吳方曉++李明璽
摘 要:地基基礎(chǔ)工程是公路建設(shè)工程的重要組成部分,而基樁是地基基礎(chǔ)中最常用的基礎(chǔ)形式。在基樁檢測(cè)中,基樁出現(xiàn)的問題比較多,其中不乏Ⅲ、Ⅳ樁,這些基樁無法直接使用。不但造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失,而且對(duì)整個(gè)工程的工期造成了嚴(yán)重的影響。該文將會(huì)針對(duì)公路施工中基樁檢測(cè)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和研究,同時(shí)歸納一下各種檢測(cè)中數(shù)據(jù)異常的特點(diǎn)與缺陷的相關(guān)性,提出幾點(diǎn)建議供參考。
關(guān)鍵詞:公路建設(shè) 基樁檢測(cè) 問題 研究
中圖分類號(hào):TU473.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)06(c)-0033-04
在現(xiàn)代公路橋梁建設(shè)中,樁基是作為承重部位的主要常用的基礎(chǔ)形式,因此在公路工程建設(shè)中的質(zhì)量控制相當(dāng)重要?,F(xiàn)行規(guī)范也對(duì)基樁的檢測(cè)作了嚴(yán)格的要求,并且對(duì)基樁檢測(cè)人員作相應(yīng)的培訓(xùn)。然而,在現(xiàn)代公路施工中,基樁檢測(cè)實(shí)際操作過程中遇到的問題很多,檢測(cè)數(shù)據(jù)及信號(hào)的分析直接影響到基樁的質(zhì)量判斷,出現(xiàn)的誤判結(jié)果不但影響了檢測(cè)單位的聲譽(yù),造成經(jīng)濟(jì)損失,更對(duì)公路橋梁以后的安全使用留下隱患。本文將針對(duì)公路施工中基樁檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和研究,如何在施工最大限度避免問題的出現(xiàn)和提高檢測(cè)水平作了以下總結(jié)。
相關(guān)概念的基本定義。
在詳細(xì)介紹公路施工中基樁檢測(cè)常見問題分析及研究之前,先簡(jiǎn)單介紹一下其中基本術(shù)語的簡(jiǎn)單定義。
1 基樁檢測(cè)
一般指對(duì)基樁的樁身混凝土質(zhì)量完整性,樁長(zhǎng),樁端持力層情況進(jìn)行檢測(cè)。 樁基常規(guī)檢測(cè)方法有(超聲波、高應(yīng)變、低應(yīng)變動(dòng)測(cè)、抽芯以及靜載荷試驗(yàn))。
1.1 公路橋梁施工中基樁的常見問題及其原因
基樁的類別根據(jù)施工方法一般有沉管灌注樁,鉆(沖)孔灌注樁,人工挖孔灌注樁,預(yù)制鋼筋混凝土樁。公路建設(shè)工程最常用的是鉆(沖)孔灌注樁,人工挖孔灌注樁(適合特殊地質(zhì)條件和大直徑樁),一般采用水下灌注,人工挖孔樁在條件適合下一般采用孔內(nèi)無水灌注?;鶚妒┕し椒ǖ牟煌?,出現(xiàn)的質(zhì)量問題有其共性和特點(diǎn)。
(1)沉管樁灌注樁。
①當(dāng)施工場(chǎng)地的淤泥厚度大于4~5 m時(shí),灌注混凝土施工過程中該部位容易出現(xiàn)縮徑、斷樁、混凝土膠結(jié)差等現(xiàn)象。②當(dāng)遇到硬夾層時(shí),不容易穿透或偏孔。③在拔管過程中容易出現(xiàn)斷樁或嚴(yán)重離析現(xiàn)象。
(2)鉆(沖)孔灌注樁。
①樁徑越大(大于1.0 m),樁孔越深,越容易塌孔,排渣能力越差。在灌注前不易控制樁底沉渣厚度,在地層軟層、細(xì)沙層或地下水流動(dòng)層部位容易出現(xiàn)缺陷或斷樁。②樁孔越深,扶壁拌漿的的性能指標(biāo)和導(dǎo)管的密封性能要求越高。③碰到孤石層、峭巖、溶洞處容易偏孔,容易造成質(zhì)量缺陷。
(3)人工挖孔樁。
施工關(guān)鍵的問題在于孔內(nèi)止水和導(dǎo)管下漿的連續(xù)密實(shí)性控制,水下灌注的,如果控制不好灌漿的速度,容易出現(xiàn)局部膠漿材料離析等問題。出現(xiàn)孔壁動(dòng)水頭漏水的,更容易出現(xiàn)膠漿材料的離析,水頭壓力的大小往往決定缺陷的大小。而離析部位往往在樁身周邊附近出現(xiàn),造成樁周混凝土膠結(jié)差的情況。
2 不同的檢測(cè)方法在檢測(cè)中的應(yīng)用及注意的事項(xiàng)
2.1 靜載試驗(yàn)法
