中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
深圳市港嘉工程檢測(cè)有限公司 廣東 深圳 518126
摘要：梁工程不僅僅投資高，施工難度大，而且一旦出現(xiàn)事故就是重大責(zé)任事故，將給國(guó)家人民造成了重大損失。樁基是橋梁的主要部分，它承受由橋跨結(jié)構(gòu)墩臺(tái)的巨大荷載，其質(zhì)量的好壞，直接影響橋梁使用的長(zhǎng)久性和安全性。
關(guān)鍵詞：高速公路；樁基；檢測(cè)；
在實(shí)際應(yīng)用中，樁基常因下列因素而出現(xiàn)病害：樁基混凝土強(qiáng)度低，使其在成樁后因水沖刷形成孔洞；灌注混凝土?xí)r塌孔，造成樁身脫空；樁基施工時(shí)保護(hù)層太薄。為了保證樁基的質(zhì)量，常常要求對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，而常用的檢測(cè)方法包括靜載荷試驗(yàn)法、聲波透射法及動(dòng)力測(cè)樁法等。
1樁基檢測(cè)方法分類(lèi)
樁基檢測(cè)方法主要分為靜荷載實(shí)驗(yàn)法，動(dòng)力測(cè)樁法，聲波透射法，還有鉆孔取芯法，動(dòng)力觸探以及埋設(shè)傳感器等輔助方法。靜載荷實(shí)驗(yàn)法主要采用錨樁法，堆載平臺(tái)法，地錨法，錨樁和堆載聯(lián)合法以及孔底預(yù)埋法等。動(dòng)測(cè)技術(shù)分為低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法和高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法。低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法常用應(yīng)力波反射法（錘擊波動(dòng)法）；高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法常用CASE法或CAPWAP法。各類(lèi)樁、墩及樁墻結(jié)構(gòu)完整性檢測(cè)，一般采用低應(yīng)變或高應(yīng)變動(dòng)力試樁法檢測(cè)。大直徑樁宜采用聲波投射法或鉆芯法檢測(cè)。由散體材料樁或低粘結(jié)強(qiáng)度樁和土組成的符合地基，采用靜載荷試驗(yàn)也可采用靜力觸探分別對(duì)樁和土進(jìn)行檢測(cè)，確定復(fù)合地基承載力。
2工程案例概述
某高速公路某互通立交、旱橋1兩座橋梁，共計(jì)38個(gè)基樁。被檢橋墩均為旱橋，橋墩的柱體附近為平地，具備開(kāi)展鉆芯法和其它檢測(cè)方法的場(chǎng)地條件。被檢測(cè)的橋墩為多樁承臺(tái)形式，分為工字型和王字形。工字型和王字形的外側(cè)以下為基樁。承臺(tái)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)強(qiáng)度C40。樁基為鉆孔灌注樁，直徑有1200mm和1350 mm兩種，設(shè)計(jì)強(qiáng)度C20。根據(jù)同類(lèi)工程經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)強(qiáng)度C40的承臺(tái)混凝土結(jié)構(gòu)的壓縮波波速約4000m/s、密度約2.4×103kg/m3。設(shè)計(jì)強(qiáng)度C20的樁身混凝土的壓縮波波速約3 500m/s、密度約2.37×103 kg/m3。當(dāng)樁身混凝土存在缺陷時(shí)，缺陷內(nèi)強(qiáng)度下降，壓縮波波速、密度等地球物理參數(shù)均低于正常值；且缺陷部位存在導(dǎo)水的可能，缺陷與完整的混凝土之間存在明顯的壓縮波波速、密度等物性差異。
