié)。成孔作業(yè)由于是在地下、水下完成，質(zhì)量制約難度大，復(fù)雜的地質(zhì)條件或施工中的失誤都有可能產(chǎn)生塌孔、縮徑、樁孔偏斜、沉渣過(guò)厚等問(wèn)題，因此成孔作業(yè)中對(duì)工人經(jīng)驗(yàn)技術(shù)要求較高。成樁質(zhì)量檢測(cè)又可分為承載力檢測(cè)和對(duì)完整性檢測(cè)。（二）、成孔質(zhì)量檢測(cè) 在灌注樁的成孔作業(yè)施工環(huán)節(jié)，成孔質(zhì)量的好壞直接影響到混凝土澆注后的成樁質(zhì)量。根據(jù)鉆孔機(jī)械的鉆頭是否在土的含水層中施工，又分為泥漿護(hù)壁成孔和干作業(yè)成孔及套管護(hù)壁成孔三種方法。各類成孔的質(zhì)量檢測(cè)方法大致相同，主要檢測(cè)以下幾個(gè)方面內(nèi)容：一是檢查孔徑是否均勻。若孔徑小于設(shè)計(jì)值，則使得成樁的側(cè)摩阻力、樁尖端承載力減少，整樁的承載能力降低。或者樁孔上部擴(kuò)徑（變大），則導(dǎo)致成樁上部側(cè)阻力增大，而下部側(cè)阻力不能完全發(fā)揮，同時(shí)單樁的混凝土澆注量增加；二是檢查樁孔是否筆直。若偏斜了一定程度，則轉(zhuǎn)變了樁豎向承載受力特性，削弱了基樁承載力的有效發(fā)揮；三是檢查樁孔深度是否達(dá)到設(shè)計(jì)值。若樁孔深度不夠，則會(huì)影響整個(gè)建筑的穩(wěn)定性；四是檢查樁底沉渣厚度。若沉渣過(guò)厚，會(huì)使樁長(zhǎng)減少，對(duì)于端承樁則直接影響樁尖的端承能力。（三）成樁質(zhì)量檢測(cè)常見的檢測(cè)方法有鉆芯取樣法、超聲波透射法、低應(yīng)變反射波法、高應(yīng)變動(dòng)力試樁法、靜荷載試驗(yàn)以及自平衡法。1、鉆芯取樣法。鉆芯取樣法可以用來(lái)檢測(cè)灌注樁樁身完整性和強(qiáng)度。該方法檢測(cè)原理簡(jiǎn)單,結(jié)果準(zhǔn)確直觀。鉆出的芯樣作成的試件可以進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn),進(jìn)一步檢測(cè)樁身混凝土的質(zhì)量。采樣結(jié)束后,利用加入膨脹劑的不低于測(cè)試樁標(biāo)號(hào)的砼填補(bǔ)鉆孔,既不妨礙后續(xù)施工也不影響該樁的承載能力。但鉆芯法,僅能反映小部分砼的質(zhì)量，檢測(cè)存在盲區(qū)，同時(shí)該檢測(cè)方法的檢測(cè)設(shè)備龐大、費(fèi)用較高，檢測(cè)效率較低，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。2、超聲波透射法。超聲波透射法可以有效地檢測(cè)灌注樁的完整性。其原理是：超聲波在缺陷砼中傳播時(shí)，聲波會(huì)在缺陷界面上產(chǎn)生反射、散射和繞射,聲波信號(hào)會(huì)產(chǎn)生畸變。測(cè)試記錄不同側(cè)面、不同高度上的波動(dòng)特征，經(jīng)分析就能判斷砼存在缺陷的性質(zhì)、大小及空間位置。圖12 超聲波檢測(cè)示意圖超聲波透射法檢測(cè)具有檢測(cè)細(xì)致準(zhǔn)確、檢測(cè)范圍廣，且不受樁長(zhǎng)、樁徑以及場(chǎng)地的限制等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地運(yùn)用在大直徑灌注樁的檢測(cè)中。但它有如下缺點(diǎn)：1、超聲法進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，僅能定性地判斷基樁的完整性，不能定量判斷缺陷大小；2、超聲法檢測(cè)某樁時(shí)必須預(yù)埋與樁同長(zhǎng)的聲測(cè)管,因此費(fèi)用比較高。3、低應(yīng)變反射波法。低應(yīng)變反射波法也是一種樁身完整性檢測(cè)方法。