摘要:隨著高層建筑物高強(qiáng)度地基處理的需要，樁基礎(chǔ)成為土木工程中主要的基礎(chǔ)形式之一，其理論成果也不斷出現(xiàn)。在樁基礎(chǔ)的施工過程中，樁基檢測(cè)是一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)。樁基檢測(cè)是對(duì)單樁承載力和樁身質(zhì)量等內(nèi)容進(jìn)行全面評(píng)價(jià)的重要措施，它是評(píng)價(jià)樁基工程是否合格的依據(jù)，同時(shí)也是對(duì)不合格樁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的基礎(chǔ)。又因?yàn)闃痘请[蔽工程，所以其檢測(cè)和事故后的處理均較困難，因此，在樁基設(shè)計(jì)前和施工后都需要進(jìn)行必要的試驗(yàn)和檢測(cè)，以保證樁基工程的質(zhì)量。本文簡要介紹了常用的幾種樁基檢測(cè)技術(shù)，針對(duì)具體工程，利用成孔質(zhì)量檢測(cè)、靜載試驗(yàn)檢測(cè)、低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)和高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)等技術(shù)對(duì)該工程的基樁進(jìn)行了檢測(cè)，進(jìn)而對(duì)樁基質(zhì)量做出評(píng)價(jià)，以確保建設(shè)工程的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：基樁檢測(cè)；靜載試驗(yàn)；高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)；低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)
作為一種古老的基礎(chǔ)形式，樁的應(yīng)用至今已經(jīng)有 12000~14000 年的歷史，最初的樁是木樁。我國是使用樁基比較早的國家之一，始建于公元 247 年的上海龍華塔及十世紀(jì)筑成的杭州灣大海塘的石砌岸壁，是凝聚我國古代勞動(dòng)人民聰明智慧的，最早采用樁基礎(chǔ)而完好保存至今的著名建筑。在浙江省余姚市河姆渡村發(fā)掘的新石器時(shí)代的文化遺址中，發(fā)現(xiàn)數(shù)百根樁(圓樁直徑約Φ60mm～180mm 不等，方樁的截面約 60×100mm 至150×180mm 不等)，經(jīng)測(cè)定這些樁距今約為 6000 年至 7000 年，這是全球迄今發(fā)現(xiàn)的規(guī)模最大的木樁遺存。人類應(yīng)用木樁經(jīng)歷了漫長的歷史時(shí)期，直到 19 世紀(jì)后期，鋼筋、水泥和鋼筋混凝土相繼問世，木樁逐漸被鋼樁和鋼筋混凝土樁取代。最先出現(xiàn)的是打入式預(yù)制樁，隨后發(fā)展了灌注樁。后來隨著機(jī)械設(shè)備的不斷改進(jìn)和高層建筑對(duì)樁基的需要，產(chǎn)生了很多新的樁型，開辟了樁利用的廣闊天地;樁的廣泛應(yīng)用也促進(jìn)了人們對(duì)樁的進(jìn)一步探索研究，其中包括新樁型、施工手段、檢測(cè)手段、模型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)計(jì)算方法等的研究。近年來由于高層建筑和大型構(gòu)筑物的大量興建，樁基顯示出卓越的優(yōu)越性，它以其巨大的承載潛力和抵御復(fù)雜荷載的特殊本質(zhì)以及對(duì)各種地質(zhì)條件的良好適應(yīng)性，已成為高層建筑的主要基礎(chǔ)形式。
我國學(xué)者從 20 世紀(jì) 80 年代開始對(duì)樁基進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究.劉金礪、終世祥、
費(fèi)勤發(fā)、馮國棟、劉祖德、趙錫宏、宰金眠、楊敏等人都對(duì)樁基提出了各種分析方法，并且取得了有益的成果。
總之，19 世紀(jì)以來，隨著水泥、混凝土、鋼材、大型打樁機(jī)械和成孔機(jī)械的運(yùn)用，
使樁的形式多樣化，規(guī)模和強(qiáng)度大大提高。國內(nèi)外基礎(chǔ)工程中所采用的樁型大約有 100余種。隨著科技的發(fā)展，樁基的施工、試驗(yàn)及檢測(cè)等技術(shù)也等到了極大的發(fā)展。
