根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ106-2003),目前樁基檢測的主要方法有靜載試驗(yàn)法、鉆芯法、低應(yīng)變法、高應(yīng)變法、聲波透射法等幾種。
1. 靜載試驗(yàn)法
靜載試驗(yàn)法是目前公認(rèn)的檢測基樁豎向抗壓承載力最直接、最可靠的試驗(yàn)法。在目前樁基檢測技術(shù)還尚未伍德突破性進(jìn)展之前,靜載實(shí)驗(yàn)法被認(rèn)為是尚不可被替代的。其優(yōu)點(diǎn)在于直接簡單,且可靠安全。但在工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),基準(zhǔn)樁的問題有時會被檢測人員所忽視,容易出現(xiàn)基準(zhǔn)樁打入深度不足,試驗(yàn)過程產(chǎn)生位移的問題。
靜載實(shí)驗(yàn)法在國外工程界里也是頗受關(guān)注的一個研究課題。據(jù)調(diào)查研究,國內(nèi)外很多學(xué)者為此做了很多嘗試和實(shí)驗(yàn)。尤其是80年代以后,隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展,我國的樁基靜載實(shí)驗(yàn)法進(jìn)入了一個全新的發(fā)展時期。目前,靜載實(shí)驗(yàn)法已經(jīng)成為一項(xiàng)在理論上無可爭議,在方法上普遍認(rèn)可的樁基檢測技術(shù)。
2. 鉆芯法
鉆芯法又叫做鉆樁取芯試驗(yàn)法。這種方法具有科學(xué)、直觀、實(shí)用等特點(diǎn),在檢測混凝土灌注樁方面應(yīng)用較廣。檢測灌注樁樁長、樁身混凝土強(qiáng)度以及樁底沉渣厚度是鉆芯法的宏觀目的。通過這種方法能夠很好地判定和鑒別樁端巖土的性狀,并準(zhǔn)確判斷樁身完整性的類別。
一次完整、成功的鉆芯檢測,可以得到樁長、樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度和樁身完整性的情況,并判定或鑒別樁端持力層的巖土性狀。抽芯技術(shù)對檢測判斷的影響很大。某工程先用XY-1型工程鉆機(jī),采用硬質(zhì)合金單管鉆具,用低壓慢速小泵量及干鉆相結(jié)合的鉆進(jìn)方法,結(jié)果采芯率不到70%,芯樣完整性極差,大多呈碎塊;后來改用SCZ-1型液壓鉆機(jī),采用金剛石單動雙管鉆具,采芯率達(dá)99%,芯樣呈較完整的圓柱狀。所以,《技術(shù)規(guī)范》對鉆機(jī)和鉆頭作了相應(yīng)的規(guī)定,就是為了避免抽芯驗(yàn)樁的誤判。目前增加了鉆機(jī)設(shè)備的技術(shù)含量,從單一的效率低的向效率高多功能的鉆機(jī)發(fā)展。
3.低應(yīng)變法
低應(yīng)變動測法又叫低應(yīng)變反射波法(應(yīng)力波法),是以手錘或力棒敲擊樁頂,給樁一定的能量,產(chǎn)生一縱向應(yīng)力波,該應(yīng)力波沿著樁身向下傳播,由傳感器(速度或加速度型) 拾取樁身缺陷及不同界面的反射信號, 通過檢測和分析應(yīng)力波在樁身中的傳播歷程, 便可分析出樁基的完整性, 并根據(jù)樁身突然變化界面時( 如: 樁底沉渣過厚、樁身夾泥、斷裂、擴(kuò)徑或縮徑等)所產(chǎn)生的反射和透射波, 來確定樁身缺陷性質(zhì), 估算樁長或缺陷位置, 且根據(jù)應(yīng)力波在樁身中的傳播速度來推斷混凝土的強(qiáng)度。
20世紀(jì)80年代,低應(yīng)變法進(jìn)入了快速發(fā)展時期,各種低應(yīng)變法在基礎(chǔ)理論、機(jī)理、儀器研發(fā)、現(xiàn)場測試和信號處理技術(shù)、工程樁和模型樁驗(yàn)證研究、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累等方面取得了很多成就。低應(yīng)變動測法檢測簡便,且檢測速度較快,但如何獲取好的波形,如何較好地分析樁身完整性是檢測工作的關(guān)鍵。測試過程是獲取好信號的關(guān)鍵,測試中應(yīng)注意:
