經(jīng)驗(yàn)交流：管樁工程質(zhì)量驗(yàn)收與檢測(cè)
發(fā)布時(shí)間：2010-01-14 共1頁
一、前言
混凝土樁在施工結(jié)束后，其承載力是否能夠滿足設(shè)計(jì)要求?樁身質(zhì)量是否存在可能影響結(jié)構(gòu)安全性的缺陷?在樁基礎(chǔ)工程質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)，這是兩個(gè)必須解決的問題。
在20世紀(jì)80年代之前，預(yù)制樁在施工過程中是采用“打樁公式”(世界上的打樁公式有100多個(gè))復(fù)核承載力估算值。對(duì)灌注樁，在1981年頒布執(zhí)行的《工業(yè)與民用建筑灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》中規(guī)定：“在施工時(shí)對(duì)樁身質(zhì)量和承載力有疑問時(shí)，可采用荷載試驗(yàn)或其它檢驗(yàn)手段進(jìn)行檢查，其數(shù)量由設(shè)計(jì)、施工及其它有關(guān)單位共同研究決定”。在當(dāng)時(shí)，這個(gè)“其它檢驗(yàn)手段”實(shí)際上只有“聲波透射法”。自1982年起，國(guó)內(nèi)一些科研單位和專院校對(duì)“其它檢驗(yàn)手段”進(jìn)行研究，取得了許多成果：屬高應(yīng)變系列的有“錘擊貫入試樁法”和“P?D?A法”；屬低應(yīng)變系列的有“機(jī)械阻抗法”、“反射波法”和“動(dòng)參數(shù)法”。1995年，出版了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程》(JGJ／T93--95)，1997年出版了《基樁高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程》(JGJl06---97)，2003年出版了《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(JGJl06-2003)。這些動(dòng)態(tài)測(cè)試的方法，為樁基工程質(zhì)量驗(yàn)收提供了定性和定量判別的重要參考依據(jù)。
二、低應(yīng)變動(dòng)測(cè)方法的局限性
1、只能有效地探測(cè)到樁頂以下第一個(gè)缺陷的界面。
不論是采用頻域或是時(shí)域的分析方法，當(dāng)應(yīng)力波在樁頂以下第一個(gè)界面反射后，如果還有第二個(gè)缺陷，很難接收到第二個(gè)界面的信號(hào)。
2、只能做定性判定。
由于樁的尺寸效應(yīng)、測(cè)試系統(tǒng)的幅頻相頻響應(yīng)，高頻波的彌散、濾波等造成的實(shí)測(cè)波形畸變，以及樁側(cè)土阻尼、土阻力和樁身阻尼的耦合影響，尚不能做到定量判定。而且，對(duì)于樁身不同類型的缺陷性質(zhì)僅憑信號(hào)也難以區(qū)分(如灌注樁的縮頸與鼓肚，以及局部松散、夾泥、裂縫、空洞等等)。
3、對(duì)鋼管樁和異型樁不適用。
低應(yīng)變法的理論基礎(chǔ)是以一維線彈性桿件模型為依據(jù)，要求應(yīng)力波在樁身中傳播時(shí)平截面假設(shè)成立，故不適用于鋼管樁和異型(如H型)樁。對(duì)于混凝土管樁來說，目前尚在進(jìn)一步探索中，有試驗(yàn)表明：當(dāng)TP(脈沖寬度)=1.5ms，即λ(特征波長(zhǎng))=6.45m時(shí)，在(激振點(diǎn)平面以下深度)Z=2R的截面上平截面假設(shè)可以成立，但在Z=4R的截面上，平截面假設(shè)不成立。隨著λ／R的減小，尺寸效應(yīng)引起的平截面假設(shè)失效和高頻干擾加劇，導(dǎo)致實(shí)測(cè)波形嚴(yán)重畸變，使一維理論探測(cè)樁身缺陷的適用性打折扣。再有，開口管樁的底部有土塞，應(yīng)力波在傳至土塞上部界面時(shí)遇不同阻抗，產(chǎn)生反射和透射；同理，當(dāng)管內(nèi)積水時(shí)，積水界面也會(huì)產(chǎn)生反射與透射；這些因素對(duì)探測(cè)樁身缺陷形成嚴(yán)重干擾。
三、承載力和樁身質(zhì)量的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)問題
《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50202—2002)首次明確規(guī)定了在樁基礎(chǔ)施工結(jié)束后，要進(jìn)行承載力檢驗(yàn)和樁身質(zhì)量檢驗(yàn)，并規(guī)定了這兩項(xiàng)是驗(yàn)收時(shí)的主控項(xiàng)目(主控項(xiàng)目在驗(yàn)收時(shí)必須100％達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn))。但遺憾的是沒有給出“允許偏差或允許值”。
對(duì)于承載力驗(yàn)收而言，如果某一受檢樁的單樁承載力特征值沒有滿足設(shè)計(jì)要求(即出現(xiàn)了負(fù)偏差)，那么它偏差了多少算不合格呢?是不是只要出現(xiàn)了負(fù)偏差就算該主控項(xiàng)目不合格?
