趙樂徐偉

一、概述

人工挖孔灌注樁（簡稱挖孔樁）適用于工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件較好且持力層埋藏較淺、單樁承載力較大的工程。如沒有可靠的技術(shù)和安全措施，不得在地下水位高（特別是存在承壓水時(shí)）的沙土、厚度較大的淤泥質(zhì)土層中進(jìn)行挖孔樁施工。挖孔樁的孔深一般不宜超過40m。當(dāng)樁長L≤8m時(shí)，樁身直徑（不含護(hù)壁，下同）不應(yīng)小于0.8m；當(dāng)樁長為8m

近幾年，由于挖孔樁成樁質(zhì)量相對(duì)可靠、施工成本較低，廣泛用于高層建筑物的基礎(chǔ)。但基樁工程畢竟屬于隱蔽工程，保證其質(zhì)量比較困難，為了使建筑物的結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全可靠，應(yīng)對(duì)單樁豎向抗壓承載力及樁身質(zhì)量進(jìn)行全面科學(xué)的檢測。

文中介紹了挖孔樁的單樁豎向抗壓承載力和完整性檢測，簡單描述了單樁豎向抗壓、深層平板載荷、低應(yīng)變法、聲波透射法及鉆芯法的試驗(yàn)方法及原理。通過工程實(shí)踐指出了基樁檢測的方向應(yīng)當(dāng)是多種方法聯(lián)合應(yīng)用，從而更有利于全面評(píng)價(jià)基樁質(zhì)量。

二、基樁檢測的方法及原理

1.單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)

確定單樁豎向抗壓極限承載力；判定豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求；通過樁身內(nèi)力及變形測試、測定樁側(cè)、樁端阻力；驗(yàn)證高應(yīng)變法的單樁豎向抗壓承載力檢測結(jié)果。

主要采用維持荷載法。加載使用油壓千斤頂，反力裝置通常有上部堆荷載法、錨樁法、堆錨結(jié)合法。測量沉降系統(tǒng)為位移測試表（百分表、千分表、高精度位移傳感器）。具體做法是按一定要求將荷載等量分級(jí)加到試樁上，每級(jí)荷載保持不變，直至樁頂下沉降量達(dá)到一定穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，然后加載下一級(jí)荷載，最大加載量為預(yù)估極限承載力或者特征值的2倍，再分級(jí)卸荷，直至荷載卸完，同時(shí)觀察每一時(shí)段的沉降量。

為確定單樁極限荷載，一般要繪制 Q-s，s-lgt等曲線（Q荷載，s沉降量，t時(shí)間），然后根據(jù)規(guī)范規(guī)定，結(jié)合曲線走勢，確定承載力。

2.深層平板載荷試驗(yàn)

深層平板載荷試驗(yàn)可確定大直徑樁樁端土層在承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)的承載力。

深層平板載荷試驗(yàn)的承壓板一般采用直徑為0.8m的剛性板，試驗(yàn)前把經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定過的千斤頂和承壓板制作成一個(gè)荷載箱，在樁未澆注前即放在樁端底部，并把預(yù)留的測量管、進(jìn)油管、注漿管引上地面，然后再澆注混凝土。成樁達(dá)到一定齡期后，即可進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)通過預(yù)留的進(jìn)油管向千斤頂施加壓力，并由地面上安置在油泵上的壓力表控制力值，通過預(yù)留的測量管測讀荷載板的沉降量。

3.低應(yīng)變法

檢測樁身缺陷及其位置，判定樁身完整性類別。

工程中絕大多數(shù)樁具有樁長大于樁徑這一特點(diǎn)，其原理是將嵌入土中的樁看作為阻尼介質(zhì)中上端自由、下端彈性聯(lián)結(jié)的一維彈性桿件。當(dāng)在樁頂施加一瞬態(tài)激振后，樁頂將產(chǎn)生縱向振動(dòng)，彈性應(yīng)力波沿著樁身向下傳播，如果遇到樁體內(nèi)存在明顯波阻抗差異的界面（樁端、斷裂、離析等部位）或樁身截面變化處（縮徑、擴(kuò)徑）將產(chǎn)生反射波，并被安裝在樁頂上的傳感器所接收。這樣通過對(duì)采集到的樁身內(nèi)反射波時(shí)域信號(hào)特征的分析并結(jié)合頻譜特性進(jìn)行研究，即可對(duì)基樁質(zhì)量進(jìn)行判別。

4.聲波透射法

檢測灌注樁樁身缺陷及其位置，判定樁身完整性類別。

聲波透射法適用于預(yù)埋聲測管的混凝土灌注樁樁身完整性檢測。聲測管埋設(shè)數(shù)量一般依據(jù)樁體直徑的大小來確定，通常有2管、3管、4管布置形式。