在公路建設(shè)中,當(dāng)有特殊要求時(shí),如無法判斷基樁的合格與否,或設(shè)計(jì)要求的。通過這樣的檢測(cè)試驗(yàn)方法可以最直接的判斷基樁當(dāng)前的承載性能和極限承載力。靜載試驗(yàn)需要滿足要求的反力提供系統(tǒng),反力提供系統(tǒng)有混凝土塊堆載、沙包法、水箱法堆載,反力抗拔錨樁法等。應(yīng)根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的條件確定?,F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)應(yīng)嚴(yán)格控制反力中心線與樁中心線的吻合,盡量做到不偏心加載。加載均勻分級(jí)進(jìn)行,油壓表要做到讀數(shù)與實(shí)際加載的準(zhǔn)確性,不漏空,滿足標(biāo)定曲線要求。嚴(yán)格控制好千斤頂?shù)念A(yù)留空間,能滿足預(yù)壓的要求。基樁不同的缺陷對(duì)應(yīng)的Q-s曲線特征:(1)對(duì)于軟土層的摩擦樁,當(dāng)加載到極限時(shí),樁端會(huì)呈現(xiàn)刺入性破壞,由于樁端阻力分擔(dān)的荷載很小,一旦突破樁側(cè)土的摩擦力,樁會(huì)突然沉降。Q-s曲線呈陡降型,一般取拐點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的荷載為極限承載力。(2)樁端持力層為砂性土或巖層,一般Q-s曲線呈緩變型。如果持力層達(dá)不到設(shè)計(jì)荷載的要求,總沉降量會(huì)超過設(shè)計(jì)或規(guī)范設(shè)定的規(guī)定值,極限荷載載下沉降速率的大小在一定程度上反映持力層巖土性狀。(3)當(dāng)樁端有虛土或沉渣,Q-s曲線一般會(huì)呈臺(tái)階型,沉降閉合的時(shí)間和量程可以反映缺陷的程度。(4)當(dāng)樁身混凝土出現(xiàn)破壞,Q-s曲線會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)性的突然沉降,可判斷混凝土的質(zhì)量問題。
2.2 鉆芯法
采用鉆芯法可以直觀得到樁長(zhǎng)、樁身混凝土強(qiáng)度,樁端沉渣及持力層地質(zhì)情況,一般作為結(jié)果判定的鑒證手段。但由于鉆芯對(duì)樁身造成一定的損壞,檢查的有效截面積相當(dāng)有限,抽芯垂直度、孔位布置、取芯率的完整性就變得十分重要。抽芯垂直度、取芯率與機(jī)械性能、機(jī)架安裝、機(jī)長(zhǎng)操作技術(shù)水平相關(guān)??孜徊贾门c抽芯目的與要求有關(guān)。對(duì)應(yīng)縮徑缺陷檢測(cè)的基樁,孔位盡量靠邊,且至少有一孔的方位與懷疑的部位一致;對(duì)應(yīng)樁長(zhǎng)鑒證的基樁,芯樣節(jié)段的吻合與量測(cè)尤其重要;樁端沉渣檢查的基樁,接近樁端部位需要特別認(rèn)真進(jìn)行進(jìn)尺量測(cè)、進(jìn)尺速度觀察、冒漿的顏色變化觀察,渣樣的完整撈取;持力層檢查的基樁,取巖深度與巖樣的完整性取樣顯得十分重要了。強(qiáng)度檢查的基樁,孔位布置不宜太靠邊和中心,孔位與樁邊和樁中心的距離一般應(yīng)在15~20 cm,并且呈品字型均勻布置。因?yàn)樗鹿嘧⒒炷猎跇哆吪c樁中心位置一般情況下是較差的,不能代表全樁的強(qiáng)度。進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)的芯樣選取應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行,芯樣截取的抽樣方法應(yīng)該具備科學(xué)性和代表性,最好能做到四方見證取樣,避免盲目的隨意性。針對(duì)不同的缺陷和抽芯目的,在抽芯過程中,我們需要留心觀察,認(rèn)真布置,才會(huì)使抽芯檢測(cè)結(jié)果符合實(shí)際情況。
2.3 小應(yīng)變反射波法