對(duì)于樁身質(zhì)量驗(yàn)收而言，如果是采用低應(yīng)變法進(jìn)行檢驗(yàn)，由于其不能作出定量判定，其檢驗(yàn)結(jié)果只能作為驗(yàn)收時(shí)的參考依據(jù)，而不能對(duì)該主控項(xiàng)目是否達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)做出結(jié)論。況且，《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》對(duì)該主控項(xiàng)目也沒有給出“合格標(biāo)準(zhǔn)”，導(dǎo)致驗(yàn)收時(shí)經(jīng)常發(fā)生扯皮，監(jiān)理工程師在簽字時(shí)筆頭重、手發(fā)抖。
四、管樁的承載力與樁身質(zhì)量驗(yàn)收
1、豎向抗壓承載力
管樁按其樁徑來說，一般屬于中等直徑樁。在施工結(jié)束后對(duì)其承載力進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，采用靜載荷(慢速維持荷載法)試驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)還是比較方便的，在多數(shù)情況下可以利用靜壓樁機(jī)作為反力裝置。筆者建議驗(yàn)收時(shí)按下列幾點(diǎn)執(zhí)行：
1．1受檢樁的最加載值由設(shè)計(jì)單位書面提出；受檢樁的數(shù)量按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。試驗(yàn)方法采用慢速維持荷載法。
1．2經(jīng)檢驗(yàn)承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求，即可判定該主控項(xiàng)目不合格(即不允許出現(xiàn)負(fù)偏差)。
1．3主控項(xiàng)目出現(xiàn)不合格項(xiàng)時(shí)，由設(shè)計(jì)單位提出處理方案，經(jīng)施工單位實(shí)施后，再進(jìn)行二次驗(yàn)收
2、樁身質(zhì)量
管樁是工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可出廠。管樁運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，購貨方代表和監(jiān)理工程師要按檢驗(yàn)批進(jìn)行驗(yàn)收。這里所講的“樁身質(zhì)量"，是指樁施工結(jié)束(入土)后的樁身質(zhì)量。此時(shí)的樁身質(zhì)量可能存在抱裂、壓爆、局部磕損或缺損、環(huán)向或縱向裂縫、接頭焊接質(zhì)量問題等等。管樁的有些樁身質(zhì)量問題在施工過程中就被發(fā)現(xiàn)(如抱裂、磕損或吊裝不當(dāng)引起的裂縫等)，得到及時(shí)處理。樁在入土后雖然看不見，但從壓樁時(shí)壓力與貫入度的變化(結(jié)合地質(zhì)條件分析)，壓樁完成后土塞的高度，管內(nèi)積水等情況，現(xiàn)場(chǎng)施工人員和監(jiān)理工程師對(duì)樁身質(zhì)量也可作判斷。如果采用低應(yīng)變法進(jìn)行樁身質(zhì)量檢測(cè)，如前所述具有一定的局限性和不適用的可能。現(xiàn)在筆者推薦一種新的檢測(cè)方法：孔內(nèi)數(shù)字電視檢測(cè)法。該法采用孔內(nèi)電視攝像儀進(jìn)行探測(cè)，能對(duì)管(孔)中出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行定性和定量判定，具有檢測(cè)方便快捷、檢測(cè)結(jié)果直觀的特點(diǎn)。該方法解決了其它方法不能定量、對(duì)缺陷性質(zhì)難以判定的問題，是樁身質(zhì)量檢測(cè)手段的一進(jìn)步。
當(dāng)檢測(cè)手段能夠?qū)渡碣|(zhì)量作出定量判定時(shí)，筆者建議對(duì)管樁樁身質(zhì)量的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)作如下規(guī)定：
經(jīng)檢驗(yàn)，樁身存在下列缺陷時(shí)，應(yīng)判定為不合格樁：
(1)裂縫環(huán)狀閉合且上段與下段已發(fā)生錯(cuò)位的斷樁；
(2)環(huán)狀裂縫已達(dá)周長(zhǎng)的1／2及以上的裂縫；
(3)局部破損面于50cm2的樁；
(4)縱向裂縫最寬度≥lmm，長(zhǎng)度≥20cm。
上述第2、3、4種情況的樁，若設(shè)計(jì)單位認(rèn)為經(jīng)處理后可以按正常樁使用或降低標(biāo)準(zhǔn)使用，應(yīng)由施工單位負(fù)責(zé)提出處理方案報(bào)設(shè)計(jì)單位認(rèn)可后，組織實(shí)施。處理完畢后，進(jìn)行二次驗(yàn)收。二次驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)由建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位和施工單位共同簽署意見。
