樁基靜載與低應變在樁基檢測中的配合應用探討

劉明鐘

福州鑫隆達土木工程檢測有限公司，福建 福州 350028

由于樁基的特點是隱蔽在地下，而且樁基的施工工藝又比較復雜，樁基質量問題不能被直觀的發現。為了確保樁基施工質量符合要求，認真做好質量檢測顯得特別重要。目前，進行樁身質量檢測的方法有很多種，例如靜載試驗、低應變法、高應變法等。為了確保施工進度和施工安全，選擇快速有效的樁基質量檢測方法成為了目前比較關注的問題。本文分別探討了低應變法和靜載試驗在樁基檢測中的聯合應用，從而找到一種最有效的檢測方法。

1 低應變法檢測

1.1 低應變法簡介

在檢測樁身的時候，應用最普遍的方法是低應變法。低應變法的使用原理是：垂直激振樁身頂部，然后彈性波從樁身向下傳播，如果樁身彈性波存在阻抗，樁體橫截面出現改變，就會存在反射波。使用儀器對反射波進行接收，隨后放大信號并進行處理，從而迅速分析樁的完整性和質量，對樁身缺陷進行分析，找到缺陷的位置。這種方法使用力錘敲擊樁頂，然后用高靈敏的傳感器接收信號，依據樁體縱波特點和波速，計算公式為VC=2L/ T，其中VC 是應力波穿過樁身的速度（m/s）；T 是反射波到達樁底時間；L 是樁身的長度（m）。同時，低應變法也存在一些局限性。低應變法主要通過阻抗的變化來判斷缺陷的情況，但是往往無法具體識別缺陷的類別（如縮頸還是空洞、夾泥等），而且受到樁周土層及激振能量等因素的影響，若樁長較長時，應力波隨著能量的衰減無法反射回樁頂，致使儀器無法測到發射信號，故無法對整根樁的完整性作出評定，只能對有效檢測樁長內的樁身完整性進行評定。這種時候就有必要使用其他檢測方法來驗證低應變反射波方法［1］。

2 低應變法檢測的注意要點

2.1 現場樁頭的處理

采集現場信號的時候，處理樁頭是一個重要部分，如果樁頭處理不好，將無法收集理想信號。特別是灌注樁，應露出包含骨料的新鮮混凝土表面，粘結傳感器和實施振動的位置應盡可能平整，清潔，不破裂，無雜物和水。最常見的情況是打樁頭的浮漿未徹底清洗，收集的信號也不理想。信號的淺部經常有嚴重的反向脈沖，不能客觀反映樁身的完整性［2］。另外，在錘擊過程中，如果混凝土被敲打和破碎，則應再次拋光平坦的激振點。

2.2 選擇合適的傳感器

進行現場檢測的時候，對于速度傳感器和加速度傳感器的差別進行對比。速度傳感器的波形曲線不能收集到缺陷，但運用高靈敏度加速度傳感器收集到的波形曲線可以發現缺陷。對于實心樁身，要在距離樁心2/3 位置的地方安裝傳感器，要把樁中心設置為激振點；對于空心樁，激勵點、傳感器的安裝位置要處在同一平面，還要同樁心角度為90，還要在樁壁厚度1/2 處設置傳感器。要使用粘性黃油和牙膏作為偶聯劑，從而保證傳感器和樁頭粘結牢固，不能出現氣泡，要垂直安裝傳感器。一旦傳感器安裝不固定，波形就會變得雜亂，不能很好的判斷基礎樁的情況［3］。

3 靜載檢測技術應用

目前，普遍使用三種基樁靜載試驗，常見的是單樁豎向抗壓靜載試驗、單樁豎向抗拔靜載試驗和單樁水平靜載試驗。應用的原理是：通過對樁頂施加豎向壓力，從而觀察樁頂部沉降、上移位和水平移位，確定好單樁豎向抗壓力、抗拔承載力和水平承載力。有兩種靜載試驗：一種是在工程樁全面開打前的靜載試驗樁，可以為本工程提供承載力的設計依據；一種是工程樁施工全面結束后的靜載試驗，可以為基樁工程的施工質量進行檢驗和評定。樁基承載力的大小主要取決于土對樁的支承阻力以及樁自身的承載力。

靜載檢測時間：針對預制樁，施工期間土壤會產生超孔隙水壓力，它會降低樁一側的有效應力，使樁形成的阻力減??；隨著時間增加，超孔隙水壓力不斷消散，樁側摩阻力就會提升。因此，預制樁靜載前需要根據土質情況等待一定的休止期。而灌注樁則需要等到樁身混凝土達到齡期后方可開始試驗。

4 樁基靜載與低應變在樁基檢測中的配合應用實例

某小區住宅樓，一層地下室，場地內自然地面標高以下有10m 左右的淤泥土層，由于場地的限制，靜載試驗需在場地開挖前進行，預先選定的受檢樁按靜載檢測數量的3 倍預留，樁基施工完成后再從3 倍預留樁中選出靜載樁進行試驗。188#樁為單樁豎向抗壓靜載試驗樁，該樁為PHC 管樁，樁徑為500mm，有效樁長為 25.0m，樁身砼強度 C80，根據當地經驗取波速 C 為 4200m/s。靜載試驗前對該樁進行低應變檢測，未能檢測到樁底反射，且檢測結果為Ⅰ類樁。靜載過程中未出現異常，最終沉降量為23.32mm，靜載試驗結果合格。由于地下室開挖過程中未采取有效的措施，在場地開挖完，并砍樁至設計樁頂標高后，再一次對該樁進行低應變檢測，在 5.2m 處波阻抗發生變化，出現與初始波同相的周期性反射波，缺陷諧振峰排列基本等間距，結合樁長分析，此處不應是樁底反射，應是樁身缺陷的表現，評定樁身完整性分類為Ⅳ類 。

5 結語

低應變法的優點是：方便快捷、費用較低，可以對樁基進行大面積的抽檢，全面發現樁身缺陷及其位置。缺點是：當樁長較長時，無法對整根樁的完整性作出評定，只能對有效檢測樁長內的樁身完整性進行評定，不能有效評價樁體豎向抗壓承載力有沒有符合設計標準。靜載試驗是進行樁基豎向抗壓承載力最有效的方法，也可以同其他檢查方法進行比較，缺陷是檢測成本非常高，檢測周期較長，只能采取低比例的抽檢頻率進行抽檢，而無法進行大面積的試驗。因此，在實際的工程檢測中，低應變法和靜載檢測技術聯合應用，能夠做到有效的互補，從而保證樁基質量。