在國內(nèi),絕大多數(shù)的公路施工中基樁檢測(cè)機(jī)構(gòu)一般會(huì)先采用小應(yīng)變反射波法測(cè)樁,這樣的檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)是是其儀器輕便、現(xiàn)場(chǎng)能快捷檢測(cè),對(duì)檢測(cè)環(huán)境條件要求簡(jiǎn)單,能在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大數(shù)量的基樁作全面的普查。反射波法的基本原理是通過在樁頂施加激振信號(hào)產(chǎn)生應(yīng)力波脈沖,該應(yīng)力波沿樁身傳播過程中,遇到不連續(xù)界面(如蜂窩、夾泥、斷裂等缺陷)和樁底面時(shí),將產(chǎn)生反射波,檢測(cè)分析反射波的傳播時(shí)間、幅值和波形特征,就能判斷樁身的完整性。利用這種質(zhì)量控制的特殊優(yōu)勢(shì)進(jìn)行樁身完整性的檢測(cè),能夠提供快速的基樁檢測(cè)結(jié)果。所以在目前公路施工中會(huì)經(jīng)常利用這種方法對(duì)基樁進(jìn)行普查檢測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)前期基樁施工的一些普性問題。但由于實(shí)際邊界條件難以滿足一維彈性桿的理論推導(dǎo)條件。所以在實(shí)際基樁檢測(cè)中出現(xiàn)的時(shí)域曲線并不能對(duì)應(yīng)樁身缺陷及樁端的反射,特別是一些淺部嵌巖樁、土阻抗較大的深長(zhǎng)樁、多部位缺陷樁等,樁型振動(dòng)的機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜,基本上無法用一維桿波傳動(dòng)的特性來分析判斷。如果在測(cè)樁的時(shí)候,單純的盲目套用理論推導(dǎo)的曲線分析,那么就極容易造成誤判了。在這里,筆者根據(jù)從事樁基檢測(cè)多年的經(jīng)驗(yàn),對(duì)一些復(fù)雜的波形分析,整理出一些個(gè)人的見解,在此獻(xiàn)拙。(1)入射波的選取和分析:盡量獲取一個(gè)好的入射波,從半波起跳的緩與陡,還有從波幅、主頻寬大約能反映樁頭打磨點(diǎn)的膠結(jié)強(qiáng)度(同一材質(zhì)的錘擊條件,最好用專用的尼龍錘)。大直徑樁可考慮重錘敲擊;長(zhǎng)徑比大于30的樁盡量選用低頻重錘;獲得了一個(gè)好的信號(hào),對(duì)以后的波形分析相當(dāng)重要(因?yàn)橛袝r(shí)候要作非相關(guān)因素的比較和排除,用小波分解選用頻率區(qū)域)。(2)充分了解地質(zhì)情況和施工情況,作合理的土阻抗擬合輔助分析。(3)條件請(qǐng)?jiān)试S的情況下,對(duì)同條件下對(duì)一定批量的小應(yīng)變樁檢波形作相關(guān)的比較,其中有1~2根抽芯,超聲波檢測(cè)或靜載的樁檢資料結(jié)合。(4)用科學(xué)的分析方法:異中求同,同中求異。
2.4 聲波透射法
這種方式是通過特定的發(fā)射器,發(fā)出連續(xù)或不連續(xù)的超聲脈沖波穿過混凝土到達(dá)相對(duì)應(yīng)的接收器。這種超聲脈沖波一般是100或者50 Hz的周期脈沖。當(dāng)超聲脈沖波穿過混凝土到達(dá)接收器時(shí),往往攜帶著混凝土膠結(jié)特征、材料特性等豐富的信息。檢測(cè)人員可以通過準(zhǔn)確測(cè)定接收聲波的各種聲學(xué)參數(shù)(聲時(shí)、聲幅、主頻、波形)的數(shù)值以及變化規(guī)律來分析得出混凝土質(zhì)量的完整性。聲波透射法的優(yōu)點(diǎn)也是直觀明了,按規(guī)范上是聲時(shí)、聲幅低于臨界值就值得懷疑,但是聲時(shí),聲幅的影響因素太多,如偏管,混凝土骨料,混凝土均勻性等等。所以筆者認(rèn)為,實(shí)際檢測(cè)中,對(duì)缺陷的分析更應(yīng)該注重的是波形。不同的缺陷形式,一般會(huì)有不同的波形特點(diǎn)。(1)夾泥或夾沙的,波形能量衰減極快,首波聲幅緩與低,呈大“S”型,甚至呈直線型。(2)混凝土離析的,波形首波異變,凌亂,象個(gè)刺雜音。(3)缺陷離聲波發(fā)射徑能器的遠(yuǎn)近不同或缺陷體積的不同,均有不同信號(hào)特征。(4)聲時(shí)、聲幅對(duì)不同的缺陷敏感程度相差較大,一般來說,聲幅比聲時(shí)敏感,有缺陷時(shí)衰減較快。(5)主頻對(duì)整體的混凝土性能有所反映,但規(guī)律性較差,需要作相關(guān)的比對(duì)研究。(6)由于聲波的繞射,衍射,疊加等特性,我們主要對(duì)首波和第二波分析就行了。(7)對(duì)檢測(cè)中出現(xiàn)缺陷有懷疑的樁,一定要作等距錯(cuò)位檢測(cè)或扇形檢測(cè),結(jié)合聲波傳播原理,對(duì)缺陷大小,位置作詳細(xì)的分析。然后作總的分析評(píng)判。如果一味套用規(guī)范,那誤判的可能性就大多了。
2.5 高應(yīng)變法