混凝土樁在施工結(jié)束后，其承載力是否能夠滿足設(shè)計(jì)要求?樁身質(zhì)量是否存在可能影響結(jié)構(gòu)安全性的缺陷?在樁基礎(chǔ)工程質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)，這是兩個(gè)必須解決的問題。
在20世紀(jì)80年代之前，預(yù)制樁在施工過程中是采用“打樁公式”(世界上的打樁公式有100多個(gè))復(fù)核承載力估算值。對(duì)灌注樁，在1981年頒布執(zhí)行的《工業(yè)與民用建筑灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》中規(guī)定：“在施工時(shí)對(duì)樁身質(zhì)量和承載力有疑問時(shí)，可采用荷載試驗(yàn)或其它檢驗(yàn)手段進(jìn)行檢查，其數(shù)量由設(shè)計(jì)、施工及其它有關(guān)單位共同研究決定”。在當(dāng)時(shí)，這個(gè)“其它檢驗(yàn)手段”實(shí)際上只有“聲波透射法”。自1982年起，國(guó)內(nèi)一些科研單位和專院校對(duì)“其它檢驗(yàn)手段”進(jìn)行研究，取得了許多成果：屬高應(yīng)變系列的有“錘擊貫入試樁法”和“P?D?A法”；屬低應(yīng)變系列的有“機(jī)械阻抗法”、“反射波法”和“動(dòng)參數(shù)法”。1995年，出版了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程》(JGJ／T93--95)，1997年出版了《基樁高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程》(JGJl06---97)，2003年出版了《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(JGJl06-2003)。這些動(dòng)態(tài)測(cè)試的方法，為樁基工程質(zhì)量驗(yàn)收提供了定性和定量判別的重要參考依據(jù)。
二、低應(yīng)變動(dòng)測(cè)方法的局限性
1、只能有效地探測(cè)到樁頂以下第一個(gè)缺陷的界面。
不論是采用頻域或是時(shí)域的分析方法，當(dāng)應(yīng)力波在樁頂以下第一個(gè)界面反射后，如果還有第二個(gè)缺陷，很難接收到第二個(gè)界面的信號(hào)。
2、只能做定性判定。
由于樁的尺寸效應(yīng)、測(cè)試系統(tǒng)的幅頻相頻響應(yīng)，高頻波的彌散、濾波等造成的實(shí)測(cè)波形畸變，以及樁側(cè)土阻尼、土阻力和樁身阻尼的耦合影響，尚不能做到定量判定。而且，對(duì)于樁身不同類型的缺陷性質(zhì)僅憑信號(hào)也難以區(qū)分(如灌注樁的縮頸與鼓肚，以及局部松散、夾泥、裂縫、空洞等等)。
3、對(duì)鋼管樁和異型樁不適用。
低應(yīng)變法的理論基礎(chǔ)是以一維線彈性桿件模型為依據(jù)，要求應(yīng)力波在樁身中傳播時(shí)平截面假設(shè)成立，故不適用于鋼管樁和異型(如H型)樁。對(duì)于混凝土管樁來說，目前尚在進(jìn)一步探索中，有試驗(yàn)表明：當(dāng)TP(脈沖寬度)=1.5ms，即λ(特征波長(zhǎng))=6.45m時(shí)，在(激振點(diǎn)平面以下深度)Z=2R的截面上平截面假設(shè)可以成立，但在Z=4R的截面上，平截面假設(shè)不成立。隨著λ／R的減小，尺寸效應(yīng)引起的平截面假設(shè)失效和高頻干擾加劇，導(dǎo)致實(shí)測(cè)波形嚴(yán)重畸變，使一維理論探測(cè)樁身缺陷的適用性打折扣。再有，開口管樁的底部有土塞，應(yīng)力波在傳至土塞上部界面時(shí)遇不同阻抗，產(chǎn)生反射和透射；同理，當(dāng)管內(nèi)積水時(shí)，積水界面也會(huì)產(chǎn)生反射與透射；這些因素對(duì)探測(cè)樁身缺陷形成嚴(yán)重干擾。
三、承載力和樁身質(zhì)量的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)問題
《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50202—2002)首次明確規(guī)定了在樁基礎(chǔ)施工結(jié)束后，要進(jìn)行承載力檢驗(yàn)和樁身質(zhì)量檢驗(yàn)，并規(guī)定了這兩項(xiàng)是驗(yàn)收時(shí)的主控項(xiàng)目(主控項(xiàng)目在驗(yàn)收時(shí)必須100％達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn))。但遺憾的是沒有給出“允許偏差或允許值”。
對(duì)于承載力驗(yàn)收而言，如果某一受檢樁的單樁承載力特征值沒有滿足設(shè)計(jì)要求(即出現(xiàn)了負(fù)偏差)，那么它偏差了多少算不合格呢?是不是只要出現(xiàn)了負(fù)偏差就算該主控項(xiàng)目不合格?