1.樁基檢測(cè)技術(shù)及優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)缺點(diǎn)：科學(xué)、直觀實(shí)用。抽芯技術(shù)對(duì)結(jié)果的影響較大，由于鉆孔施工時(shí)往往采用泥漿護(hù)壁，如果施工時(shí)泥漿原料不適合。地質(zhì)條件復(fù)雜或施工人員操作不當(dāng)?shù)?，容易?dǎo)致泥漿性能指標(biāo)達(dá)不到規(guī)范要求，從而施工過程中出現(xiàn)坍塌孔、擴(kuò)徑、縮徑、孔底沉渣厚度等缺陷。進(jìn)而導(dǎo)致樁基出現(xiàn)各種各樣的質(zhì)量問題，因此有必要在成孔后灌注混凝土前對(duì)成孔質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，減少樁基安全隱患。
1.2.1 靜荷載試驗(yàn)法
這是目前公認(rèn)的檢測(cè)基樁豎向抗壓承載力最直接、最可靠的試驗(yàn)方法。但在工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，基準(zhǔn)樁的問題有時(shí)會(huì)被檢測(cè)人員所忽視，容易出現(xiàn)基準(zhǔn)樁打入深度不足，試驗(yàn)過程產(chǎn)生位移的問題。靜荷載試驗(yàn)法用于檢測(cè)基樁承載力靜荷載試驗(yàn)法包括基樁豎向和水平承載力檢測(cè)，工程中多用到豎向靜載荷試驗(yàn)。靜荷載試驗(yàn)法顯著的優(yōu)點(diǎn)是其受力條件比較接近樁基礎(chǔ)的實(shí)際受力狀況。靜載試驗(yàn)主要適用于工程試樁的承載力檢測(cè)，對(duì)于工程樁檢測(cè)不能做破壞性試驗(yàn)。其檢測(cè)精度高，相對(duì)誤差在10%范圍內(nèi)。
優(yōu)點(diǎn)；操作過程比較簡單，最直接、最可靠，適用性強(qiáng)。
缺點(diǎn)；勞動(dòng)強(qiáng)度大，危險(xiǎn)性高，測(cè)試人員十幾小時(shí)長期呆在荷載底下，容易疲勞，困乏，影響測(cè)試工作，而且。危險(xiǎn)時(shí)時(shí)存在，人為干擾因素多。
1.2.2 高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法
樁基高應(yīng)變動(dòng)檢測(cè)，就是利用重錘對(duì)樁頂進(jìn)行瞬態(tài)沖擊，使樁周土產(chǎn)生塑性變形，在樁頭實(shí)測(cè)力和速度的時(shí)程曲線，通過應(yīng)力波理論分析得到樁土體系的有關(guān)參數(shù)，揭示樁土體系在接近極限階段時(shí)的工作性能，分析樁身質(zhì)量，確定樁的極限承載力。 它的主要功能是判定樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求。高應(yīng)變法在判定樁身水平整合型縫隙、預(yù)制樁接頭等缺陷時(shí)，能夠在查明這些“缺陷“是否影響豎向抗壓承載力的基礎(chǔ)上，合理判定缺陷程度，可作為低應(yīng)變法的補(bǔ)充驗(yàn)證手段。目前在某些地區(qū)，利用高應(yīng)變法增加承載力和完整性的抽查頻率，已成為一種普遍做法.
優(yōu)點(diǎn)：儀器設(shè)備較為輕便，檢測(cè)速度快費(fèi)用較傳統(tǒng)的靜荷載試驗(yàn)，高應(yīng)變動(dòng)測(cè)技術(shù)具有下列優(yōu)點(diǎn)：低，這是高應(yīng)變動(dòng)測(cè)相對(duì)傳統(tǒng)的靜荷載試驗(yàn)比較突出的有點(diǎn)，所以可做到對(duì)工程進(jìn)行大比例檢測(cè)：高應(yīng)變動(dòng)測(cè)除了和靜載荷試驗(yàn)所不具備的功能：在混凝土預(yù)制樁及鋼樁打樁過程中檢測(cè)樁身應(yīng)力，進(jìn)行錘擊效率監(jiān)測(cè)，為選擇沉樁工藝參數(shù)和確定樁長確定依據(jù)。
缺點(diǎn)：力量一旦過大就會(huì)破壞樁的結(jié)構(gòu)。
1.3.1 應(yīng)變動(dòng)測(cè)法
基樁的低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法就是通過對(duì)樁頂施加較低的激振能量，引起樁身及周圍土體的微幅振動(dòng)，同時(shí)用儀表量測(cè)和記錄樁頂?shù)恼駝?dòng)速度和加速度，利用波動(dòng)理論或機(jī)械阻抗理論對(duì)記錄結(jié)果加以分析，從而達(dá)到檢驗(yàn)樁基施工質(zhì)量、判斷樁身完整性、預(yù)估基樁承載力等目的。測(cè)試過程是獲取好信號(hào)的關(guān)鍵，測(cè)試中應(yīng)注意：①測(cè)試點(diǎn)的選擇。測(cè)試點(diǎn)數(shù)依樁徑不同、測(cè)試信號(hào)情況不同而有所不同，一般要求樁徑在120cm以上，測(cè)試3～4 點(diǎn)。②錘擊點(diǎn)的選擇。錘擊點(diǎn)宜選擇距傳感器 20～30 cm 處不必考慮樁徑大小。③傳感器安裝。傳感器根據(jù)所選測(cè)試點(diǎn)位置安裝，注意選擇好粘貼方式，一般有石蠟、黃油、橡皮泥在保證樁頭干燥，沒積水的情況下。④盡量多采集信號(hào)。一根樁不少于10 錘，在不同點(diǎn)，不同激振情況下，觀測(cè)波形的一致性，以保證波形真實(shí)且不漏測(cè)。