高應(yīng)變所用理論基礎(chǔ),計(jì)算方法與小應(yīng)變相同,但小應(yīng)變由于樁與土體系變形極小,不考慮阻尼的非線性影響。高應(yīng)變錘擊能量大,樁土變形明顯出現(xiàn)非線性關(guān)系,還要考慮土彈簧,甚至是土阻尼的非線性,建立了各種力模型。高應(yīng)變檢測(cè)承載力的準(zhǔn)確度與合理擬合土參數(shù)直接相關(guān),要求利用靜載試驗(yàn)進(jìn)行輔助擬合。在實(shí)際檢測(cè)中,錘擊方法,錘擊能量的充分擊發(fā)與否,傳感器安裝正確與否都在很大程度影響了檢測(cè)結(jié)果。這就需要檢測(cè)人員具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)了。有條件的情況下,應(yīng)多作對(duì)比試驗(yàn),檢測(cè)的分析結(jié)果與靜載試驗(yàn)的數(shù)據(jù)作比較,不斷的調(diào)整和修正,總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)才行。高應(yīng)變一般不適合用于大直徑樁和嵌樁的混凝土灌注樁。
3 基樁檢測(cè)的基本程序
基樁檢測(cè)是工程開展的首要環(huán)節(jié),通過高效的基樁檢測(cè)能夠?qū)こ虡渡斫Y(jié)構(gòu)的完整性和承載能力進(jìn)行一個(gè)完善的檢查,從而保障了公路工程施工的安全性。所以,我們要能夠重視公路施工中基樁檢測(cè)的開展,掌握其基本工作程序,加強(qiáng)工程施工的有效性,為公路建設(shè)質(zhì)量的提升打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3.1 明確基樁檢測(cè)目的
在公路施工過程中,做好公路基樁的檢測(cè)工作是對(duì)公路樁身承載能力以及結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行一定的考察和審核。所以,在實(shí)施基樁檢測(cè)時(shí)我們要能夠明確基樁檢測(cè)的目的,確?;鶚兜某休d能力以及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)符合公路建設(shè)的要求與規(guī)范,然后根據(jù)我們所要達(dá)到的最終目的來選擇合適的、具備良好責(zé)任心的施工隊(duì)伍,并選擇適宜的施工方式,同時(shí)我們還要能夠參考公路施工各方面的資料,例如公路施工的原始記錄、混凝土試塊強(qiáng)度等,只有這樣才能夠?yàn)楣返氖┕ぷ龊帽U?,在明確的目標(biāo)下做好公路建設(shè)工作。
3.2 確認(rèn)檢測(cè)單位資質(zhì)
公路基樁檢測(cè)對(duì)于一個(gè)公路的建設(shè)來說具有重大意義,是保障公路施工時(shí)以及竣工后的安全性的重要途徑,對(duì)于公路質(zhì)量具有保障性作用,那么檢測(cè)單位的選擇對(duì)于基樁檢測(cè)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。有些檢測(cè)單位因?yàn)樽陨項(xiàng)l件有限,或者是人力資源方面受到限制,在檢測(cè)過程中他們往往會(huì)不盡職,導(dǎo)致基樁即使經(jīng)過檢測(cè)后仍然存在著一定的安全隱患,所以,在實(shí)施基樁檢測(cè)時(shí),我們要能夠選擇適宜的檢測(cè)單位,要能夠確保檢測(cè)單位具有良好的檢測(cè)資質(zhì),要盡量避免因檢測(cè)單位在基樁檢測(cè)時(shí)的弄虛作假而導(dǎo)致公路施工存在安全隱患。
3.3 確認(rèn)檢測(cè)程序的合理性
在公路施工時(shí)進(jìn)行基樁檢測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)十分混亂,這就給一些檢測(cè)單位創(chuàng)造了一定的條件,他們可能就會(huì)趁著施工現(xiàn)場(chǎng)的混亂混淆檢測(cè)程序,使得檢測(cè)過程不合理,影響了基樁檢測(cè)有效開展,最終還是無法保障公路施工的安全性。所以,做好檢測(cè)程序的確認(rèn)是基樁檢測(cè)的重要環(huán)節(jié),這就需要施工團(tuán)隊(duì)對(duì)檢測(cè)單位實(shí)施一定的監(jiān)督,以確?;鶚稒z測(cè)工作被合理地、有效地完成。
3.4 施工企業(yè)要積配合基樁檢測(cè)工作