對(duì)于樁身質(zhì)量驗(yàn)收而言，如果是采用低應(yīng)變法進(jìn)行檢驗(yàn)，由于其不能作出定量判定，其檢驗(yàn)結(jié)果只能作為驗(yàn)收時(shí)的參考依據(jù)，而不能對(duì)該主控項(xiàng)目是否達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)做出結(jié)論。況且，《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》對(duì)該主控項(xiàng)目也沒有給出“合格標(biāo)準(zhǔn)”，導(dǎo)致驗(yàn)收時(shí)經(jīng)常發(fā)生扯皮，監(jiān)理工程師在簽字時(shí)筆頭重、手發(fā)抖。
四、管樁的承載力與樁身質(zhì)量驗(yàn)收
1、豎向抗壓承載力
管樁按其樁徑來說，一般屬于中等直徑樁。在施工結(jié)束后對(duì)其承載力進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，采用靜載荷(慢速維持荷載法)試驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)還是比較方便的，在多數(shù)情況下可以利用靜壓樁機(jī)作為反力裝置。筆者建議驗(yàn)收時(shí)按下列幾點(diǎn)執(zhí)行：
1．1受檢樁的最加載值由設(shè)計(jì)單位書面提出；受檢樁的數(shù)量按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。試驗(yàn)方法采用慢速維持荷載法。
1．2經(jīng)檢驗(yàn)承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求，即可判定該主控項(xiàng)目不合格(即不允許出現(xiàn)負(fù)偏差)。
1．3主控項(xiàng)目出現(xiàn)不合格項(xiàng)時(shí)，由設(shè)計(jì)單位提出處理方案，經(jīng)施工單位實(shí)施后，再進(jìn)行二次驗(yàn)收
2、樁身質(zhì)量
管樁是工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可出廠。管樁運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，購貨方代表和監(jiān)理工程師要按檢驗(yàn)批進(jìn)行驗(yàn)收。這里所講的“樁身質(zhì)量"，是指樁施工結(jié)束(入土)后的樁身質(zhì)量。此時(shí)的樁身質(zhì)量可能存在抱裂、壓爆、局部磕損或缺損、環(huán)向或縱向裂縫、接頭焊接質(zhì)量問題等等。管樁的有些樁身質(zhì)量問題在施工過程中就被發(fā)現(xiàn)(如抱裂、磕損或吊裝不當(dāng)引起的裂縫等)，得到及時(shí)處理。樁在入土后雖然看不見，但從壓樁時(shí)壓力與貫入度的變化(結(jié)合地質(zhì)條件分析)，壓樁完成后土塞的高度，管內(nèi)積水等情況，現(xiàn)場(chǎng)施工人員和監(jiān)理工程師對(duì)樁身質(zhì)量也可作判斷。如果采用低應(yīng)變法進(jìn)行樁身質(zhì)量檢測(cè)，如前所述具有一定的局限性和不適用的可能。現(xiàn)在筆者推薦一種新的檢測(cè)方法：孔內(nèi)數(shù)字電視檢測(cè)法。該法采用孔內(nèi)電視攝像儀進(jìn)行探測(cè)，能對(duì)管(孔)中出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行定性和定量判定，具有檢測(cè)方便快捷、檢測(cè)結(jié)果直觀的特點(diǎn)。該方法解決了其它方法不能定量、對(duì)缺陷性質(zhì)難以判定的問題，是樁身質(zhì)量檢測(cè)手段的一進(jìn)步。
當(dāng)檢測(cè)手段能夠?qū)渡碣|(zhì)量作出定量判定時(shí)，筆者建議對(duì)管樁樁身質(zhì)量的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)作如下規(guī)定：
經(jīng)檢驗(yàn)，樁身存在下列缺陷時(shí)，應(yīng)判定為不合格樁：
(1)裂縫環(huán)狀閉合且上段與下段已發(fā)生錯(cuò)位的斷樁；
(2)環(huán)狀裂縫已達(dá)周長(zhǎng)的1／2及以上的裂縫；
(3)局部破損面于50cm2的樁；
(4)縱向裂縫最寬度≥lmm，長(zhǎng)度≥20cm。
上述第2、3、4種情況的樁，若設(shè)計(jì)單位認(rèn)為經(jīng)處理后可以按正常樁使用或降低標(biāo)準(zhǔn)使用，應(yīng)由施工單位負(fù)責(zé)提出處理方案報(bào)設(shè)計(jì)單位認(rèn)可后，組織實(shí)施。處理完畢后，進(jìn)行二次驗(yàn)收。二次驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)由建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位和施工單位共同簽署意見。
