專業知識（四）輔導：樁基礎無損檢測
發布時間：2010-01-14 共1頁
80年代后期，各種樁基礎無損檢測方法在上海迅速發展。為了保證鉆孔灌注樁的施工質量，在成孔后灌注混凝土之前，還要求進行成孔質量檢測。成孔質量包括孔徑、孔斜、沉渣厚度檢測等。到90年代初，上海和外省市已有數十家樁基檢測單位。檢測的范圍已超越鉆孔灌注樁的范圍，擴展到預制樁、樹根樁、夯擴樁、碎石樁等各種樁型及部分地基處理領域。被測樁的長度已從10余米發展到60～70米，樁徑從幾十厘米到1.5米，甚至2米以上。檢測的方法，通常使用的是超聲波埋管法、應變法和小應變法。
超聲波埋管法檢測樁基礎質量時，首先要在鉆孔灌注樁內預埋3根與樁身互相平行的管子，檢測時以其中的2根為1組，1根埋管內放入發射器，將發動機送出的電脈沖信號轉換成超聲波向埋管外發射，另1根埋管內放入接收器，將接收到的超聲波信號轉換成電信號，送到接收機內記錄。通過波形分析，可以測出超聲波在樁身內由發射器到接收器所經過的時間，再根據兩管之間的距離，測出超聲波的波速。兩個埋管內的發射器和接收器用絞車同步由下提升，就可以測出沿樁身不同深度上的超聲波速度。超聲波速度的小與混凝土的質量密切相關，所以也就可以檢測沿樁身混凝土的質量。由于這種檢測樁基礎的方法，是深入到樁身混凝土內直接測出不同深度上的波速，所以是一種準確、可靠的檢測方法。1986年起，上海勘察院與同濟學合作，開展了鉆孔灌注樁混凝土質量超聲波檢測法的研究，1988年完成通過鑒定。該項目獲1989年上海市科技進步三等獎。1990年，上海勘察院設計研制成功自動同步卷揚提升設備，這種檢測方法在上海海侖賓館、國際購物中心、華東醫院、新華娛樂城、三角地廈等工程做過量檢測工作，特別是在1992～1994年的內環線高架道路工程中，利用超聲波測樁就達800多根。
應變法是利用重錘從不同的高度自由落下打在樁頂上，給樁以較的錘擊能量，使樁產生一定的貫入度，通過對稱安裝在樁頭附近兩側的力傳感器和加速計，量測每一錘擊的樁頂力波、速度波和貫入度，然后用CASE法或CQPWAP法或其他方法，分析其承載力和樁身結構的完整性。由于傳給樁的能量，樁土之間產生一定的相對變形，使樁側土摩阻力和樁尖土強度得以發揮，能夠得到較為可靠的承載力結果。這種方法儀器設備的信噪比高，用該法判斷樁身缺陷也比較準確。上海地區自1982年以來，先后有上海民用院、交通部第三航道局科研所、華東電力院、上海市建筑科學研究所、中船勘察院等單位引進美國的打樁分析儀，通過幾年來量的動靜對比資料，已能較準確地檢測樁基礎的承載力和樁身缺陷情況，在上海的許多重點工程中發揮作用。
小應變法是利用較小能量的振源（如振動器、球擊、錘擊等）在樁頂上激振，使其產生彈性波沿樁身傳播，再在樁頂上用檢波器接收由樁底或樁身存在的各種缺陷反射回來的波，然后通過波形分析和處理，檢驗樁身的質量和缺陷。由于這種方法輕便、快速、成本低、適用于鉆孔灌注樁的質量普查。最早在上海開展小應變法檢驗樁基質量的單位有中船勘察院、上海建筑科學研究院和上海勘察院等單位。中船勘察院自1985～1990年，會同中國科學院巖土力學研究所，共同開展動力綜合法鉆孔灌注樁質量檢驗及承載力測定技術研究，4年內，共檢測了約1500根樁，30項工程，其中6項工程進行了動測結果與靜載力試壓結果的對比，對比結果誤差在20%左右。華東電力院自1986年開展小應變動力測樁研究，通過能源部鑒定，并獲1990年能源部科技進步三等獎。建科院自1986～1990年，開展了穩態機械阻抗法檢測樁基質量的研究，共測樁1000多根，判定缺陷的性質準確率達85%以上，判斷缺陷位置的誤差小于1米。1985～1992年，上海勘察院開展鉆孔灌注樁動測檢驗方法研究，并在金山水泥廠建立了試驗基地，專門制作了8根供試驗研究用的樁和21根小型模型樁。8根實體樁的樁徑為0.7～0.8米，其中6根樁長40米，樁身設置了各種不同類型、不同程度的缺陷，還預埋了鐵管，以便使小應變動測結果與超聲波檢測結果相對比。另外，在2根34.5米的樁上，進行了3次靜載荷試驗，提供動靜對比所必需的資料。上海勘察院通過穩態機械阻抗法、球擊法、反射波法和水電效應法等4種方法對比試驗，認為球擊法具有激振能量，能量恒定不變，測試數據中除頻率外，還可獲得振幅、回彈高度等同樣可以反映樁土體系剛度和材料剛度的參數，避免單純依靠頻率來計算剛度所可能發生的錯誤。