1.3.2 超聲波透射法
超聲波透射法檢測(cè)樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是：由超聲脈沖發(fā)射源在砼內(nèi)激發(fā)高頻彈性脈沖波，并用高精度的接收系統(tǒng)記錄該脈沖波在砼內(nèi)傳播過程中表現(xiàn)的波動(dòng)特性；當(dāng)砼內(nèi)存在不連續(xù)或破損界面時(shí)，缺陷面形成波阻抗界面，波到達(dá)該界面時(shí)，產(chǎn)生波的透射和反射，使接收到的透射波能量明顯降低；當(dāng)砼內(nèi)存在松散、蜂窩、孔洞等嚴(yán)重缺陷時(shí)，將產(chǎn)生波的散射和繞射；根據(jù)波的初至到達(dá)時(shí)間和波的能量衰減特性、頻率變化及波形畸變程度等特征，可以獲得測(cè)區(qū)范圍內(nèi)砼的密實(shí)度參數(shù)。檢測(cè)記錄不同側(cè)面、不同高度上的超聲波動(dòng)特征，經(jīng)過處理分析就能判別測(cè)區(qū)內(nèi)部存在缺陷的性質(zhì)、大小及空間位置。
聲測(cè)管是探頭運(yùn)動(dòng)的通道。在實(shí)際檢測(cè)中，聲測(cè)管埋設(shè)時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)圖要求綁縛于樁基的鋼筋籠上。因?yàn)槌暡ㄍ干浞z測(cè)樁基質(zhì)量不受樁長，樁徑的影響，成為目前我國較受歡迎的樁基檢測(cè)方法。為使檢測(cè)工作順利，可先用測(cè)繩進(jìn)行聲測(cè)管檢查，檢測(cè)項(xiàng)目包括實(shí)際樁長，聲測(cè)管內(nèi)有無異物堵塞等，檢查完畢后在管中裝入清水以待檢測(cè)樁基質(zhì)量。
優(yōu)點(diǎn)：其他完整性檢測(cè)方法相比，聲波透射法能夠進(jìn)行全面、細(xì)致的檢測(cè)，且基本上無其他限制條件。
缺點(diǎn)：由于存在漫射、透射、反射，對(duì)檢測(cè)結(jié)果會(huì)造成影響。
1.3.3 反射波法
又稱為低應(yīng)變發(fā)射波法，它是以應(yīng)力波在樁身中的傳播反射特征為理論基礎(chǔ)的一種方法。使用小錘敲擊樁頂，通過粘結(jié)在樁頂?shù)膫鞲衅鹘邮諄碜詷吨械膽?yīng)力波信號(hào)，采用應(yīng)力波理論來研究樁土體系的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，反演分析實(shí)測(cè)速度信號(hào)、頻率信號(hào)，樁身的缺陷、樁底均可以根據(jù)反射波的相位、振幅、頻率特性，輔以地層資料、施工記錄以及實(shí)踐分析經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行綜合分析判斷。反射波法目前在國內(nèi)，絕大多數(shù)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)采用反射波法（瞬態(tài)時(shí)域分析法）檢測(cè)樁身完整性，主要原因是其儀器輕便、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)快捷，同時(shí)將激勵(lì)方式、頻域分析方法等作為測(cè)試、輔助分析手段融合進(jìn)去。當(dāng)然，低應(yīng)變法檢測(cè)時(shí)，不論缺陷的類型如何，其綜合表現(xiàn)均為樁的阻抗變小，而對(duì)缺陷的性質(zhì)難以區(qū)分，這是其最大的局限性。
優(yōu)點(diǎn)：儀器輕便、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)快捷，以其測(cè)點(diǎn)多。經(jīng)濟(jì)。便捷等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用十分普遍，盡管從理論到實(shí)際應(yīng)用較為成熟但本身還有一定的局限性。
缺點(diǎn)：測(cè)量時(shí)樁的阻抗變小，對(duì)缺陷的性質(zhì)難以區(qū)分。
本規(guī)程所涉及的檢測(cè)方法包括低應(yīng)變反射波法、高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法、超聲波法（包括透射法和折射法）。檢測(cè)方法應(yīng)根據(jù)工程的需要和檢測(cè)的目的確定。
檢測(cè)方法檢測(cè)內(nèi)容：低應(yīng)變反射波法檢測(cè)樁身缺陷位置及影響程度，判定樁身完整性類別，高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法分析樁側(cè)和樁端土阻力，推算單樁軸向抗壓極限承載力；檢測(cè)樁身缺陷位置、類型及影響程度，判定樁身完整性類別；試打樁及打樁應(yīng)力監(jiān)測(cè)，透射法檢測(cè)灌注樁中聲測(cè)管之間混凝土的缺陷位置及影響程度，判定樁身完整性類別，折射法檢測(cè)灌注樁鉆芯孔周圍混凝土的缺陷位置及影響程度。
