大直徑樁身檢測(cè)中檢測(cè)儀器與技術(shù)的應(yīng)用

大直徑灌注樁具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其承載力高、施工噪音低，可用于重要建筑、橋梁基礎(chǔ)等，通常由人工成孔或機(jī)械成孔后干作業(yè)灌注或水下灌注成樁。施工過(guò)程存在不確定因素較多，因而施工質(zhì)量難以保證。為了使建筑結(jié)構(gòu)的安全性能得到保證，成樁后需對(duì)大直徑樁身灌注的效果進(jìn)行檢測(cè)，其中包括承載力檢測(cè)及樁身完整性檢測(cè)等。
一、大直徑灌注樁
大直徑灌注樁可劃分為豎向抗壓樁、水平抗壓樁及抗拔樁，其中豎向抗壓樁按荷載傳遞機(jī)理可分為摩擦樁、端承樁、端承摩擦樁三種。按施工工藝可分為鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁兩種。使用機(jī)械設(shè)備來(lái)完成鉆孔灌注樁全流程，并通過(guò)護(hù)壁成孔或干成孔的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。其后放置鋼筋籠、灌注混凝土而成的樁。鉆孔灌注樁在各類土層中均適用，并通過(guò)改變直徑和長(zhǎng)度，可制成各種不同直徑、大小、承載力要求下的灌注樁。除了制作時(shí)改變樁的直徑、大小、承載力，已成型的灌注樁可在擴(kuò)孔器的作用于樁底、樁身部位，形成滿足高承載力要求的擴(kuò)底樁或支盤樁。人工挖孔灌注樁通過(guò)人工挖掘，孔內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土成樁。人工挖孔使用的設(shè)備較簡(jiǎn)易，而鉆孔灌注方法對(duì)機(jī)械化程度要求高，造成一定的環(huán)境污染。人工挖孔方法還具有造價(jià)便宜，土層適應(yīng)性強(qiáng)，能有較好的承載力，適用于埋藏位置較淺的持力層、較深的地下水位、較高的單樁承載力施工。
二、大直徑樁身檢測(cè)中技術(shù)的應(yīng)用
1、直觀檢測(cè)法。
〔1〕開(kāi)挖檢測(cè)。對(duì)大直徑樁身檢測(cè)首先是開(kāi)挖檢查，對(duì)大直徑樁身所存在的問(wèn)題較為直觀的暴露，但受到地下水位的制約。通常以驗(yàn)證大直徑缺陷處為目的。
⑵勘探孔檢測(cè)法。利用工程地質(zhì)轉(zhuǎn)機(jī)在樁身中鉆出豎向勘探孔，鉆勘探孔檢查只局限于了解沿鉆孔孔道上的部位，在對(duì)大直徑樁，增加鉆孔數(shù)，可以提高大直徑檢測(cè)的精確度。
〔3〕閉路電視檢測(cè)法。這是利用閉路電視系統(tǒng)在地質(zhì)鉆孔下觀察巖石層和巖性及地下水，亦可使用于對(duì)大直徑樁身缺陷的檢測(cè)中。
2、輻射能檢測(cè)法。
〔1〕超聲波脈沖。根據(jù)在不同介質(zhì)密度混凝土中超聲波脈沖聲能的傳播
速度和能量變化情況，可判斷下層混凝土的質(zhì)量。
⑵放射性同位素。利用放射性同位素法將所釋放的高能量射線在混)疑土介質(zhì)中穿越時(shí)，由于混凝土質(zhì)量的差異而產(chǎn)生不同的輻射效應(yīng)來(lái)檢驗(yàn)樁身的完整性和均勻性。輻射檢測(cè)法先在樁身中鉆孔，其中使用放射性同位素方法應(yīng)用范圍有限，因其射線在混凝土中的穿越能力的局限，同時(shí)同位素的計(jì)量也較大，操作人員可能因操作不當(dāng)造成傷害。
3、靜載試驗(yàn)法。
樁的靜載試驗(yàn)，其精確度較高。單樁承載力適合通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)確定，但靜載試驗(yàn)存在試樁抽樣率較低和無(wú)法提高試驗(yàn)的實(shí)施規(guī)模，耗資較大，耗時(shí)較多等缺點(diǎn)。
4、高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)法。