其原理是：在樁頭有規(guī)律擊振情況下，通過(guò)波形測(cè)試，分析樁體中彈性波傳播的波形變化特征來(lái)評(píng)判樁身質(zhì)量。這種方法可以用于檢測(cè)樁身缺陷及其在長(zhǎng)方向的位置，判定樁身完整性類別。這種方法具有機(jī)理清楚、測(cè)試簡(jiǎn)便快捷、易于掌握、成果可靠、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。但同樣具有一些缺點(diǎn)：1、利用這種方法進(jìn)行檢測(cè)，樁身必須要近似于一維彈性桿件且受現(xiàn)場(chǎng)外界干擾較大；2、檢測(cè)時(shí)，當(dāng)樁身有多個(gè)缺陷時(shí)，不容易測(cè)到后面缺陷反射信號(hào)，當(dāng)樁身缺陷變化漸變時(shí)(如擴(kuò)頸)，不能判斷；3、此外，該方圖13 常用樁基低應(yīng)變檢測(cè)儀原理法也不能對(duì)缺陷進(jìn)行定量分析。4、高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法。高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法是判定單樁豎向抗壓承載能力是否滿足設(shè)計(jì)要求的一種檢測(cè)方法。其原理是：利用重錘沖擊樁頂產(chǎn)生的瞬時(shí)沖擊力，使樁周土產(chǎn)生塑性變形，通過(guò)安裝在樁頂兩側(cè)的傳感器實(shí)測(cè)樁頂力和速度的時(shí)程曲線，并用應(yīng)力波理論分析確定樁身完整性和極限承載力。該檢測(cè)方法能夠同時(shí)測(cè)得力和速度，對(duì)截面缺損作出定量的計(jì)算，較為精確地確定樁的承載力。但也有以下缺點(diǎn)：1、高應(yīng)變法準(zhǔn)確性也不夠高，遜于低應(yīng)變法和超聲法；2、該方法所用設(shè)備昂貴，對(duì)場(chǎng)地要求高，對(duì)錘的要求也較高，且易破壞樁頭，試驗(yàn)時(shí)樁頭須處理；3、高應(yīng)變法檢測(cè)人員需要有較高的理論水平和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。5、樁基靜載實(shí)驗(yàn)。靜載荷試驗(yàn)主要通過(guò)檢測(cè)樁基的承載力，以判斷樁的質(zhì)量。其原理是：依據(jù)樁的設(shè)計(jì)承載力,制作相應(yīng)的加載反力裝置，依照加載方案，在樁頂加壓，并通過(guò)一定的檢測(cè)措施來(lái)定出比較合理的極限承載力取值。該方法檢測(cè)精度較高、相對(duì)誤差較小，所試驗(yàn)的結(jié)果最接近于實(shí)際樁的承載力。因而，國(guó)內(nèi)外均將靜荷載試驗(yàn)的結(jié)果作為樁承載力的標(biāo)準(zhǔn)。但也具有一些缺點(diǎn)：1、該試驗(yàn)的加載周期長(zhǎng)，一般需要連續(xù)不斷地加載24h以上；2、加載設(shè)備、場(chǎng)地龐大，耗資巨大。6、自平衡法。自平衡法可以用于檢測(cè)摩擦樁的承載力。其原理是：在樁身平衡點(diǎn)位置安設(shè)荷載箱，通過(guò)地面上油泵沿垂直方向加載，隨著壓力增加，荷載箱將同時(shí)向上、向下發(fā)生變位，促使樁側(cè)阻力及樁端阻力的發(fā)揮。通過(guò)儀器測(cè)得向上、向下兩條荷載位移曲線。根據(jù)計(jì)算得到樁極限承載力。自平衡法與傳統(tǒng)的樁基靜載荷試驗(yàn)方法相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)：1、裝置簡(jiǎn)單，無(wú)需堆載裝置不受場(chǎng)地限制，還可多根樁同時(shí)測(cè)試；2、單樁試驗(yàn)工期減短，無(wú)需達(dá)到28天。荷載箱埋設(shè)后一般10-15天即可測(cè)試；3、試驗(yàn)費(fèi)用低。