3檢測(cè)方法
3.1鉆芯法
在待檢基樁的中心鉆孔，鉆芯孔從現(xiàn)狀地面開(kāi)始鉆探。開(kāi)孔口徑φ110 mm，鉆入承臺(tái)頂面以下0.2 m后安裝孔口管。改用口徑φ76 mm鉆具鉆進(jìn)，深度至承臺(tái)底面以下12 m終孔。采用清水清洗鉆孔。全孔取芯、編錄，拍攝巖芯數(shù)碼彩色照片。待物探檢測(cè)完成后，采用高標(biāo)號(hào)水泥漿回填鉆芯孔。根據(jù)工程需要，需檢測(cè)至承臺(tái)底面以下10.0m。鉆芯深度預(yù)計(jì)為15m，包括：地面至承臺(tái)底面3.0m、需要檢測(cè)的樁身段10.0 m、孔內(nèi)可能存在沉渣加深2.0 m。如鉆孔不在樁內(nèi)，全孔安裝PVC檢測(cè)管。管外采用水泥漿回填。待物探檢測(cè)完成后，采用水泥漿回填管內(nèi)空間。
3.2管波探測(cè)法
管波探測(cè)法（中國(guó)專(zhuān)利，專(zhuān)利號(hào)ZL200310112325.0）是在鉆孔中利用“管波”這種特殊的彈性波，探測(cè)孔旁一定范圍內(nèi)地質(zhì)體的孔中物探方法，完美地解決了樁位巖溶探測(cè)的世界性關(guān)鍵技術(shù)難題。近幾年，國(guó)內(nèi)十余家勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)單位，將管波探測(cè)法應(yīng)用于樁基質(zhì)量檢測(cè)、水文孔含水層位置確定、鉆孔分層資料核準(zhǔn)等，應(yīng)用超萬(wàn)例，并取得豐富的經(jīng)驗(yàn)和成果。
期刊文章分類(lèi)查詢,盡在期刊圖書(shū)館根據(jù)波動(dòng)理論中的半波長(zhǎng)理論，管波探測(cè)法的探測(cè)范圍為以鉆孔中心為圓心，半徑為管波波長(zhǎng)的1/2的圓柱狀空間。考察本項(xiàng)目管波探測(cè)時(shí)間剖面，各鉆孔中管波的波長(zhǎng)各不相同，但總體上，約為2m，即管波探測(cè)法的探測(cè)直徑約為2 m。在鉆芯孔中開(kāi)展管波探測(cè)法可有效查明承臺(tái)、樁身缺陷，承臺(tái)和樁頂結(jié)合質(zhì)量。鉆芯孔成孔后，全孔開(kāi)展管波探測(cè)法，測(cè)點(diǎn)間距0.05m。
3.3單孔地震透射波法
單孔地震透射波法是目前較為成熟的既有基礎(chǔ)探測(cè)方法。該方法是在與待測(cè)基礎(chǔ)相連的既有建筑結(jié)構(gòu)上激發(fā)彈性波，在旁側(cè)的單個(gè)鉆孔中觀測(cè)透射波，來(lái)探測(cè)、檢測(cè)建筑基礎(chǔ)和基樁的物探方法。當(dāng)檢測(cè)孔位于樁內(nèi)時(shí)，單孔地震透射波法對(duì)查明既有樁基的承臺(tái)、樁身質(zhì)量、承臺(tái)與樁頂結(jié)合質(zhì)量、樁底與持力層結(jié)合狀況、具有很高的準(zhǔn)確度。當(dāng)檢測(cè)孔位于樁側(cè)時(shí)，單孔地震透射波法對(duì)既有基礎(chǔ)類(lèi)型的定性判定具有很高的準(zhǔn)確度。當(dāng)既有基礎(chǔ)為摩擦樁時(shí)，測(cè)定基樁入土深度具有較高的準(zhǔn)確度。當(dāng)測(cè)定樁身質(zhì)量、樁底與持力層結(jié)合狀況、基樁類(lèi)型時(shí)，具有一定的準(zhǔn)確度。鉆芯孔成孔后即進(jìn)行測(cè)試，如鉆孔不在樁內(nèi)，待安裝PVC后進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試時(shí)，先將高靈敏度多道水聽(tīng)器編織成道間距0.5 m的水聽(tīng)器鏈，將水聽(tīng)器鏈沉放至孔底，在柱體上用小錘激振，每次激振記錄一張地震記錄。記錄采樣間隔0.020 83ms，記錄長(zhǎng)度0.032s。按0.1m間距提升水聽(tīng)器鏈，逐點(diǎn)測(cè)試，至水聽(tīng)器鏈的12道提出孔口為止。