為保證檢測(cè)結(jié)論的可靠性，可根據(jù)不同被檢對(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。
樁的檢測(cè)數(shù)量應(yīng)符合下列規(guī)定：
1．公路工程基樁應(yīng)進(jìn)行100%的完整性檢測(cè)，各種方法的選定應(yīng)具有代表性和滿足工程檢測(cè)的特定要求；
2．重要工程的鉆孔灌注樁應(yīng)埋設(shè)聲測(cè)管，檢測(cè)的樁數(shù)不應(yīng)少于50%；
3.高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法的抽檢率可由工程設(shè)計(jì)或監(jiān)理單位酌情決定，但不宜少于相近條件下總樁數(shù)的5%且不少于5根。
基樁檢測(cè)所用儀器設(shè)備的主要技術(shù)性能和工作環(huán)境條件應(yīng)符合《基樁動(dòng)測(cè)儀》JG/T3055中的規(guī)定，并具有良好的波形現(xiàn)場(chǎng)顯示、記錄和貯存功能。檢測(cè)儀器設(shè)備必須由法定計(jì)量單位定期進(jìn)行標(biāo)定和年檢，合格后方能使用。所有儀器設(shè)備在檢測(cè)前后必須進(jìn)行自檢，確認(rèn)儀器工作正常。
在檢測(cè)前的準(zhǔn)備應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：
（1）被檢工程應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，搜集其工程地質(zhì)資料、基樁設(shè)計(jì)圖紙和施工記錄、
監(jiān)理日志等，了解施工工藝及施工過程中出現(xiàn)的異常情況。
（2）檢測(cè)方法和制定檢測(cè)方案應(yīng)根據(jù)調(diào)查結(jié)果和檢測(cè)目的合理選用。
（3）檢測(cè)時(shí)間應(yīng)滿足擬用檢測(cè)方法對(duì)混凝土強(qiáng)度（或齡期）和地基土休止期的規(guī)
定。
檢測(cè)中需要注意的問題:
（1）各種墩、樁及樁墻結(jié)構(gòu)的完整性檢測(cè)，常用低應(yīng)變或高應(yīng)變動(dòng)力試樁法。對(duì)于大直徑樁，用聲波透射法或鉆芯法檢測(cè)比較合理。對(duì)于樁長大于30m，難以準(zhǔn)確判定樁完整性時(shí)，可采用抽芯法。抽芯可以較準(zhǔn)確地判斷樁體混凝土的強(qiáng)度。同時(shí)，也可采用聲波透射法進(jìn)行檢測(cè)。
（2）高、低應(yīng)變動(dòng)力試樁法的適用范圍：當(dāng)樁長比直徑大于30m時(shí)，或樁體有兩個(gè)以上缺陷時(shí)，動(dòng)力試樁法難以提供準(zhǔn)確的樁體完整性信號(hào)。因此，針對(duì)目前大量使用的超長樁，動(dòng)力試樁必須加以改進(jìn)，提高動(dòng)測(cè)信噪比，提高檢測(cè)精度。
（3）樁基檢側(cè)的樁位應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)情況和施工質(zhì)量綜合確定，除考慮對(duì)整個(gè)工程具有代表性外，應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)受力比較重要的部位、地質(zhì)條件比較差的樁，由設(shè)計(jì)、監(jiān)理等單位共同認(rèn)定，新規(guī)范為此對(duì)一些重要的或成樁質(zhì)量可靠性差的樁基工程要求必須采用靜載試驗(yàn)法來確定。
（4）盡管在目前樁的靜載試驗(yàn)仍被國內(nèi)外公認(rèn)為評(píng)價(jià)樁承載力最直觀、可靠的方法，但由于測(cè)試儀表的精度、試驗(yàn)方法的限制、分析方法的差異和工程判斷的能力等因素，其測(cè)試誤差也能達(dá)到10％。因此，如何改進(jìn)靜載試驗(yàn)測(cè)試、分析方法，提高靜載試驗(yàn)的可靠度，就很迫切。近年來，試驗(yàn)噸位有了很大提高，國內(nèi)已有不少單位可以從事30000噸位以上的加載，也有許多研究人員對(duì)相關(guān)的負(fù)摩阻現(xiàn)象進(jìn)行了研究和探討，對(duì)于大噸位的樁，在樁底埋設(shè)千斤頂和傳感器進(jìn)行載荷試驗(yàn)。