1·測試點(diǎn)的選擇。測試點(diǎn)數(shù)依樁徑不同、測試信號情況不同而有所不同,一般要求樁徑在120cm以上,測試3~4 點(diǎn)。
2.錘擊點(diǎn)的選擇。錘擊點(diǎn)宜選擇距傳感器 20~30 cm 處不必考慮樁徑大小。
3.傳感器安裝。傳感器根據(jù)所選測試點(diǎn)位置安裝,注意選擇好粘貼方式,一般有石蠟、黃油、橡皮泥在保證樁頭干燥,沒積水的情況下。
4.盡量多采集信號。一根樁不少于10 錘,在不同點(diǎn),不同激振情況下,觀測波形的一致性,以保證波形真實(shí)且不漏測。
4.高應(yīng)變法
高應(yīng)變法又叫做試樁法, 是一種利用高能量的動力荷載確定單樁承載力的方法。在國內(nèi),動力打樁方式的發(fā)展已有將近百年的歷史。動力試樁技術(shù)的發(fā)展最早始于動力打樁公式。目前,國內(nèi)外高應(yīng)變法依舊主要采用一維桿波動理論作為測試和結(jié)果分析的基礎(chǔ)。
高應(yīng)變法的主要功能是判定樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計要求。高應(yīng)變法在判定樁身水平整合型縫隙、預(yù)制樁接頭等缺陷時,能夠在查明這些“缺陷“是否影響豎向抗壓承載力的基礎(chǔ)上,合理判定缺陷程度,可作為低應(yīng)變法的補(bǔ)充驗(yàn)證手段。目前在某些地區(qū),利用高應(yīng)變法增加承載力和完整性的抽查頻率,已成為一種普遍做法。
隨著國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展,樁基工程量也在日益增多。目前國內(nèi)出現(xiàn)了多種類型的混凝土灌注樁的廣泛應(yīng)用。但是由于樁基檢測工程量巨大,因此伴隨技術(shù)發(fā)展而生的就是質(zhì)量的優(yōu)劣。相較于傳統(tǒng)的靜載實(shí)驗(yàn)法,高應(yīng)變法不論在費(fèi)用抑或是時間成本方面都有很大的優(yōu)勢。因此,目前來看,高應(yīng)變法因操作簡單,并且技術(shù)較為先進(jìn),從而成為國內(nèi)廣泛推廣和應(yīng)用的檢測方法。
5.聲波投射法
聲波透射法, 俗稱埋管法, 是在灌注樁中預(yù)埋兩根或兩根以上聲測管供聲波從發(fā)射到接收。波投射法是基于混凝土灌注樁的使用,是在結(jié)構(gòu)混凝土聲學(xué)檢測技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。早在20世紀(jì)70年代,聲波投射法就已經(jīng)被用于檢測混凝土灌注樁的完整性方面。在樁身混凝土傳播過程中,由于缺陷的存在,混凝土連續(xù)性中斷,在缺陷區(qū)與混凝土之間的界面,聲波將發(fā)生反射、繞射、折射及聲波能量的吸收和衰減。
目前,聲波投射法以其鮮明的技術(shù)特點(diǎn)成為目前混凝土灌注樁完整性檢測技術(shù)的一種重要手段。目前,在民用建筑設(shè)施以及水利電力和工業(yè)、鐵路等建設(shè)方面皆得到了廣泛的應(yīng)用。與其他完整性檢測方法相比,聲波透射法能夠進(jìn)行全面、細(xì)致的檢測,且基本上無其他限制條件。但由于存在漫射、透射、反射,對檢測結(jié)果會造成影響。
在目前樁基檢測技術(shù)中,每一種單一的檢測方法存在很大的局限性。由于檢測遠(yuǎn)離、儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)處理等各方面的綜合考慮和要求,單一的檢測方法目前尚不能完全適用于各種樁型的需求。樁基檢測技術(shù)在實(shí)踐的檢驗(yàn)中會存在應(yīng)用上的諸多不足,也會在實(shí)踐操作中不斷完善和更新。
總之,在樁基檢測中,各個檢測手段需要配合使用,利用各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢,按照實(shí)際情況,靈活運(yùn)用各種方法,才能夠?qū)痘M(jìn)行全面準(zhǔn)確的評價。除此之外,建筑環(huán)境,以及施工人員的水平也都是影響檢測技術(shù)高低的外部因素。在實(shí)際操作中,應(yīng)努力權(quán)衡各方面的因素使之達(dá)到最優(yōu)化的狀態(tài)。