許多公路施工業(yè)主往往會(huì)將基樁檢測(cè)工作全權(quán)交由檢測(cè)單位來實(shí)施,但是,正是因?yàn)檫@些業(yè)主的寬松管理和對(duì)相應(yīng)規(guī)范的執(zhí)行不合理造成了公路施工中的安全隱患。所以,在基樁檢測(cè)工作中,施工企業(yè)要能夠積極地參與到該項(xiàng)工作當(dāng)中,合理地把握好基樁檢測(cè)過程中的規(guī)范。那么,企業(yè)在配合檢測(cè)單位實(shí)施基樁檢測(cè)時(shí)要能夠充分注意到以下幾點(diǎn):
(1)根據(jù)施工地段地形的不同,我們要能夠采用不同的樁型,而不能夠因?yàn)橘Y金問題就選擇一些省錢但是不適宜的基礎(chǔ)樁型。
(2)一定要能夠選擇企業(yè)已經(jīng)能夠成熟掌握的樁型進(jìn)行建設(shè),這樣才能夠保障公路施工的安全性。
(3)企業(yè)要能夠做好相應(yīng)的監(jiān)督工作,以保障基樁檢測(cè)工作的高效完成。
(4)要能夠保障所建基樁的實(shí)際柱長(zhǎng)和柱底確實(shí)落在了施工建筑的持力層上。
3.5 做好檢測(cè)報(bào)告的檢查
檢測(cè)報(bào)告的制作是基樁檢測(cè)的最終環(huán)節(jié),通過檢測(cè)單位對(duì)基樁實(shí)施檢測(cè)后他們要能夠根據(jù)檢測(cè)結(jié)果向施工企業(yè)出示一份檢測(cè)報(bào)告,其中要能夠針對(duì)檢測(cè)中可能存在安全隱患的部位進(jìn)行記錄和描述,并且要能夠及時(shí)地將可能出現(xiàn)的問題向施工企業(yè)進(jìn)行報(bào)告和通知,以保障施工安全。同時(shí),施工企業(yè)要能夠?qū)@份報(bào)告進(jìn)行檢查,包括該報(bào)告是否按照要求簽字,是否按要求蓋章,是否有編號(hào)以及是否注明了基樁檢測(cè)人員的姓名等,通過對(duì)這份報(bào)告檢查既能夠明確基樁檢測(cè)的責(zé)任,同時(shí)還能夠讓企業(yè)針對(duì)基樁所存在的安全隱患進(jìn)行及時(shí)的處理,是基樁檢測(cè)的最終安全保障。
總而言之,為了能夠保障公路施工以及日后使用的安全性,基樁檢測(cè)工作是重中之重,嚴(yán)格按照基樁檢測(cè)程序進(jìn)行檢測(cè)是公路施工的基本要求,我們要能夠認(rèn)真、負(fù)責(zé)地對(duì)待基樁檢測(cè)工作的開展,及時(shí)地發(fā)現(xiàn)和解決問題,絕不能夠放過或者是夸大問題,從而充分保障公路質(zhì)量,將安全隱患降到最低,為我國公路建設(shè)做好保障工作。
4 基樁檢測(cè)的存在問題及影響
在現(xiàn)代公路施工中質(zhì)量控制只能在樁基礎(chǔ)施工完成后進(jìn)行檢測(cè)。而施工中的基樁出現(xiàn)的問題較復(fù)雜,難以預(yù)測(cè)。本文在上述常見的基樁檢測(cè)方法中雖然有所提及,但為了更好的了解基樁檢測(cè)的局限性和檢測(cè)中較普遍存在的一些問題。筆者根據(jù)多年來的觀察和實(shí)際經(jīng)驗(yàn),作了歸納和整理,希望在提出這些問題之后可以引起大家的注意和重視,同時(shí)在此探討一下未來基樁檢測(cè)的方向。
4.1 靜載試驗(yàn)檢測(cè)的通病
靜載試驗(yàn)法是一個(gè)非常直觀和簡(jiǎn)明的基樁檢測(cè)方法,但在日常的檢測(cè)工作中,往往發(fā)現(xiàn)很多存在的問題。(1)通過檢查發(fā)現(xiàn)很多工地的靜載檢測(cè)沒有打入基準(zhǔn)樁,直接把基準(zhǔn)梁架在原地面上,或者有的時(shí)候基準(zhǔn)樁打入深度不足。原地面由于受到重荷作用,地面變形的影響導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真,從而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果完全失去意義。(2)設(shè)備的保養(yǎng)和檢定不符合要求,通常出現(xiàn)千斤頂,油壓表漏油,存空現(xiàn)象,與實(shí)際的標(biāo)定曲線已經(jīng)不符,卻依然按標(biāo)定計(jì)算壓力。(3)在檢測(cè)中,雖然可以用快速法進(jìn)行,但通常檢測(cè)人員為了縮短檢測(cè)時(shí)間,通常提前來晉級(jí)加載或跨級(jí)加載和卸載,使檢測(cè)結(jié)果承載力偏高。(4)堆載往往達(dá)不到極限承載力的1.2倍,加載到最后一級(jí)的時(shí)候,容易出現(xiàn)頂起現(xiàn)象,從而容易出現(xiàn)偏心破壞或加載不足的現(xiàn)象。(5)工地檢測(cè)往往很少作檢測(cè)場(chǎng)地地基承載力的檢測(cè),堆載后地基容易變形,嚴(yán)重影響檢測(cè)的結(jié)果。