（5）樁身完整性檢測(cè)宜采用兩種或多種合適的檢測(cè)方法進(jìn)行。當(dāng)采用低應(yīng)變法或聲波透射法檢測(cè)時(shí)，受檢樁混凝土強(qiáng)度至少達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70％，且不小于15MPa。當(dāng)采用鉆芯法檢測(cè)時(shí)，受檢樁的混凝土齡期達(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)強(qiáng)度。當(dāng)基礎(chǔ)埋深較大時(shí)，樁身完整性檢測(cè)應(yīng)在基坑開挖至基底標(biāo)高后進(jìn)行。
（6）基樁低壓應(yīng)變法動(dòng)測(cè)的關(guān)鍵是要取得準(zhǔn)確、可靠的測(cè)試信號(hào)，所以現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員應(yīng)操作熟練，有豐富的動(dòng)測(cè)信號(hào)分析經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)及時(shí)排除干擾信號(hào)，遇到異常信號(hào)時(shí)，應(yīng)分析原因，多換幾個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，特別對(duì)大直徑樁，樁截面各部位的運(yùn)動(dòng)不均勻性會(huì)增加，樁淺部的阻抗變化往往表現(xiàn)出明顯的方向性，故應(yīng)增加檢測(cè)點(diǎn)數(shù)量，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)得采集信號(hào)不宜少于3個(gè)，通過疊加平均提高信號(hào)比?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)保證采集到一致性好、真正反映基樁質(zhì)量特性的動(dòng)測(cè)信號(hào)
2.3.1工程背景
該橋?yàn)槟炒髽蚨罩幕炷?，墩柱為圓形結(jié)構(gòu)，直徑1500mm，高度8m左右，因?yàn)榇舜螜z測(cè)的墩柱質(zhì)量比較差，施工單位在施工完畢拆模后，發(fā)現(xiàn)樁身有許多蜂窩與空洞，后來雖然經(jīng)過灌漿處理，但用CUT-201超聲儀檢測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，墩柱中局部還是存在不密實(shí)與空洞的地方。
2.3.2檢測(cè)方法與檢測(cè)過程分析
該類型的缺陷適宜于超聲波方法檢測(cè)，采用超聲脈沖檢測(cè)混凝土缺陷的基本依據(jù)是，利用脈沖波在技術(shù)條件相同（指混凝土的原材料、配合比、齡期和測(cè)試距離一致）的混凝土中傳播的時(shí)間（或速度）、接收波的振幅和頻率等聲學(xué)參數(shù)的相對(duì)變化來判定混凝土的缺陷。
超聲脈沖波在混凝土中傳播速度的快慢，與混凝土的密實(shí)度有直接關(guān)系，對(duì)于相同質(zhì)地及測(cè)試距離的混凝土來講，聲速高表明混凝土密實(shí)，反之則表明混凝土密實(shí)性較差。如果混凝土中有空洞或者裂縫時(shí)，便破壞了混凝土的整體性，脈沖波必然會(huì)繞過空洞或裂縫才能夠被接收換能器接收，由于傳播路程的增大，相應(yīng)的聲時(shí)肯定偏長，聲速必然降低。并且，鑒于空氣的聲阻抗率比混凝土的聲阻抗率要小的多，傳播時(shí)混凝土中脈沖波遇到蜂窩、空洞及裂縫等相應(yīng)缺陷，發(fā)生反射和散射現(xiàn)象，聲能會(huì)衰減，并且頻率較高成分衰減比較快，接收信號(hào)波幅降低，頻率減小或頻率譜中高頻部分減少。接收到得信號(hào)波形發(fā)生畸變。
不密實(shí)與空洞缺陷的檢測(cè)方法是在柱身布置網(wǎng)格點(diǎn)，沿墩柱的縱向方向，每隔300mm為一道，每道在橫截面方向?qū)ΨQ布置6對(duì)測(cè)點(diǎn)，這樣對(duì)整個(gè)墩柱進(jìn)行全面的掃描式測(cè)試，測(cè)試完畢后軟件會(huì)自動(dòng)根據(jù)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于聲速值或波幅值低于判定值的點(diǎn)，會(huì)給予標(biāo)注。
某辦公樓為地上十四層，地下一層的高層辦公樓，采用框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積38818.6m2，其基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土預(yù)制樁。經(jīng)勘探，場(chǎng)地地基根據(jù)其工程特性的差異，自上而下分為四層，分述如下: 粉土層、粉質(zhì)粘土層、礫砂層和強(qiáng)風(fēng)化泥巖層?；鶚对O(shè)計(jì)參數(shù)要求如下：樁徑為φ500mm；樁長為10-12m；工程樁總樁數(shù)為170根；單樁承載力特征值2000kN；混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C40；樁端持力層為砂礫層。本次工程實(shí)踐中針對(duì)場(chǎng)地環(huán)境和地質(zhì)條件，主要采用了如下幾種檢測(cè)手段：①成孔質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量40個(gè)；②試樁載荷試驗(yàn)，檢測(cè)試樁數(shù)量3根；③高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量10根；④低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量30根。