與靜載法相比，可節(jié)省試驗(yàn)總費(fèi)用30%60%；4、試驗(yàn)后試樁仍可作工程樁使用。同樣自平衡法也有一些缺點(diǎn)：1、“平衡點(diǎn)”很難定。實(shí)際測(cè)試時(shí)平衡點(diǎn)的位置往往存在一定的偏差，偏差的存在就會(huì)造成上、下兩段樁不能同時(shí)達(dá)到預(yù)先擬定的極限條件，導(dǎo)致兩段樁的極限承載力不等。由此判定的極限承載力小于真實(shí)的承載力，結(jié)果不如靜載法準(zhǔn)確；2、自平衡法無(wú)法檢測(cè)端承樁。三、工程實(shí)例 1、工程概況筆者就某工程中的樁基檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析。該建筑工程高37.5m，建筑面積8784.2，框剪結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土灌注樁承臺(tái)基礎(chǔ)，鉆孔灌注樁數(shù)量215根，樁徑600mm，有效樁長(zhǎng)25.5m。主要采取單樁靜載荷試驗(yàn)法和低應(yīng)變反射波法進(jìn)行樁基檢測(cè)。2、單樁靜載荷試驗(yàn)檢測(cè) （1）試驗(yàn)策略的選擇：本次測(cè)驗(yàn)選擇的是靜荷載檢測(cè)，使用一個(gè)由槽鋼和錨樁共同組成一個(gè)反力系統(tǒng)。用液壓泵對(duì)樁頂所產(chǎn)生的豎向壓力作為測(cè)試的數(shù)據(jù)。另外，在檢測(cè)的過(guò)程中使用千斤頂不斷的增加荷載，使其作用逐漸增加到樁頂。在千斤頂上安裝一個(gè)荷重傳感器，對(duì)其產(chǎn)生的荷載進(jìn)行記錄并且同步顯示。（2）分級(jí)加載階段：該試驗(yàn)的加載一共分為10 個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)的加載量保持一致，每級(jí)加荷值為220。 （3）變形觀測(cè)：每次加荷完成后，分別間隔5 分鐘、10 分鐘、15 分鐘對(duì)樁身的變形進(jìn)行一次記錄，每隔30 分鐘測(cè)量一次并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，直到其數(shù)值趨于平穩(wěn)。 （4）沉降相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每隔一小時(shí)的沉降在0.1mm以內(nèi)，并且連續(xù)出現(xiàn)兩次，則說(shuō)明沉降狀態(tài)達(dá)到了相對(duì)的穩(wěn)定，這時(shí)則可以進(jìn)行下一級(jí)荷載的增加。（5）終止加載條件：當(dāng)測(cè)試過(guò)程中達(dá)到以下幾個(gè)條件時(shí)，則選擇終止荷載的增加。在荷載的作用下，樁身的沉降量與上一級(jí)荷載下樁基的沉降量達(dá)到5 倍的差，這時(shí)可以停止加載；在荷載作用下，樁基的沉降量與上一級(jí)荷載下樁基沉降量達(dá)到2 倍的差，并且在24 小時(shí)內(nèi)仍然沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；反力系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了最大的反力圖14 靜荷載檢測(cè)示意圖值。3、低應(yīng)變檢測(cè)在樁身的頂部安裝一個(gè)傳感器，由樁基動(dòng)測(cè)儀受到重錘的敲擊后產(chǎn)生激振力，使樁體以及樁土體系產(chǎn)生振動(dòng)，通過(guò)對(duì)波動(dòng)反射信號(hào)的收集，傳感器中會(huì)顯示對(duì)應(yīng)樁基所采集的參數(shù)和數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的對(duì)比、分析，以推定樁體質(zhì)量。