4.2 鉆芯法檢測(cè)的通病
前文中曾經(jīng)提到鉆芯法是作為鑒證和最終檢測(cè)手段的一項(xiàng)檢測(cè)方法,其要求需要十分的嚴(yán)格。但實(shí)際操作中,也存在如下的通病。(1)由于機(jī)架不穩(wěn)定、輸出額定功率不足,機(jī)械陳舊等原因,鉆進(jìn)過程中,抖動(dòng)過大,芯樣連續(xù)性和提取率差,很容易發(fā)生芯樣碎片,給結(jié)果評(píng)定帶來很大的不確定性,同時(shí)容易出現(xiàn)偏孔穿出現(xiàn)象,破壞基樁的鋼筋,好樁變壞樁的嚴(yán)重后果。(2)樁端沉渣撈取技術(shù)較差,難以給沉渣厚度作出準(zhǔn)確的判定。(3)強(qiáng)度試驗(yàn)的芯樣截取隨意較大,不科學(xué)不嚴(yán)謹(jǐn)。芯樣的試件尺寸一般是按1:1的比例制作成10 cm×10 cm的規(guī)格。而水下灌注的混凝土往往難以做到十分的均勻,但小局部的缺陷對(duì)總體的承載力影響不大。如果偏偏在此取樣作試驗(yàn),那代表性就差多了,特別是單孔取芯。(4)抽芯工作通常是連續(xù)作業(yè),建設(shè)各方責(zé)任單位人員很少到場(chǎng)監(jiān)督,芯樣魚龍混雜的現(xiàn)象時(shí)有出現(xiàn),基樁的質(zhì)量安全自然得不到有效的保證。(5)芯樣存留期及保存方法沒有相關(guān)的明確規(guī)定或執(zhí)行力度差,顯然對(duì)作為鑒證的檢測(cè)手段來說不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹#?)作為破壞性的檢測(cè),鉆芯后的芯孔的回灌雖然有明確的技術(shù)指標(biāo)和要求,但存檔的資料上少有記錄,更缺乏試驗(yàn)的數(shù)據(jù)。實(shí)際上往往是隨便弄點(diǎn)水泥沙漿回填就算了,能做到高一級(jí)強(qiáng)度和加上膨脹劑回灌的,少之又少。顯然,這樣明顯降低了樁身原有的使用功能。
4.3 超聲波、大小應(yīng)變檢測(cè)的通病
在現(xiàn)行的規(guī)定下,超聲波和小應(yīng)變檢測(cè)是公路建設(shè)基樁檢測(cè)使用頻率最高的檢測(cè)方法。下面就對(duì)這兩種檢測(cè)方法并在一起作歸納。(1)實(shí)際上,影響超聲波檢測(cè)的主要因素有聲測(cè)管平行度和順直度、保護(hù)層混凝土質(zhì)量、接管處理方式等問題。聲測(cè)管作為檢測(cè)的通道,其周圍傳遞介質(zhì)的性狀對(duì)聲波各聲學(xué)參數(shù)的影響是非常大的,幾乎能涵蓋整樁斷面的其它信號(hào)。舉個(gè)例子,如果聲測(cè)管套上一層2 mm橡膠皮再去檢測(cè),你會(huì)發(fā)現(xiàn)接收到信號(hào)幾乎為一條直線。所以,用橡膠套管接管的基樁,用5 cm的檢測(cè)間距進(jìn)行檢測(cè),每到該部位的時(shí)候,信號(hào)明顯陡降,甚至成了直線。由此可知,聲測(cè)管附近的介質(zhì)對(duì)檢測(cè)的影響有多大。不了解這種情況的,有時(shí)會(huì)作斷樁的誤判。所以,聲測(cè)管邊混凝土膠結(jié)的好與壞,對(duì)信號(hào)的影響是非常嚴(yán)重的。而水下灌注樁的保護(hù)層厚度一般設(shè)計(jì)為5 cm,這就很難保證聲測(cè)管邊混凝土質(zhì)量了,稍稍出現(xiàn)偏孔,測(cè)出來的信號(hào)往往是較差或很差的。然而,單純從信號(hào)分析,是不能判斷是樁身還是樁保護(hù)層的問題,只有通過斜測(cè)、扇測(cè),或者結(jié)合小應(yīng)變檢測(cè)等其它方法綜合判斷才合理。(2)聲測(cè)管的安裝牢固性差,不規(guī)范。①?zèng)]有設(shè)計(jì)圖紙;②施工單位也沒有足夠的重視。③施工人員安裝過程中隨意性較大,甚至定位的主環(huán)鋼筋都沒有,只用鐵線綁扎。這導(dǎo)致出現(xiàn)的后果,在灌注混凝土的時(shí)候,由于混凝土下沖力或?qū)Ч芏秳?dòng)力的作用下,很容易造成管移位、管彎、管折、管阻等情況,對(duì)以后的聲測(cè)相當(dāng)不利。④接管安裝不規(guī)范,容易出現(xiàn)不密封而導(dǎo)致堵管的情況。(5)施工單位為了節(jié)約成本,使用薄壁管,薄壁管由于不耐碰壓而容易出現(xiàn)扁彎管。