2.4.1 成孔質(zhì)量檢測(cè)
本工程中基樁成孔質(zhì)量測(cè)試采用的儀器設(shè)備主要有JJC-1A型孔徑儀、JNC-1型沉渣測(cè)定儀、JJX-3A型井斜儀、深度記錄儀（充電脈沖發(fā)生器）、電動(dòng)絞車、孔口輪等組成。分別對(duì)成孔的孔深、孔徑、孔斜及沉渣厚度進(jìn)行了檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果：設(shè)計(jì)孔深介于10.45m～11.94m，實(shí)測(cè)孔深介于10.60m～12.20m，所有檢測(cè)樁均大于設(shè)計(jì)要求孔深。實(shí)測(cè)局部最小孔徑介于451mm～471mm，局部最大孔徑介于524mm～633mm，無最小孔徑<550mm的樁孔。實(shí)測(cè)垂直度介于0.68%～0.97%，均小于1%。實(shí)測(cè)孔底沉渣厚度介于80～100mm，均小于150mm。綜上數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，本次樁孔成孔質(zhì)量檢測(cè)4項(xiàng)指標(biāo)（孔深、孔徑、孔斜、沉渣厚度）均能夠達(dá)到規(guī)范要求。
2.4.2 靜載試驗(yàn)檢測(cè)
本次工程中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)試樁檢測(cè)過程中的3根試樁分別進(jìn)行單樁豎向靜載試驗(yàn)。本次檢測(cè)使用的主要設(shè)備有:武漢生產(chǎn)的靜載試驗(yàn)成套設(shè)備RS-JYB，主要包括主機(jī)、中繼器、控載箱、5000kN千斤頂、位移傳感器等。另外還有鋼梁、壓板等。檢測(cè)方法如下：本次豎向靜載試驗(yàn)，采用錨樁反力裝置與配重聯(lián)合加載法，即在試驗(yàn)樁樁頂放置千斤頂，再放主梁、次梁，次梁連接4根錨樁，同時(shí)在次梁之上堆放預(yù)制樁作為配重。對(duì)樁的加載方式采用快速維持荷載法，即逐級(jí)加荷，加荷后隔15min讀一次數(shù)，每級(jí)加荷時(shí)間為2h。預(yù)計(jì)加荷為8級(jí)，每級(jí)荷載增量均為500kN。如果中間出現(xiàn)破壞荷載，則停止加荷。檢測(cè)結(jié)果3根樁的極限承載力平均值為4000kN，最大極差為0，不大十平均值的30%，故單樁承載力的特征值(標(biāo)準(zhǔn)值)為4000=2.0=2000kN，符合設(shè)計(jì)要求。
2.4.3 低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)
2.4.4 高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)
本次工程中共對(duì)工程樁中的10根樁進(jìn)行了低應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試。檢測(cè)儀器采用FEI-C3型動(dòng)測(cè)分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)由486/40微機(jī)，12位A/D轉(zhuǎn)換器，加速度傳感器，力傳感器、重錘組成。檢測(cè)方法是：將兩只加速度計(jì)和兩只應(yīng)變式力傳感器，分別對(duì)稱安裝在樁側(cè)表面，錘自由下落錘擊樁頂，瞬時(shí)沖擊力產(chǎn)生的加速度和力信號(hào)，通過FEI-C3型樁基動(dòng)測(cè)系統(tǒng)放大和A/D轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號(hào)傳給微機(jī)，信號(hào)經(jīng)過計(jì)算機(jī)軟件處理后存入磁盤，同時(shí)顯示實(shí)測(cè)波形，然后，將存儲(chǔ)在磁盤上的測(cè)試信號(hào)進(jìn)行回放（力、速度），利用FEIPWAPC軟件進(jìn)行曲線擬合分析，得出單樁豎向極限承載力。檢測(cè)結(jié)果：所檢測(cè)的10根樁的單樁豎向極限承載力基本值均位于2178kN～2342kN之間，單樁豎向極限承載力平均值為2260kN，故根據(jù)本次高應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果綜合判定單樁極限承載力為2260kN。