借助現(xiàn)代的振動(dòng)測(cè)量和信號(hào)處理技術(shù)，打樁或?qū)痘?yàn)收時(shí)，當(dāng)用重錘沖擊樁頂，使樁?土產(chǎn)生足夠的相對(duì)位移，以充分激發(fā)樁周土阻力和樁端端阻力，通過(guò)對(duì)稱安裝在樁頂以下樁周兩側(cè)的加速度和應(yīng)變式力傳感器接收樁的應(yīng)力波信號(hào)，應(yīng)用應(yīng)力波理論和數(shù)學(xué)解析方法對(duì)力（或速度）時(shí)程曲線進(jìn)行擬合分析，從而判定樁的承載力和評(píng)價(jià)樁身結(jié)構(gòu)完整性。
三、大直徑灌注樁的低應(yīng)變特性測(cè)試和分析
大直徑灌注樁的低應(yīng)變特性常使用于樁身檢測(cè)技術(shù)中。大直徑灌注樁低應(yīng)變測(cè)試顯示，大直徑灌注樁常有一種與測(cè)量系統(tǒng)頻率特性無(wú)關(guān)的高頻干擾。干擾強(qiáng)度根據(jù)樁徑大小、脈沖大小有關(guān)，部分掩蓋了缺陷反射。分析信號(hào)振蕩原因，包括了振源、樁身淺部缺陷、淺部干擾、局部三維、表面波影響。必須對(duì)大直徑灌注樁的振蕩干擾進(jìn)行消除，否則會(huì)妨礙大直徑樁身的缺陷檢測(cè)。消除加速度振蕩的辦法有降低振源頻寬、合理傳感器安裝的位置、恰當(dāng)藕合劑使用，加速度計(jì)情況等，可以緩解大直徑灌注樁的振蕩干擾。這樣，基本上可以判斷振蕩的產(chǎn)生是由于樁身本身的缺陷引起的，如需加強(qiáng)判斷的精確度，還可通過(guò)改變測(cè)試地點(diǎn)和安裝地點(diǎn)配以譜分析。
由于大直徑灌注樁樁徑增大，增加了樁截面各部位的運(yùn)動(dòng)不均勻性和阻抗的方向性。為了對(duì)樁身進(jìn)行全面結(jié)構(gòu)完整性檢測(cè)，可通過(guò)增加檢測(cè)點(diǎn)數(shù)的方法，設(shè)至少3各的檢測(cè)的有效信號(hào)數(shù)。當(dāng)信提高工程質(zhì)量。號(hào)數(shù)量足夠多時(shí)，在出現(xiàn)信號(hào)檢測(cè)一致性較差情況下應(yīng)具體分析。
根據(jù)在低應(yīng)變測(cè)試信號(hào)中顯示的樁身缺陷，一般有斷裂、離析、縮頸、擴(kuò)頸的樁身缺陷，并各自對(duì)應(yīng)有缺陷反射情況。如：斷裂多次同向反射，間隔時(shí)間相等第一反射脈沖幅值較高，前沿比較陡峭難見(jiàn)以下部位較大缺陷及樁底反射。離析同相反射波形不規(guī)則后續(xù)信號(hào)雜亂波速偏小一般可見(jiàn)以下部位較大缺陷及樁底反射。縮頸同相反射波形比較規(guī)則可能有多次同相反射，一般可見(jiàn)樁底反射。擴(kuò)頸反相反射波形比較規(guī)則可能有多次反射，一般可見(jiàn)樁底反射。擴(kuò)頸的第二次反射為同向反射波，中淺部的擴(kuò)頸容易導(dǎo)致測(cè)試信號(hào)出現(xiàn)低頻振蕩，這一點(diǎn)與頻域結(jié)論一致。
在樁身完整性的實(shí)測(cè)中，影響低應(yīng)變測(cè)試信號(hào)要考慮樁周邊土體性質(zhì)。低應(yīng)變測(cè)試信號(hào)一般在較好的土體中表現(xiàn)為擴(kuò)頸現(xiàn)象?？s頸現(xiàn)象一般在表現(xiàn)淤泥質(zhì)土中。這樣通過(guò)樁周圍土質(zhì)情況作為綜合判斷樁身質(zhì)量的依據(jù)。仔細(xì)書寫地質(zhì)報(bào)告、施工記錄，判定是否為缺陷樁時(shí)，應(yīng)考慮對(duì)施工的利弊和設(shè)計(jì)上的規(guī)范要求。
四、樁身測(cè)試儀
一般建筑工程樁身完整性檢測(cè)儀器推薦使用低應(yīng)變基樁動(dòng)測(cè)儀，對(duì)基樁進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，無(wú)需預(yù)埋件?；鶚秳?dòng)測(cè)儀能較為經(jīng)濟(jì)、有效的應(yīng)用于樁身的完整性檢測(cè)中。具體操作為將一個(gè)加速計(jì)安裝在基樁的頂部，以監(jiān)測(cè)手錘或者錘棒敲擊產(chǎn)生的信號(hào)和反射的信號(hào)，一人操作，較為便捷。適用于螺旋鉆孔灌注樁、預(yù)制樁、沉管混凝土灌注樁或鉆孔灌注樁、能檢測(cè)到較明顯的缺陷情況，包括裂縫、縮頸、夾泥或空洞及樁底與持力層結(jié)合情況等。如今樁身完整性檢測(cè)儀不但滿足單通道測(cè)試，也實(shí)現(xiàn)了雙通道測(cè)試。