混凝土鉆孔灌注樁常見缺陷及檢測方法分析

隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，混凝土鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式以其適應(yīng)性強(qiáng)、施工方便、成本低廉等特點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其它工程領(lǐng)域。灌注樁能將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞到深層穩(wěn)定的土層中，從而大大減少基礎(chǔ)沉降，是一種極為有效，安全可靠的基礎(chǔ)形式，但是灌注樁的施工大多是在地面下或水下完成，施工工序多，質(zhì)量控制難度大，稍有不慎易產(chǎn)生斷樁等嚴(yán)重缺陷。因此，需要加強(qiáng)質(zhì)量檢測，依據(jù)檢測數(shù)據(jù)判斷樁身質(zhì)量，探索簡便使用的檢測方法，確保施工質(zhì)量。

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一、鉆孔灌注樁的特點(diǎn)

（一）優(yōu)點(diǎn)

1、可以穿越各種土質(zhì)復(fù)雜或軟硬變化較大的土層，對(duì)施工場地要求不高。

2、樁豎向抗壓承載力較高，抗拔、抗剪性能好，沉降量小。

3、基礎(chǔ)剛度大，穩(wěn)定性好，抗震性能好。

4、施工噪音小，適合于人口密集地區(qū)施工，對(duì)周圍環(huán)境影響小。

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（二）缺點(diǎn)

混凝土鉆孔灌注樁基礎(chǔ)通常在地下和水下施工，施工工序多，工藝復(fù)雜，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高，施工比較困難，如果施工管理不完善或者發(fā)生突發(fā)事件，就很容易引發(fā)質(zhì)量問題，如斷樁、混凝土離析、縮頸、孔底虛土或沉渣過厚等，都會(huì)影響到成樁質(zhì)量。鑒于成樁過程中可能出現(xiàn)的這些質(zhì)量問題，所以必須要做大量的質(zhì)量檢測工作，以確保樁的質(zhì)量符合要求。

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二、鉆孔灌樁常見缺陷

混凝土鉆孔灌注樁常見的質(zhì)量缺陷有斷裂、夾泥、縮徑、擴(kuò)徑、空洞、混凝土離析等，這些缺陷的產(chǎn)生，主要有以下幾點(diǎn)原因：

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1、 灌注混凝土過程中，混凝土運(yùn)送不及時(shí)，埋深測量不準(zhǔn)導(dǎo)致拔管時(shí)偏差或者坍孔造成混凝土中夾泥沙過多形成斷樁。導(dǎo)管插入混凝土中的深度較大，拔出時(shí)表層混凝土已接近初擰，成成薄硬殼，當(dāng)繼續(xù)澆筑后，會(huì)造成表面破裂形成隱形斷樁。

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2、 土質(zhì)松軟，泥漿護(hù)壁效果不好，鉆孔速度過快，空鉆較多，孔中水壓不夠，土層壓力擠壓，孔壁平衡破壞，造成局部孔壁坍塌，同時(shí)也會(huì)引起夾泥現(xiàn)象。

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3、 混凝土攪拌不均勻或運(yùn)輸路徑太長水分流失等缺水或多水現(xiàn)象，造成樁身混凝土離析。

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4、 混凝土鉆孔樁斷樁主要由二次澆灌或受較大外力作用等原因，缺陷相當(dāng)嚴(yán)重，但容易發(fā)現(xiàn)。

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5、 塑性土膨脹會(huì)引起孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑，對(duì)于此現(xiàn)象，要選用優(yōu)質(zhì)泥漿，降低失水量，同時(shí)加快成孔速度，在孔壁形成泥漿護(hù)壁，避免孔壁滲水和膨脹。

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6、 清孔不徹底，泥漿質(zhì)量不好，比重小都會(huì)引起樁底浮渣。泥漿注入量不足時(shí)也會(huì)難以將浮渣帶出。

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三、常見鉆孔灌注樁檢測方法及特點(diǎn)

由于鉆孔灌注樁在施工中質(zhì)量難以控制，施工工藝和工序都比較繁雜，引起樁身質(zhì)量因素有很多，所以要加強(qiáng)施工過程中的質(zhì)量管控，做到每一道工序都符合技術(shù)要求，進(jìn)而才能為成樁質(zhì)量打好基礎(chǔ)。

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成樁質(zhì)量檢測主要目的是檢測樁身的完整性，也可以估算單樁的承載力，檢測樁身的質(zhì)量缺陷以及其位置、大小、確定其對(duì)樁身質(zhì)量的影響程度，進(jìn)而確定樁身質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)，保證其使用壽命和安全。

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根據(jù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)JTG/T 3512-2020 《公路工程基樁檢測技術(shù)規(guī)程》的分析，常見的檢測方法有以下幾種：