3.樁基礎(chǔ)在高層項(xiàng)目應(yīng)用過程中出現(xiàn)的弊端
3.1 擠土效應(yīng)和浮樁
在將預(yù)應(yīng)力管樁打入土層中時(shí)，由于管樁對(duì)土體的擠壓會(huì)使土體向四周排擠，周圍的土體會(huì)因此而受到嚴(yán)重的擾動(dòng)。土體遭到嚴(yán)重的擾動(dòng)后會(huì)發(fā)生徑向位移，離管樁一定范圍內(nèi)的土體受到不排水剪切和很大的水平擠壓力，經(jīng)過這些外部干擾后，土體會(huì)形成具有很強(qiáng)的孔隙水壓力的擾動(dòng)重塑區(qū)。重塑區(qū)土體的不排水抗剪能力大大的削弱了，而且直接促使周圍的土體會(huì)因不排水剪切而被破壞。隨著管樁數(shù)量的不斷增加，會(huì)使已經(jīng)打入土體的管樁和相鄰靠近的管樁產(chǎn)生較大的側(cè)向位移和上浮，土體的和管樁的位移與管樁的數(shù)量成正比，用的管樁越多產(chǎn)生的位移就越大。例如某工程場(chǎng)地的軟土層厚度達(dá)20余米，管樁進(jìn)入土層30余米，局部還穿越了6S粉砂透鏡體。該工程處了在靠近居民樓的1#、5#、7#主樓及相應(yīng)的地庫采用鉆孔灌注樁外，其余大部分主樓和地庫都采用PHC（100,130）預(yù)應(yīng)力管樁，大部分主樓的布樁密度為5%左右。在一些軟土地基中布樁密度超過4%時(shí)，基樁采用預(yù)應(yīng)力管樁的風(fēng)險(xiǎn)比較大。工程經(jīng)驗(yàn)表明，由于管樁的擠土效應(yīng)和不對(duì)稱土壓力的作用，使管樁出現(xiàn)Ⅲ、Ⅳ類樁的幾率會(huì)大大增加。該工程在布樁密度較小的地庫和1#、4#樓等沒有發(fā)現(xiàn)Ⅲ、Ⅳ類樁，也充分印證了這一點(diǎn)。
浮樁只是管樁擠土效應(yīng)的另外一種表現(xiàn)形式，但是浮樁問題表現(xiàn)得非常之隱蔽，往往是壓樁工程結(jié)束之后在做靜載檢測(cè)時(shí)才發(fā)現(xiàn)這一問題。這個(gè)時(shí)候可能整個(gè)壓樁工程已經(jīng)結(jié)束，要再次進(jìn)行壓樁就會(huì)處于非常被動(dòng)的地位，而且再次壓樁施工時(shí)的難度和施工資金都會(huì)增加。
3.2 沉樁不達(dá)標(biāo)和斷樁
沉樁沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求的原因主要有以下幾點(diǎn)，施工前對(duì)地質(zhì)的勘探點(diǎn)不夠多，對(duì)持力層的起伏標(biāo)高不明確，導(dǎo)致在考慮持力層和選擇管樁的長度時(shí)出現(xiàn)差錯(cuò)；沒有設(shè)計(jì)合適的持力層，不恰當(dāng)?shù)某至訒?huì)使管樁的承載力受較大的影響，例如在選擇全風(fēng)化層時(shí)由于全風(fēng)化層具有易軟化的特點(diǎn)，容易導(dǎo)致地下水滲入管樁內(nèi)部，大大的削弱了管樁的承載力；對(duì)單個(gè)管樁的承載力估算不準(zhǔn)，導(dǎo)致選擇的管樁長度與壓樁力不相匹配；管樁自身出現(xiàn)斷裂。斷樁是在管樁施工中經(jīng)常遇到的問題，主要原因是使用了未經(jīng)檢驗(yàn)的不合格管樁；管樁在地下碰到了堅(jiān)硬障礙物；在壓樁過程中沒有控制好垂直度；擠土效應(yīng)造成管樁斷裂。
3.3 濫用預(yù)應(yīng)力管樁
預(yù)應(yīng)力管樁雖然在工程中得到了廣泛的應(yīng)用，但是這并不代表著預(yù)應(yīng)力管樁適用于任何的施工場(chǎng)地，預(yù)應(yīng)力管樁的持力層可以選擇是強(qiáng)風(fēng)化巖層、堅(jiān)硬的黏土層或砂層和碎石層，但是預(yù)應(yīng)力管樁不能打入中風(fēng)化和弱風(fēng)化巖層。某工地在進(jìn)行地基施工時(shí)，打樁50根,但是其中有斷樁11根，管樁破損率超過了20%。相關(guān)單位在分析事故時(shí)初步判斷有管樁質(zhì)量問題、壓樁過程問題和地質(zhì)問題等三個(gè)問題，但是在隨后具體的事故分析中排除了前面2種事故原因，一致認(rèn)為管樁破損率高是由于地質(zhì)問題所造成。之后的地質(zhì)勘探結(jié)果顯示，在該施工場(chǎng)地中，巖基是屬于中至微風(fēng)化巖，堅(jiān)硬的地基導(dǎo)致了管樁的破損斷裂。
3.4 對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)弊端的相關(guān)處理措施
（1） 處理擠土效應(yīng)和浮樁問題
對(duì)于施工過程中遇到的擠土效應(yīng)，筆者結(jié)合自身多年的經(jīng)驗(yàn)建議采取以下幾種防