以上這五種情形在工地檢測(cè)中是常常遇見的,導(dǎo)致的后果是無法進(jìn)行正常的檢測(cè)。通常采用鉆芯法取孔當(dāng)作聲測(cè)孔?;蛘哂捎诼暅y(cè)數(shù)據(jù)變異無法判斷或誤判而采用抽芯鑒證。這樣就無形中增加了破壞性的檢測(cè)頻率,從而帶來了后期不必要的麻煩。(6)對(duì)大應(yīng)變和小應(yīng)變檢測(cè),前面已經(jīng)略有講述。在這里,主要強(qiáng)調(diào)是:檢測(cè)人員對(duì)大小應(yīng)變檢測(cè)準(zhǔn)確性的把握,關(guān)鍵問題在于檢測(cè)人員的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)。如同開汽車,操作規(guī)則人人會(huì)。但遇到特殊情況的時(shí)候,就需要經(jīng)驗(yàn)作出判斷了?,F(xiàn)在有的檢測(cè)單位做法是:有了上崗證會(huì)操作能出報(bào)告就行了,別的不管。試問一下,你會(huì)不會(huì)坐一個(gè)有駕照但只會(huì)開動(dòng)車的人的車嗎?這是明顯對(duì)工程不負(fù)責(zé)任的行為。根據(jù)筆者的多年從事行業(yè)經(jīng)驗(yàn),大小應(yīng)變必須對(duì)基樁的施工資料和地質(zhì)資料有了詳細(xì)的了解后才進(jìn)行檢測(cè),建立合理的模擬分析,才會(huì)有較合理的判斷。而且,還有一個(gè)共性:小應(yīng)變檢測(cè)多偏向于漏判縮徑等小缺陷,夸大或誤判缺陷的嚴(yán)重性,導(dǎo)致淺部露筋的發(fā)現(xiàn)不了,抽芯又沒問題的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。大應(yīng)變檢測(cè)的錘擊能量不足,分析承載力大部分偏高,檢測(cè)的一致性較差,參數(shù)的選取人為主觀因素占多等通病。
5 基樁檢測(cè)的幾點(diǎn)建議
在該文中已經(jīng)整理出了不少目前常用的公路施工基樁檢測(cè)的手段和方法以及存在的問題,這些方法都具有一定的局限性。通常會(huì)有這種情況:小應(yīng)變檢測(cè)是Ⅰ、Ⅱ類樁,超聲波檢測(cè)是Ⅲ、Ⅳ類樁,而抽芯檢測(cè)則又是完整樁。反過來,超聲波檢測(cè)是Ⅰ、Ⅱ類樁,而小應(yīng)變檢測(cè)則是Ⅲ、Ⅳ類樁,抽芯檢測(cè)是Ⅲ、Ⅳ類樁的。甚至前二者都是合格樁,但抽芯檢測(cè)卻是不合格樁。這就說明了單一檢測(cè)判定的不確定性是比較大的。
目前,基樁作為公路橋梁建設(shè)中的地下基礎(chǔ)主要型式,主要承擔(dān)豎向抗壓承載力和樁上部抗剪的作用,其破壞的形式是緩慢而隱性的,顯現(xiàn)出來的病害主要是基礎(chǔ)下沉。一旦發(fā)生,幾乎難以補(bǔ)救。即使補(bǔ)救,所需要的工程費(fèi)用相當(dāng)大,幾乎等同于重建。因此,如何加強(qiáng)基樁的檢測(cè)管理,提高基樁檢測(cè)技術(shù)的效能,是十分值得研究和探討的課題。筆者認(rèn)為,建立一個(gè)良好的機(jī)制十分必要。雖然現(xiàn)在運(yùn)作的基樁檢測(cè)管理體制充分體現(xiàn)了其重要性,但個(gè)人竊以為還需要進(jìn)一步提高基樁檢測(cè)的效能,下面有幾點(diǎn)建議供探討。
5.1 建立相互制約的監(jiān)督管理機(jī)制
目前,檢測(cè)單位一般是通過招投標(biāo)進(jìn)入檢測(cè)市場(chǎng)。一旦確定,所有的基樁檢測(cè)項(xiàng)目實(shí)行承包制。還有一種就是長(zhǎng)期習(xí)慣性的地區(qū)性的隱性壟斷檢測(cè)。這樣導(dǎo)致的“一言堂”必然不利于基樁檢測(cè)的發(fā)展,也不利于基樁質(zhì)量的控制。(1)是否可以考慮每一工程項(xiàng)目的基樁檢測(cè)必須有兩家有資質(zhì)的檢測(cè)單位介入?通過控制比對(duì)檢測(cè)的百分比或最低值實(shí)行雙控,通過隨機(jī)抽檢的比對(duì)檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在問題。(2)制定一個(gè)不同檢測(cè)方法的雙控?zé)o損檢測(cè)頻率。這樣雖然在表面上提高了建設(shè)成本,并且實(shí)施起來增多了檢測(cè)環(huán)節(jié)。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看利遠(yuǎn)大于弊。其一,最大限度預(yù)防檢測(cè)人員的個(gè)人因素影響。其二,可以通過技術(shù)互補(bǔ)提高檢測(cè)技術(shù)的水平,逐漸提高基樁檢測(cè)的準(zhǔn)確性,最大限度避免錯(cuò)判、漏判、亂判等問題,通過比對(duì)的檢測(cè),可以評(píng)價(jià)檢測(cè)單位的技術(shù)水平問題。其三,雙控?zé)o損檢測(cè)可以最大限度避免破損檢測(cè)(抽芯、開鑿、開挖等檢查手段)的資源浪廢和經(jīng)濟(jì)損失。