4綜合對(duì)比分析鉆芯法、管波探測(cè)法和單孔地震透射法的檢測(cè)成果
4.1鉆芯法
鉆芯法揭露該孔0.00～2.50 m為填土層，主要為回填粉質(zhì)粘土、塊石。2.50～4.40 m為承臺(tái)混凝土，膠結(jié)較好，粗細(xì)骨料分布均勻，鉆遇鋼筋，與樁頂接觸良好。4.40～10.96 m為樁身混凝土，膠結(jié)良好，粗細(xì)骨料分布均勻。樁底0.3 m基巖破碎，夾泥質(zhì)物。鉆芯法揭露承臺(tái)完整、樁底存在嚴(yán)重缺陷，承臺(tái)與樁頂結(jié)合部位完整。
4.2管波探測(cè)法
管波探測(cè)法中，0.0～2.5 m管波直達(dá)波能量微弱，管波解釋該段為土層。其深度范圍與鉆芯法一致。2.5～10.9 m段管波直達(dá)波能量強(qiáng)、波速穩(wěn)定，頂?shù)捉缑娴姆瓷洳ㄔ趯觾?nèi)傳播，能量強(qiáng)、速度高。管波法解釋該段為完整混凝土段。鉆芯法揭露承臺(tái)底埋深為4.40 m；管波成果圖中，深度4.40 m處直達(dá)波速度高、能量穩(wěn)定、波組連續(xù)、無(wú)明顯反射界面，表明該處承臺(tái)底與樁頂接觸良好。10.9～12.1m段管波直達(dá)波能量微弱、在管波成果圖中表現(xiàn)為“空白”區(qū)域。管波法解釋該段為樁底破碎基巖段，存在嚴(yán)重缺陷。該段長(zhǎng)度達(dá)1.2 m，管波法揭露的缺陷范圍大于鉆芯法揭露的范圍。12.1～13.6段管波直達(dá)波速度高、能量穩(wěn)定，解釋為完整基巖段。管波探測(cè)法揭露承臺(tái)完整、樁底基巖破碎，承臺(tái)與樁頂結(jié)合部位完整。
4.3單孔地震透射波法
0.0～2.5 m段為填土層。該段直達(dá)波視速度低、頻率低，波組明顯下傾。2.5～4.0 m段為承臺(tái)混凝土。該段直達(dá)波視速度高，頻率高，能量強(qiáng)。4.0～11.0 m段為樁身混凝土。該段直達(dá)波視速度較填土層高、比承臺(tái)段低，約為4 300 m/s。該段直達(dá)波頻率較承臺(tái)段低。據(jù)此可確定承臺(tái)、樁身的深度范圍。11.0～13.5 m段為巖層。在11.0 m附近存在能量強(qiáng)、頻率低的強(qiáng)反射波組，表明該處存在明顯的物性差異界面（破碎基巖）。與鉆芯法、管波探測(cè)法揭露的缺陷位置完全吻合。單孔地震法揭露樁底存在嚴(yán)重缺陷。
4.4綜合分析
當(dāng)鉆芯法、管波探測(cè)法、單孔地震透射波法揭露的缺陷范圍及缺陷程度不一致時(shí)，綜合分析三種方法作出最終檢測(cè)結(jié)果。A4～D2基樁的檢測(cè)結(jié)果為：承臺(tái)完整，樁底基巖破碎、存在嚴(yán)重缺陷，承臺(tái)與樁頂結(jié)合部位完整。
5結(jié)語(yǔ)
從水平荷載分配及裂縫寬度看，矮墩的受力更加不利，故矮墩高矮墩連續(xù)剛構(gòu)橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，設(shè)計(jì)中應(yīng)給予足夠重視。
論文作者:賓永根 論文發(fā)表刊物:《防護(hù)工程》2018年第28期