4、檢測(cè)結(jié)果分析 （1）單樁靜載荷試驗(yàn)。本次檢測(cè)中使用的是鉆孔灌注樁，進(jìn)行了三組靜荷載的試驗(yàn)，符合隨機(jī)抽檢原則，檢測(cè)比例滿足規(guī)程要求。 （2）低應(yīng)變檢測(cè)。該樓基礎(chǔ)鉆孔灌注樁總數(shù)為215根，本次低應(yīng)變檢測(cè)數(shù)量為43根，檢測(cè)數(shù)量及比例符合規(guī)范要求。根據(jù)低應(yīng)變實(shí)測(cè)曲線分析，波速在37004000m/ s之間波形較規(guī)則，樁底反射清晰，未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重缺陷。5、總結(jié)與體會(huì)在建筑工程施工過(guò)程中，樁基的質(zhì)量是施工質(zhì)量的重要影響因素，只有具有合格的質(zhì)量保證，才能夠保證建筑工程整體的質(zhì)量。因此，樁基檢測(cè)單位和樁基檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守職業(yè)道德，嚴(yán)格執(zhí)行樁基檢測(cè)的相關(guān)規(guī)范，通過(guò)有效的約束力保證樁基質(zhì)量。對(duì)于建筑工程中樁基檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用，筆者有以下幾點(diǎn)體會(huì)：1、如果樁基的樁身抗阻變化的情況下，如果采用低應(yīng)變樁基檢測(cè)技術(shù)對(duì)樁基的完整性進(jìn)行檢測(cè)時(shí)會(huì)存在著一定的局限性，這時(shí)無(wú)法保證樁基檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)也無(wú)法對(duì)樁基質(zhì)量做出科學(xué)的評(píng)價(jià)；2、通過(guò)動(dòng)靜對(duì)比獲得需要的高應(yīng)變檢測(cè)的相關(guān)數(shù)據(jù)之后，其能夠較為準(zhǔn)確的檢測(cè)出單樁的承載能力，而且檢測(cè)的費(fèi)用較?。?、在工程現(xiàn)場(chǎng)獲得相對(duì)較為準(zhǔn)確的信號(hào)，這也是進(jìn)行樁基檢測(cè)的前提條件，如果沒(méi)有可靠的信號(hào)，則無(wú)法保證樁基檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。如果測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性能夠滿足高應(yīng)變檢測(cè)的要求，則能夠通過(guò)高應(yīng)變檢測(cè)策略對(duì)樁基存在的缺陷進(jìn)行定量的檢測(cè)與分析，準(zhǔn)確的判斷出缺陷的位置，并且對(duì)樁基質(zhì)量做出科學(xué)的評(píng)價(jià)。四、結(jié)束語(yǔ)在當(dāng)前情況下，建筑工程的樁基檢測(cè)已經(jīng)成為一個(gè)新興的行業(yè)，樁基檢測(cè)技術(shù)已比較成熟可靠。但隨著現(xiàn)代建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，建筑結(jié)構(gòu)的不斷復(fù)雜，我們?nèi)孕枰粩嗵剿餍碌臋z測(cè)方法，不斷總結(jié)檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，才能夠獲得較為準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。百年大計(jì)質(zhì)量第一， 百層大廈基礎(chǔ)第一。不論是房屋建筑工程還是橋梁工程，樁基的質(zhì)量不容