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（1）超聲波透射法

超聲波透射法檢測準(zhǔn)確，檢測范圍大，且不受樁長、樁徑以及場地的限制等優(yōu)點(diǎn)。因此在工程中被廣泛應(yīng)用。它的檢測原理是在砼中傳播時(shí)，聲波會(huì)在質(zhì)量缺陷斷面上產(chǎn)生反射和散射等物理現(xiàn)象，從而引起聲波的不規(guī)律變化，根據(jù)其波動(dòng)與變化特征，可以找出缺陷的位置。

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但它也存在以下缺點(diǎn)：

只能判定樁身缺陷的位置，不能檢測出缺陷的大小。此檢測方法必須在混凝土灌注前就預(yù)埋長度和樁一樣的聲波檢測管，這樣就增加了施工工序和成本。

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（2）鉆芯取樣法

鉆芯取樣法可用來檢測樁長、樁身完整性，同時(shí)可以檢測樁身的強(qiáng)度，它的檢測原理很簡單，結(jié)果明確直觀。主要是截取芯樣制作試件，進(jìn)一步檢測其質(zhì)量進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，確定其抗壓強(qiáng)度的代表值。

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但鉆芯取樣法僅能反映小部分砼的質(zhì)量，同時(shí)檢測設(shè)備龐大、費(fèi)用較高，效率較低，對(duì)樁身有一定的損害，只能作為抽樣檢查，不宜作為大面積檢測的方法。

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（3）高應(yīng)變動(dòng)力試樁法

高應(yīng)變動(dòng)力試樁法主要是用來判定單樁豎向抗壓承載能力是否滿足設(shè)計(jì)要求的一種檢測方法，其原理是利用重錘沖擊樁頂產(chǎn)生的瞬時(shí)沖擊力，使樁周土產(chǎn)生塑性變形，安裝在樁頂量測的傳感器會(huì)實(shí)測一些數(shù)據(jù)，并用應(yīng)力波理論分析確定樁身完整性和極限承載力。這種檢測方法能夠同時(shí)測得力和速度，能定量計(jì)算截面缺陷，測得的樁身承載力精度比較高。但同樣存在一些缺點(diǎn)，如：準(zhǔn)確性相對(duì)較高，但不是很精確，設(shè)備昂貴，對(duì)場地要求高，且易破壞樁頭等。

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（4）靜荷載試驗(yàn)

靜荷載試驗(yàn)主要是通過檢測樁基的承載力來判斷樁基的質(zhì)量，主要檢測原理是依據(jù)樁基的設(shè)計(jì)承載力，在樁頂逐步加壓，檢測出比較準(zhǔn)確的極限承載力。該方法檢測精度高，相對(duì)誤差較小，但加載周期較長，加載設(shè)備及場地龐大，費(fèi)用較大。

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（5）低應(yīng)變反射波法

低應(yīng)變反射法可以檢測樁身完整性，彈性波理論是其理論支撐與依據(jù)，主要檢測原理是在樁頭瞬態(tài)激振的情況下，進(jìn)行波形測試，通過彈性波傳播特征與波形變化來分析判斷樁身質(zhì)量。這種方法可以用于檢測樁身缺陷及其在長方向的位置，判定樁身完整性類別。檢測方法比較簡易快捷，結(jié)果比較精確，檢測成本較小。

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但檢測環(huán)境容易受到干擾，檢測時(shí)第一個(gè)缺陷的波動(dòng)信號(hào)會(huì)影響之后的傳播信號(hào)，所以只能有效檢測第一個(gè)缺陷，對(duì)于多個(gè)缺陷的樁檢測精度不高。

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四、總結(jié)

混凝土鉆孔灌注樁可以說是一項(xiàng)隱蔽工程，其質(zhì)量的好壞直接影響到建筑物質(zhì)量，所以樁的質(zhì)量檢測不容忽視。由以上幾種樁身質(zhì)量檢測方法原理及特點(diǎn)可以看出，超聲波與低應(yīng)變檢測方法比較準(zhǔn)確，而且方便，但不能進(jìn)行單樁承載力的估算；高應(yīng)變檢測方法比較全面，但準(zhǔn)確度有所欠缺；鉆芯法和靜載試驗(yàn)法也比較準(zhǔn)確，但實(shí)際操作起來比較麻煩，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，由此可以看出各個(gè)方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)，故在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該綜合考慮，選擇合理有效的檢測方法，必要時(shí)可采用同種方法復(fù)測，其他檢測方法驗(yàn)測的形式來綜合進(jìn)行計(jì)算、分析，進(jìn)一步保證檢測的準(zhǔn)確性。