基樁檢測法在軌道交通工程中的應用

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摘要:樁基礎在現在的工程中應用越來越廣泛，基樁檢測也越來越受重視。由于各種基樁檢測方法都有各自的優缺點，因此現在多種檢測方法綜合應用成了一種趨勢。本文結合廈門軌道交通工程中的實例，來討論低應變法、聲波透射法和單樁豎向抗壓靜載試驗等方法的綜合應用。

關鍵詞:基樁檢測；低應變法；聲波透射法；靜載

樁作為一種重要的結構，在高層建筑、市政橋梁等工程中都大量被使用。在廈門軌道交通工程中，樁幾乎無處不在，例如跨海大橋的基樁，停車場檢修庫的基樁，車站主體的抗拔樁，明挖區間的圍護樁，等等。伴隨著樁的大量使用，基樁檢測也越來越體現出其重要性。

1基樁檢測方法簡述

基樁檢測方法根據檢測目的來分，主要有樁身完整性檢測和承載力檢測兩大類，每一類都有多種檢測方法。這些檢測方法，各有各的優缺點，其中靜載法最為準確直觀，能夠直接反映出基樁承載力情況，但有檢測周期長、受場地限制等缺點，無法做到普查。因此實際工程中，主要以樁身完整性檢測來檢驗基樁的質量，以此來間接地控制基樁承載力的質量。但幾種檢測方法都有各自的局限性，因此實際工程中，往往會需要采取兩種甚至更多的檢測方法互相驗證。本文討論的工程實例為廈門軌道交通工程，故檢測步驟和判定標準采用中華人民共和國住房和城鄉建設部的《建筑基樁檢測技術規范》JGJ106－2014(以下簡稱《規范》)。下面簡要介紹一下本文所涉及到的低應變法、聲波透射法和單樁豎向抗壓靜載試驗的原理及作用。

1．1低應變法

低應變法是反射波法、機械阻抗法等多種檢測方法的合稱。其中以反射波法最為常見，本文討論的就是反射波法。低應變法主要作用是檢測樁身完整性，同時對樁長、樁底沉渣的判斷等也有一定的參考作用。低應變反射波法主要是在樁頂施加激振信號并產生應力波，在沿著樁身傳播的過程中，遇到不連續界面(例如夾泥、斷裂、縮頸等)或樁底時，會產生反射波，通過分析波的傳播時間、幅值和波形特征，可以分析判斷樁身完整性。

1．2聲波透射法

聲波透射法的主要作用是檢測樁身完整性，有時也能從側面反映出樁長、樁底沉渣等情況。聲波透射法是在樁身中預埋一定數量的聲測管，通過水的耦合，超聲波從一根聲測管中發射，在另一根聲測管中被接收，由此可測出被測混凝土介質的聲學參數。由于超聲波在混凝土中傳播遇到缺陷時會產生繞射、反射和折射，因而到達接收換能器的聲時、波幅及主頻發生改變，利用這幾個聲波特征參數即可判別樁身完整性。

1．3單樁豎向抗壓靜載試驗

單樁豎向抗壓靜載試驗主要用于檢測單樁豎向抗壓承載力。單樁豎向抗壓靜載試驗的原理是利用反力平臺裝置和千斤頂，在樁頂分級施加豎直向下的荷載，并測定樁身沉降量。根據豎向荷載－沉降(Q－s)曲線、沉降－時間對數(s－lgt)曲線等，可判定單樁豎向抗壓承載力。

2工程實例

廈門軌道交通工程某停車場為全地下停車場，一期工程基樁總樁數為12根(試驗樁)，本文以其中2#樁的檢測情況為例。該樁樁徑為800mm，樁身混凝土強度為C35，設計樁長為22m，樁側土層從上到下依次為粉質粘土、殘積砂質黏性土、全風化花崗巖。根據設計要求，對該試樁先后進行了低應變法、聲波透射法和單樁豎向抗壓靜載試驗檢測。

2．1低應變法檢測情況

樁的低應變時域信號曲線如圖1所示。從時域信號曲線中可以看到，在樁頂下11.2m附近有同向反射，因此該處可能有輕微缺陷。樁底處有同向反射，初步判斷為樁底反射。但是由于11.2m處的同向反射恰好在樁長中間，所以不排除樁底處同向反射為11.2m處缺陷的二次反射的可能。因此需要其它檢測方法來驗證。

2．2聲波透射法檢測情況

樁徑為800mm，根據《規范》第10.3.2條規定，埋設了2根聲測管。因此2#樁只檢測一個剖面。該樁的PSD－聲速－波幅曲線如圖2所示。從圖2中可以看到，在樁頂下10.2m～11.8m范圍，PSD、聲速和波幅參數均出現了輕微異常，波形出現輕微畸變，尤其以11.35m處最為明顯，由此可判定該樁在11.35m附近有輕微缺陷，與低應變檢測結果相近。

2．3單樁豎向抗壓靜載試驗檢測情況

樁設計單樁承載力特征值為1550kN，根據設計要求現場最大加載量為3100kN。根據《規范》要求，加載共分10級，分級為最大加載量的1/10即310kN，第一級取分級荷載的2倍620kN。卸載也分級進行，每級為加載時分級荷載的2倍。靜載試驗數據匯總見圖3。試驗過程中，2#樁順利加載至最大加載量，并未出現異常現象，最大荷載時總沉降量未超過40mm，且從豎向荷載－沉降(Q－s)曲線、沉降－時間對數(s－lgt)曲線中可以看到，該樁在最大荷載作用下并未達到極限狀態。根據《規范》第4.4.2條和第4.4.4條的規定，可判斷該樁單樁豎向抗壓承載力特征值為1550kN，豎向抗壓極限承載力為3100kN，符合設計要求。

2．4結論

根據低應變法和聲波透射法檢測并互相驗證，可判斷2#樁在樁頂下11.35m附近有輕微缺陷，樁身完整性為Ⅱ類。經過單樁豎向抗壓靜載試驗，可知該樁承載力符合設計要求，也從側面驗證了樁頂下11.35m附近的缺陷并不影響樁的使用，Ⅱ類樁的判定是合適的。

3小結

樁身完整性的檢測方法，各有缺點，例如本例中低應變法無法確定缺陷以下部分樁身完整性，需使用聲波透射法對比驗證。在實際檢測當中，這兩種檢測方法的檢測結果也不一定能對應。此時應該采取鉆芯法進一步驗證樁身完整性，或者直接采用靜載試驗判斷單樁承載力是否符合要求。廈門軌道交通工程是重點工程，基樁更是重中之重。由于靜載試驗不能覆蓋大部分基樁，因此大部分樁的承載力只能依靠樁身完整性檢測來間接控制。基樁檢測工作者們應該因地制宜，選用合適的檢測方法，并針對不同方法的優缺點，將多種基樁檢測方法有機地結合在一起，綜合應用，確保基樁檢測結果的準確性。

參考文獻

［1］中華人民共和國住房和城鄉建設部．JGJ106－2014建筑基樁檢測技術規范［S］．北京:中國建筑工業出版社，2014．

［2］陳凡．基樁質量檢測技術［M］．北京:中國建筑工業出版社，2003.

作者:黃偉 單位:廈門市交通建設工程檢測有限公司