治措施：①對(duì)管樁的壓樁順序進(jìn)行合理的安排，不要盲目的追求工程的施工速度，要控制好每天的壓樁數(shù)量，減少因?yàn)閴簶稊?shù)量過多而引起空隙水壓力的疊加。②優(yōu)化壓樁的施工的工序，可以先對(duì)基坑進(jìn)行深度開挖，這樣可以有效的減少地基中土層的側(cè)向位移和隆起，降低因?yàn)閴簶端鸬目障端畨毫?。③在施工?chǎng)地中設(shè)置袋裝的砂土和一些塑料排水板，為地基創(chuàng)造有利的排水條件，并且降低空隙水壓力。④在壓樁之前可以先進(jìn)行預(yù)鉆孔作業(yè)，通過預(yù)鉆孔可以提高壓樁的成功率。
對(duì)于浮樁問題筆者認(rèn)為有效的處理措施主要有：在壓樁施工還沒有結(jié)束前就選擇具有代表性的管樁進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控，在壓樁施工結(jié)束之后就要立即使用水準(zhǔn)儀器對(duì)管樁進(jìn)行測(cè)量記錄，在整個(gè)壓樁施工過程中要對(duì)管樁進(jìn)行定期的測(cè)量監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管樁的上浮現(xiàn)象。如果在測(cè)量和監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)管樁有上浮現(xiàn)象，則可以采取控制壓樁的速率、調(diào)節(jié)壓樁的路線等補(bǔ)救措施，通過減少擠土效應(yīng)來控制管樁的上浮現(xiàn)象。如果在采取上列措施后還沒有解決管樁上浮問題，則好可以進(jìn)行管樁復(fù)壓的方法來進(jìn)行處理。
（2） 處理沉樁不達(dá)標(biāo)和斷樁的措施
壓樁不達(dá)標(biāo)會(huì)對(duì)導(dǎo)致管樁的承載力下降，管樁是高層建筑物地基部分中的重要構(gòu)件，一旦管樁的承載力下降，將會(huì)對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量造成巨大的影響。筆者認(rèn)為防治措施首先要對(duì)工程施工地段的地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的勘探，正確的對(duì)持力層進(jìn)行選擇；在施工時(shí)要根據(jù)管樁規(guī)格的不同而選擇合適的樁機(jī)；根據(jù)施工地質(zhì)條件的不同而靈活的選用管樁的施工方法，并且合理的安排壓樁的順序，保證管樁自身的質(zhì)量。
在施工過程中可能會(huì)由于管樁遇到堅(jiān)硬的障礙物而出現(xiàn)斷樁的現(xiàn)象，對(duì)于出現(xiàn)的斷樁要采取相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)加固措施，不能再繼續(xù)使用斷樁。在具體的補(bǔ)救措施中，可根據(jù)斷樁的類型而采取靈活的補(bǔ)救措施，如對(duì)于預(yù)應(yīng)力管樁的淺層斷樁可采取接樁的措施，而對(duì)于深層斷樁要先抽干管樁內(nèi)的水，然后向管樁內(nèi)放入鋼筋籠，再用高級(jí)混凝土灌注。在接樁之后還要進(jìn)行管樁的承載力檢測(cè)，如果斷樁的斷裂程度太嚴(yán)重就要進(jìn)行補(bǔ)樁。
（3） 合理的利用預(yù)應(yīng)力管樁
在管樁施工過程中，要對(duì)施工區(qū)域的地質(zhì)進(jìn)行充分徹底的勘探，根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造的不同而選用不同類型的管樁，勘探人員要多選用一些探測(cè)點(diǎn)，避免因勘探不全面而給整個(gè)施工帶來損失。如遇到中、微風(fēng)化的硬巖時(shí)則應(yīng)采用鉆孔型灌注樁，這樣就可以提高壓樁的成功率，減少管樁的破損率，同時(shí)對(duì)整個(gè)高層建筑物的質(zhì)量都會(huì)有所提高。
結(jié)束語
利用成孔質(zhì)量檢測(cè)、靜載試驗(yàn)檢測(cè)、低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)和高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)等技術(shù)對(duì)某辦公樓工程的基樁進(jìn)行了檢測(cè)，了解被測(cè)樁的樁身完整性和樁身混凝土質(zhì)量，并初步判斷樁端土支承強(qiáng)弱，選擇合適的方法，進(jìn)而對(duì)樁基質(zhì)量做出評(píng)價(jià)，以確保建設(shè)工程的質(zhì)量?；鶛z測(cè)人員在測(cè)試工作中要做到實(shí)事求是，一絲不茍，來不得半點(diǎn)馬虎，以免給工程造成事故隱患。
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