5.2 加強(qiáng)基樁檢測(cè)技術(shù)的政府網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)
不可否認(rèn),檢測(cè)技術(shù)人員的技術(shù)水平是參差不齊的,僅僅通過一年或幾年一次的全省比對(duì)試驗(yàn)是不能滿足要求的。據(jù)了解,在一些檢測(cè)Q群中,不少基樁檢測(cè)人員有此迫切的要求。其中不乏一些初學(xué)者,更是對(duì)理論的知識(shí)和檢測(cè)的數(shù)據(jù)一頭霧水。通過技術(shù)主管部門的網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái),設(shè)有專家點(diǎn)評(píng),典型例案分析數(shù)據(jù)庫等多種普教方式,從而全面提高整體的基樁檢測(cè)水平。
5.3 加強(qiáng)基樁檢測(cè)影視圖像的資料存檔的規(guī)范化管理
主要是加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)影視圖像存檔管理和實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)存檔管理。
5.4 加強(qiáng)報(bào)告的規(guī)范性,科學(xué)性
目前幾乎所有的報(bào)告內(nèi)容都是按規(guī)定附上單一的原始檢測(cè)數(shù)據(jù)、波形圖、地質(zhì)圖,然后給個(gè)評(píng)定類別就完事了。至于如何評(píng),怎樣評(píng),有什么更進(jìn)一步的檢測(cè)手段,沒有一個(gè)科學(xué)的檢測(cè)方案的分析說明,這就很難體現(xiàn)出檢測(cè)評(píng)定的可靠度。雖然目前的基樁檢測(cè)技術(shù)本身就存在較多的不確定度,但有些方面還是可以通過別的方法確定的。只是一般情況下,檢測(cè)人員下了工地,樁數(shù)量多了,匆匆忙忙檢測(cè)完成就算了的心態(tài)占多數(shù)。這就給室內(nèi)的數(shù)據(jù)分析增加難度,影響了結(jié)果判定的準(zhǔn)確性、合理性。
6 結(jié)語
地基基礎(chǔ)工程是公路橋梁建設(shè)工程的重要組成部分,在公路施工中基樁檢測(cè)的常見問題很多,尤其是關(guān)系到質(zhì)量的相關(guān)問題,這些問題會(huì)經(jīng)常引發(fā)出一些大問題。該文在介紹了樁基施工中常見的質(zhì)量問題及其原因之后,針對(duì)現(xiàn)代公路施工中基樁檢測(cè)的方法和解決方案進(jìn)行了剖析,并且針對(duì)這些質(zhì)量問題進(jìn)行了深入的探討。筆者在上述論文中羅列了一些相關(guān)的處理措施,希望這些措施對(duì)于現(xiàn)代公路施工中基樁檢測(cè)具有一定的幫助,對(duì)于今后施工中會(huì)遇到的相關(guān)問題都能夠作出一定的指導(dǎo)意見和相關(guān)價(jià)值建議。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳凡,陳久照,徐天平,等.基樁質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)[M].中國建筑工業(yè)出版社,2003.
[2] 林萬成,賴燦明.國道324線雙溪大橋老橋加固工程加固原理及施工工藝簡(jiǎn)介[C]//中國公路學(xué)會(huì)橋梁和結(jié)構(gòu)工程學(xué)會(huì)一九九九年橋梁學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集.1999.
[3] 劉文超,劉麗娜,母紅旺,等.地質(zhì)雷達(dá)在樁基質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用[C]//1997年中國地球物理學(xué)會(huì)第十三屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.1997.