中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價(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)。
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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)墩臺的巨大荷載，其質(zhì)量的好壞，直接影響橋梁使用的長久性和安全性。
關(guān)鍵詞：高速公路；樁基；檢測；
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，常常要求對其進(jìn)行檢測，而常用的檢測方法包括靜載荷試驗(yàn)法、聲波透射法及動力測樁法等。
1樁基檢測方法分類
樁基檢測方法主要分為靜荷載實(shí)驗(yàn)法，動力測樁法，聲波透射法，還有鉆孔取芯法，動力觸探以及埋設(shè)傳感器等輔助方法。靜載荷實(shí)驗(yàn)法主要采用錨樁法，堆載平臺法，地錨法，錨樁和堆載聯(lián)合法以及孔底預(yù)埋法等。動測技術(shù)分為低應(yīng)變動測法和高應(yīng)變動測法。低應(yīng)變動測法常用應(yīng)力波反射法（錘擊波動法）；高應(yīng)變動測法常用CASE法或CAPWAP法。各類樁、墩及樁墻結(jié)構(gòu)完整性檢測，一般采用低應(yīng)變或高應(yīng)變動力試樁法檢測。大直徑樁宜采用聲波投射法或鉆芯法檢測。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樁和土進(jìn)行檢測，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，具備開展鉆芯法和其它檢測方法的場地條件。被檢測的橋墩為多樁承臺形式，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)同類工程經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)強(qiáng)度C40的承臺混凝土結(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)狀地面開始鉆探。開孔口徑φ110 mm，鉆入承臺頂面以下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。待物探檢測完成后，采用高標(biāo)號水泥漿回填鉆芯孔。根據(jù)工程需要，需檢測至承臺底面以下10.0m。鉆芯深度預(yù)計(jì)為15m，包括：地面至承臺底面3.0m、需要檢測的樁身段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檢測管。管外采用水泥漿回填。待物探檢測完成后，采用水泥漿回填管內(nèi)空間。
3.2管波探測法
管波探測法（中國專利，專利號ZL200310112325.0）是在鉆孔中利用“管波”這種特殊的彈性波，探測孔旁一定范圍內(nèi)地質(zhì)體的孔中物探方法，完美地解決了樁位巖溶探測的世界性關(guān)鍵技術(shù)難題。近幾年，國內(nèi)十余家勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測單位，將管波探測法應(yīng)用于樁基質(zhì)量檢測、水文孔含水層位置確定、鉆孔分層資料核準(zhǔn)等，應(yīng)用超萬例，并取得豐富的經(jīng)驗(yàn)和成果。
期刊文章分類查詢,盡在期刊圖書館根據(jù)波動理論中的半波長理論，管波探測法的探測范圍為以鉆孔中心為圓心，半徑為管波波長的1/2的圓柱狀空間。考察本項(xiàng)目管波探測時(shí)間剖面，各鉆孔中管波的波長各不相同，但總體上，約為2m，即管波探測法的探測直徑約為2 m。在鉆芯孔中開展管波探測法可有效查明承臺、樁身缺陷，承臺和樁頂結(jié)合質(zhì)量。鉆芯孔成孔后，全孔開展管波探測法，測點(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)探測方法。該方法是在與待測基礎(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)鉆孔中觀測透射波，來探測、檢測建筑基礎(chǔ)和基樁的物探方法。當(dāng)檢測孔位于樁內(nèi)時(shí)，單孔地震透射波法對查明既有樁基的承臺、樁身質(zhì)量、承臺與樁頂結(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)檢測孔位于樁側(cè)時(shí)，單孔地震透射波法對既有基礎(chǔ)類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)，測定基樁入土深度具有較高的準(zhǔn)確度。當(dāng)測定樁身質(zhì)量、樁底與持力層結(jié)合狀況、基樁類型時(shí)，具有一定的準(zhǔn)確度。鉆芯孔成孔后即進(jìn)行測試，如鉆孔不在樁內(nèi)，待安裝PVC后進(jìn)行測試。測試時(shí)，先將高靈敏度多道水聽器編織成道間距0.5 m的水聽器鏈，將水聽器鏈沉放至孔底，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，記錄長度0.032s。按0.1m間距提升水聽器鏈，逐點(diǎn)測試，至水聽器鏈的12道提出孔口為止。
4綜合對比分析鉆芯法、管波探測法和單孔地震透射法的檢測成果
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。鉆芯法揭露承臺完整、樁底存在嚴(yán)重缺陷，承臺與樁頂結(jié)合部位完整。
4.2管波探測法
管波探測法中，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)、無明顯反射界面，表明該處承臺底與樁頂接觸良好。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。管波探測法揭露承臺完整、樁底基巖破碎，承臺與樁頂結(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、比承臺段低，約為4 300 m/s。該段直達(dá)波頻率較承臺段低。據(jù)此可確定承臺、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結(jié)果。A4～D2基樁的檢測結(jié)果為：承臺完整，樁底基巖破碎、存在嚴(yán)重缺陷，承臺與樁頂結(jié)合部位完整。
5結(jié)語
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
