摘要：本文通過一些典型的工程實例, 來闡述混凝土基樁在低應變反射波法檢測中存在的問題和在施工過程中應特別注意的問題。
關鍵詞：反射波法 混凝土基樁 負向反射峰
由于場地工程地質條件差異等方面的原因, 各類樁基礎在廣東地區均得到應用。多年來的實踐證明, 反射波法在基樁完整性檢測方面有著高效便捷的特點。這里通過一些典型的工程實例, 來說明混凝土基樁在施工過程中應特別注意的問題, 以及低應變反射波法在檢測時應注意的問題, 為樁基礎的設計和施工提供參考。
1 工程實例
( 1) 夯擴灌注樁
某工程為多棟6 層廠房和辦公樓, 框架結構, 設計采用Φ450mm 的夯擴灌注樁, 設計樁長8～9m。持力層為中密、飽和礫砂。樁身混凝土強度等級為C25。該工程地質條件為: 0 ～1.4m 素填土; 1.4 ～1.8m 耕土; 1.8～2.7m 粉質粘土; 2.7～4.0m 含粘性土礫砂; 4.0～6.4m 細砂; 6.4～10.0m 中密、飽和礫砂; 10.0～12.1m 全風化混合花崗巖。
在所檢測的316 根樁中, 有26 根有明顯缺陷,不合格比例達到8.2%。開挖后顯示的缺陷表現為兩類: 一類是淺部水泥混凝土呈片狀, 所采集的曲線表現為低頻或雜波, 從敲擊過程能判斷有夾層存在; 另一類是約在5.0m 處幾乎無水泥, 見圖1 的15 號樁和18 號樁的實測曲線( 除去約1m 的松散片狀混凝土后的實測曲線) 。
事故原因: 夯擴灌注樁有兩種施工方法, 即振動沉管夯擴樁和錘擊沉管夯擴樁。該工地采用前者, 用振動加壓將單管打入到設計深度, 往管內灌入一定高度的混凝土后向上提管; 提管時管尖活瓣打開, 混凝土進入孔底, 管尖活瓣在外側阻力作用下關閉, 在振動加壓時, 混凝土向下部和四周擠壓, 形成擴大頭和樁身。淺部水泥混凝土呈片狀是由于夯擴灌注樁在導管提升到近地表時, 管內混凝土量少, 壓力不夠, 加之施工中提升過快, 導致淺部混凝土在導管擾動作用下遭到破壞。除去淺部片狀混凝土后再檢測, 距樁頭( 平地面) 4.5～5.5m 范圍內有明顯缺陷, 從地質資料分析,4.0～6.4m 為細砂層, 局部富含水, 導管拔起后, 導致混凝土中的水泥被水稀釋并被大量帶走。
該類樁適用于工程地質條件較好的地區, 在流塑性淤泥質土、富含水砂層及流砂層較厚的地區使用較易出現質量問題。另外, 受沉管深度的限制, 設計時要考慮持力層的埋藏深度是否適合采用沉管灌注樁。該類樁在導管提升至近地表時, 管中必須有足夠的混凝土, 避免淺部因壓力不足出現質量問題。在檢測中如發現采集曲線異?；蚯脫魰r有“ 噗噗”聲, 應排除干擾, 必要時開挖, 從而確保采集到有效的信號。
( 2) 人工挖孔灌注樁
深圳某商住樓, 11 層, 框剪結構?；A采用樁徑為Φ1200～Φ1400mm 的人工挖孔灌注樁, 設計混凝土強度等級為C20, 設計樁長20～30m。
根據要求檢測的27 根樁中, 有10 根為Ⅲ類樁,不合格比例達37.0%。從實測曲線上看, 缺陷位置分布于距樁頭7.2～15.2m 的廣泛區域內( 見圖2 所示的27 號樁和24 號樁曲線) , 因此排除了地質條件對成樁缺陷的主要影響。通過對兩根樁抽芯檢測, 對應反射波法所示缺陷位置有厚薄不等的水泥漿, 而該位置上下的混凝土均膠結良好。
事故原因: 該工程采用的是商品混凝土, 在樁的灌注過程中, 由于混凝土未能及時連續的灌注, 在樁下部灌注的混凝土表面浮了一層水泥漿, 等上段的混凝土灌注后, 這一位置就形成了一個薄弱層, 導致反射波法有明顯的反射。該工程其余正常灌注的樁的反射波曲線均表現出完整的樁身和良好的嵌巖性狀( 見圖2 的12 號樁曲線) 。