試驗(yàn)時(shí)將發(fā)射和接受換能器分別放入樁身預(yù)埋充水的聲測導(dǎo)管中，沿著樁身不同高程測出超聲波在混凝土中傳播時(shí)間、波幅、波形等物理參數(shù)。由于混凝土是一種相對(duì)均質(zhì)的彈塑性介質(zhì)，超聲波在相對(duì)均勻混凝土中等距離傳播時(shí)，聲學(xué)參數(shù)具有相對(duì)的穩(wěn)定性。

在樁身質(zhì)量可疑的測點(diǎn)周圍，應(yīng)采用加密測點(diǎn)，或采用斜測、扇形掃測進(jìn)行復(fù)測，進(jìn)一步確定樁身缺陷的位置和范圍。

當(dāng)混凝土中存在某種缺陷（如蜂窩、孔洞、夾層等）時(shí)，由于缺陷破壞了聲通道路的連續(xù)性，使聲波能量衰減較大，波幅變小、波形畸變等。這種因混凝土缺陷而造成的聲能衰減與混凝土本身質(zhì)量隨機(jī)波動(dòng)有著本質(zhì)的區(qū)別。

因此，可以用聲學(xué)參數(shù)與混凝土質(zhì)量相對(duì)應(yīng)的關(guān)系來判定樁體混凝土內(nèi)部缺陷的性質(zhì)、大小和位置。

5.鉆芯法

檢測灌注樁樁長、樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度，判斷或鑒別樁端巖土性狀，判定樁身完整性類別。

受檢樁混凝土齡期達(dá)到28d或預(yù)留同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。樁徑小于1.2m的鉆1孔，樁徑為1.2～1.6m的鉆2孔，樁徑大于1.6m的鉆3孔。鉆1孔時(shí)，開孔位置宜在距樁中心10～15cm位置開孔；當(dāng)鉆孔為2個(gè)或2個(gè)以上時(shí)，開孔位置宜在距樁中心0.15D～0.25D內(nèi)均勻?qū)ΨQ布置。

每次進(jìn)尺宜控制在1.5m以內(nèi)；鉆至樁底時(shí)，宜采取適宜的鉆芯方法和工藝鉆取沉渣并測定沉渣厚度，并采用適宜的方法對(duì)樁端持力層巖土性狀進(jìn)行鑒別。

鉆取的芯樣由上而下按回次順序放進(jìn)芯樣箱中，芯樣側(cè)面標(biāo)明回次數(shù)、塊號(hào)、本回次總塊數(shù)，并對(duì)芯樣質(zhì)量進(jìn)行描述。

鉆芯結(jié)束后對(duì)芯樣和標(biāo)有工程名稱、樁號(hào)、鉆芯孔號(hào)、芯樣試件采取位置、樁長、孔深、檢測單位名稱的標(biāo)示牌的全貌進(jìn)行拍照。

每組芯樣應(yīng)制作3個(gè)芯樣抗壓試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

三、各種檢測方法綜合分析

挖孔樁承載力的檢測方法主要還是以靜力載荷試驗(yàn)為主，它是通過模擬上部荷載直接作用于單樁之上，假設(shè)單樁實(shí)際受力狀態(tài)，目前是公認(rèn)的最直觀、最可靠的試驗(yàn)方法，但其檢測周期長、檢測成本高、場地要求高、不能大面積普查、不能評(píng)定樁身局部缺陷和樁身強(qiáng)度的均勻性，也有很大的弊端。

深層平板載荷試驗(yàn)是樁端巖層承載力檢測，實(shí)為巖基承載力檢測，是對(duì)單樁承載力的一種間接檢測，不夠直觀，存在一定誤差。

挖孔樁的完整性檢測以低應(yīng)變?yōu)橹?，檢測范圍廣、技術(shù)成熟、檢測成本低，保證了樁身質(zhì)量檢測的可靠性，可也存在一定局限性，對(duì)于缺陷出現(xiàn)部位較深，樁側(cè)阻力較強(qiáng)，也無能為力。

聲波透射可直接測得樁身混凝土均勻性、樁底膠結(jié)情況，可實(shí)測面積較小、無法測得樁身整體縮頸和判斷樁底沉渣情況。

鉆芯檢測可直接觀察完整性，可將芯樣做成試件驗(yàn)證樁身混凝土強(qiáng)度，但試驗(yàn)周期長，對(duì)樁身擾動(dòng)很大，屬于有損檢測，抽檢范圍有限。

四、結(jié)語

各種檢測方法都有利有弊，在檢測過程中宜揚(yáng)長補(bǔ)短，互相論證，才能提高挖孔樁檢測結(jié)果的可靠度，確保工程質(zhì)量。

基樁檢測質(zhì)量關(guān)系生命，必須要嚴(yán)格按照規(guī)范要求，堅(jiān)持公正、科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的態(tài)度，重視檢測過程中出現(xiàn)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，為社會(huì)盡責(zé)，為人民把關(guān)