鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測方法及原理

1、鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測方法及原理郝明【內(nèi)容摘要】：本文簡要介紹了一些鉆孔灌注樁檢測方法，并主要介紹了反射波法的基本原理及影響基樁質(zhì)量檢測波形的因素，運用應力波反射法檢測鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，具有檢測速度快、費用低、便于全面普查樁的質(zhì)量、判別樁的完整性和質(zhì)量缺陷，是一種值得推廣的方法?！局黝}詞】鉆孔樁反波身法檢測目前在公路施工中，橋梁施工占有較大的比重，一般達到工程總造價的60～70%，在一些特殊路段，橋涵所占有的施工金額比例還要高。所以橋涵

2、施工是公路建設中的重點。一方面決定著整個工程的質(zhì)量，另一方面也決定著施工企業(yè)的效益。目前混凝土鉆孔灌注樁是橋梁施工結構的主要形式，這主要是由于樁能將上部結構的荷載傳遞到深層穩(wěn)定的土層中去，從而大大減少基礎沉降和建筑特的不均勻沉降，是一種極為有效，安全可靠的基礎形式。采用樁基礎的優(yōu)點：①抗地震性能好。樁的靜力特性主要研究其強度和沉降，樁的抗震性能主要決定于其剛度和穩(wěn)定性，基礎剛度大抗震性能好。②沉降量小和承載力高，樁的沉降量由三部分組成，

3、樁身彈性壓縮；樁側摩阻力向下傳遞，引起樁側土的剪切變形和樁端土體壓縮變形。③可以解決特殊地基土的承載力。④施工噪音小，適用于城市改造和人口密集場地。但是，灌注樁的成孔是在樁位處的地面下或水下完成的，施工工序多，質(zhì)量控制難度大，稍有不慎易產(chǎn)生斷樁等嚴重缺陷。據(jù)統(tǒng)計國內(nèi)外鉆孔灌注樁的事故率高達5～10%。因此，灌注樁的質(zhì)量檢測就顯得格外重要。灌注樁成樁質(zhì)量通常存在兩個方面的問題，一是屬于樁身完整性，常見的缺陷有夾泥、斷裂、縮頸、護頸、混凝土

4、離析及樁頂混凝土密實度較差等。二是嵌巖樁，影響樁底支承條件的質(zhì)量問題，主要是灌注混凝土前清孔不徹底，孔底沉淀厚度超過規(guī)定極限，影響承載力。灌注樁的缺點：①灌注樁施工工藝比打入樁復雜，容易出現(xiàn)斷樁、縮頸、混凝土離析和孔底虛土或沉渣過厚等質(zhì)量問題。②由于鉆孔樁質(zhì)量不夠穩(wěn)定，要抽檢更多數(shù)量的樁進行檢驗，增加檢測費用。灌注樁的質(zhì)量問題與其成樁工藝密切相關，屬于樁身完整性的常見質(zhì)量缺陷有夾泥、斷裂、縮頸、擴頸、空洞、混凝土離析等。分析這些缺陷產(chǎn)生

5、的原因，大致有：①灌注混凝土過程中，導管埋入混凝土中的深度不夠，致使新灌混凝土上翻，或提升導管速度過快，導致導管中翻水，造成兩次灌注，使樁身形成夾泥的斷裂界面。②孔中水頭下降，對孔壁的靜水壓力減小，導致局部孔壁土層失穩(wěn)坍落，造成混凝土樁身夾泥或縮頸?？妆谔洳糠至粝碌目吡?，成樁后形成護頸。③混凝土攪拌不均勻，或運輸路徑太長、或?qū)Ч苈┧炷潦芩疀_泡等，使粗骨料集中在一起，造成樁身混凝土離析。由于鉆孔樁在施工過程中容易產(chǎn)生一些缺陷，故在

6、施工中加強管理，保證工程質(zhì)量。同時加強對成樁質(zhì)量進行檢查，使工程在施工過程中不留隱患。樁的檢驗目的，一是了解其承載力；二是檢驗樁本身混凝土質(zhì)量是否符合質(zhì)量要求；三是查明樁身的完整性，查清缺陷及其位置，以便對影響樁承載力和壽命的樁身缺陷進行必要的補救，以保證工程質(zhì)量，不留下事故隱患。目前國內(nèi)外常用的樁基檢測方法：后者對檢驗樁身混凝土勻質(zhì)性效果較優(yōu)；前者檢測設備較笨重，價格貴，且因要求錘與樁的重量比須大于0.08～0.2，因此檢測大直徑、深

7、長的灌注樁，錘的質(zhì)量要求大于10噸以上，相應的吊張、搬運設備都顯得笨重；后者設備較輕便，價格低些。高應變法，作用在樁上能量大，應力和應變水平接近或達到工程樁的應力、應變水平，動荷載使樁克服土阻力產(chǎn)生貫入度，從而使樁、土之間產(chǎn)生塑性位移。樁對外的抗力主要通過位移產(chǎn)生，有了位移，樁側和樁尖土阻力得到一定程度的產(chǎn)揮。在樁頂量測到的樁，土響應信號包括承載力因素，所以高應變試樁可以對單樁承載力進行判定，也可以評價樁身結構完整性。低應變法，作用在樁

8、頂上的動荷載小于使用荷載，其能量小，只能使樁產(chǎn)生彈性變形，一般情況下只產(chǎn)生105動應變。它是通過應力波在樁身中傳播和反射原理，對樁身結構完整性進行評價；根據(jù)振動理論對承載力進行推算。低應變法從原理上不能直接得到承載力的推斷，而是由實測動剛度和靜動對比的修正進行推算，因此帶有很大的地區(qū)經(jīng)驗和人為因素。樁動測法的優(yōu)點：①儀器設備輕便，檢測速度快和費用較低。②具有靜荷載試樁不具備的功能。動力試樁除了和靜力試樁一樣，可檢測單樁承載力外，還有樁身

9、結構完整性檢測、沉樁能力分析、樁工機械監(jiān)控和樁動態(tài)特性測定等功能。③可區(qū)分破壞模式是土的破壞還是樁身結構破壞。④可對工程樁進行普查。低應變法檢測速度快，費用低，可對工程樁進行普遍檢查，然后有針對性對質(zhì)量稍差的樁進行承載力檢測，更好地保證工程質(zhì)量。⑤波形擬合法不僅可得到單樁總承載力，還可進行側阻力分布和端阻力值的估計。目前在橋梁樁基檢測過程中最常用的方法是應力反射波法。下面簡要介紹一下應力反射波法的原理及其應用.一、反射波法的基本原理：反

10、射波法源于應力波理論，基本原理是在樁頂進行豎向激振，彈性波沿著樁身向下傳播。在樁身明顯存在波阻抗界面（如樁底、斷樁或嚴重離析等部位）或樁身截面積變化（如縮頸或擴頸）部位，將產(chǎn)生反身波。經(jīng)接收、放大濾波和數(shù)據(jù)處理，可識別來自樁身不同部位的反射信息。據(jù)此計算樁身波速、判斷樁身完整性和混凝土強度等級。當樁嵌于土體中，將受到樁周土的阻尼作用，樁的動力特性滿足一維波動方程。即：V質(zhì)點振動位移X振動質(zhì)點到振源的距離t質(zhì)點振動的時間n阻尼系數(shù)A樁的截