反射波法在檢測該類樁時須注意:
①多點采樣。這類樁樁徑較大, 多點采集信號可以加大覆蓋面, 避免局部缺陷的漏測。
?、诋敺瓷洳ǚy得的曲線樁底反射不明顯時,要了解持力層情況; 當持力層和樁身的阻抗值很接近時無界面反射, 但可以判定為完整樁。
?、鄯瓷洳ǚy試信號表現為完整樁, 但抽芯發現其整體呈蜂窩及均勻的松散狀態, 其樁身混凝土強度通常達不到設計要求, 因此采集曲線的波速異常應當予以重視。
( 3) 預應力管樁
工程A 位于深圳寶安區某工業園的宿舍工程,高六層, 框架結構。該工程基樁采用樁徑為Ф500mm的預應力混凝土管樁, 設計混凝土強度等級為C80,設計樁長25.0m。所檢測的9 根樁中, 三根樁判為IV類樁, 詳情如表1, 實測曲線見圖3。
事故原因: 從測試曲線上看, 三根樁的缺陷位置較一致。在施工現場看到, 三根樁的露出部分均為1.3m 左右, 都有不同程度的傾斜。在樁的一側堆積了開挖的土方, 而另一側洼地里有大量積水。因此使基樁水平向承受了過大的壓力, 導致樁身受損。
工程B 位于寶安區龍華鎮, 為3～4 層別墅, 框架結構, 基礎采用Ф300mm 和Ф400mm 的預應力管樁,設計樁長30m。場地地質情況見表2, 實測曲線見圖4。
在檢測的基樁中, 26 號和38 號的反射波曲線見圖4 中的26( a) 號和38( a) 號, 在樁淺部均有一高的負向反射峰( 箭頭所示) 。其后應是負向反射峰的回波, 表現為振蕩曲線, 無法反映該負向反射峰位置以下的樁的信息。
原因分析: 現場了解到部分場地基礎有加灰壓實, 26 號和38 號樁上露樁身長度分別約1.2m 和2.0m。為排除可能存在的樁側土阻力的影響, 將26號樁挖去約2.0m 的樁周土, 38 號樁沿樁周灌水后再次測得的曲線見圖中的26( b) 號和38( b) 號。因此確定高的負向反射峰為密實的樁周土的影響。
施工要點: ①合理選錘, 重錘低擊。在承載力滿足設計要求下, 將樁順利打入到設計深度。②正確地確定收錘標準。除了純摩擦樁( 廣東極少) 外, 通常是以最后貫入度作為收錘標準。貫入度大小與打樁錘重量、落距及單樁設計承載力、工程地質條件、樁徑和樁長等因素有關, 不能將貫入度作為唯一的收錘標準, 經驗值采用20～40mm/10 擊。③樁身垂直, 切勿偏打。墊層厚度適中。④接頭焊接質量要保證。⑤在較厚的粘土、粉質粘土層中, 宜連續將樁打入到持力層。⑥在管樁密集的軟土地區開挖基坑, 必須使樁周受力均衡, 防止樁身傾斜。
反射波法在檢測時須注意: ① 對于樁頭破碎的管樁, 低應變無法判斷, 須結合其它手段來加以驗證。② 法蘭盤松動導致信號畸變, 應排除后再測。③ 對于較長的管樁, 在側摩阻較大的情況下, 反射波法很難看到樁底反射。④ 夯實地表后打樁及樁淺部土側摩阻較大時, 會出現類似缺陷的反射造成誤判( 如圖4 中的26( a) 、26( b)及38( a) 、38( b) ) 。⑤ 對樁身存在的縱向裂縫反射波法無反映。
2 結語
反射波法在檢測樁身完整性方面有其高效、準確的優勢。但大量的實踐表明, 由于各類混凝土基樁的施工和成型工藝不同, 也存在一些不足和局限性。在實踐中我們要充分了解被檢測樁的信息, 揚長避短, 確保真實、有效地反映基樁信息, 為工程施工質量把好基礎關。
參考文獻：
[1]劉金勵.樁基工程技術.中國建材工業出版社
