混凝土鉆孔灌注樁作為建筑、交通等工程領(lǐng)域的核心基礎(chǔ)形式,其樁身完整性直接決定結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期安全性與穩(wěn)定性。由于施工過(guò)程具有隱蔽性、工序復(fù)雜性等特點(diǎn),受地質(zhì)條件波動(dòng)、工藝控制偏差等多重因素影響,易產(chǎn)生縮頸、斷樁、混凝土離析等缺陷。因此,系統(tǒng)解析完整性影響因素、優(yōu)化檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用,成為樁基工程質(zhì)量控制的核心課題。
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一、樁身完整性影響因素
1.地質(zhì)條件因素
地質(zhì)條件作為成樁過(guò)程的核心外部環(huán)境因素,通過(guò)影響鉆孔、清孔、鋼筋籠安裝及混凝土灌注等關(guān)鍵工序,對(duì)樁身完整性產(chǎn)生多維度、深層次的影響。不同地質(zhì)類型的物理力學(xué)特性差異,可能引發(fā)樁身斷裂、縮徑、擴(kuò)徑、夾泥、空洞等典型缺陷,而復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境是誘發(fā)樁身缺陷的天然誘因。例如,在松散砂土或流沙層中,若泥漿護(hù)壁性能不足,孔壁易失穩(wěn)坍塌,形成樁身夾泥或縮徑;而對(duì)于巖溶地區(qū),則顯得更為特殊,溶洞發(fā)育易造成漏漿塌孔,若處理不及時(shí)會(huì)形成斷樁隱患。
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2.施工工藝控制因素
混凝土鉆孔灌注樁施工過(guò)程中,任一環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)偏差或操作不當(dāng),都可能引發(fā)樁身產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題。鉆孔作為成樁的基礎(chǔ)工序,其設(shè)備選型、鉆進(jìn)速度、泥漿控制直接決定孔形質(zhì)量,是影響樁身完整性的首要環(huán)節(jié),因此在施工過(guò)程中應(yīng)做好質(zhì)量把控,尤其應(yīng)嚴(yán)格控制泥漿比重、黏度、含砂量等。
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清孔工藝對(duì)樁身完整性也具有非常重要的影響,若清孔方式選擇錯(cuò)誤、清孔時(shí)間與間隔控制不當(dāng)?shù)?,?huì)直接導(dǎo)致樁端承載失效與樁身缺陷。此外,如果沉渣厚度檢測(cè)方法不當(dāng)或點(diǎn)位單一,會(huì)導(dǎo)致誤判清孔效果,不利于對(duì)樁身質(zhì)量的控制。
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混凝土灌注是成樁的關(guān)鍵工序,其灌注參數(shù)、導(dǎo)管操作直接決定樁身混凝土質(zhì)量,不當(dāng)操作易引發(fā)離析、空洞、斷樁等嚴(yán)重缺陷,尤其是導(dǎo)管安裝與提升不當(dāng)會(huì)直接破壞樁身完整性。另一方面,鋼筋籠作為樁身的骨架支撐,其安裝精度、保護(hù)層控制、接頭質(zhì)量等也會(huì)對(duì)樁身完整性造成一定的影響。
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3.材料及設(shè)備因素
混凝土質(zhì)量是樁身完整性的物質(zhì)基礎(chǔ)。施工現(xiàn)場(chǎng)配合比失控、攪拌時(shí)間不足會(huì)導(dǎo)致混凝土離析,抗壓強(qiáng)度降低;水泥標(biāo)號(hào)不足或受潮變質(zhì)更會(huì)引發(fā)樁身強(qiáng)度不足缺陷。設(shè)備因素同樣關(guān)鍵:鉆機(jī)鉆桿接頭松動(dòng)易產(chǎn)生震動(dòng)擾動(dòng)孔壁,導(dǎo)管水密性試驗(yàn)缺失會(huì)導(dǎo)致灌注時(shí)漏水離析,這些隱性問(wèn)題在后期檢測(cè)中才會(huì)暴露。
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4.人為因素
在混凝土鉆孔灌注樁施工中,人為因素是影響樁身完整性的另一關(guān)鍵變量。即便施工工藝標(biāo)準(zhǔn)明確、設(shè)備參數(shù)達(dá)標(biāo),若人員操作不規(guī)范、管理存在漏洞或技術(shù)認(rèn)知不足,仍可能引發(fā)樁身斷裂、夾泥、縮徑等缺陷。
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二、質(zhì)量檢測(cè)
樁身完整性檢測(cè)主要是對(duì)樁身的完整性進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)方法有低應(yīng)變法、聲波透射法、聲波反射法、高應(yīng)變法和鉆芯法等。對(duì)于大直徑混凝土灌注樁,一般同時(shí)選用兩種或多種的方法檢測(cè),使各種方法能相互補(bǔ)充印證,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
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在對(duì)混凝土鉆孔灌注樁進(jìn)行檢測(cè)時(shí),樁身完整性可分成不同的類別進(jìn)行評(píng)判,具體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不同,在分類原則表述中會(huì)稍有不同,應(yīng)依據(jù)具體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行評(píng)價(jià)。以JTG/T 3512-2020《公路工程基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》為例,將具體類型分為四類,分別如下:
Ⅰ類:樁身完整;
Ⅱ類:樁身基本完整,有輕度缺陷;
Ⅲ類:樁身有明顯缺陷;
Ⅳ類:樁身有嚴(yán)重缺陷。
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由于樁身完整性受多種因素影響,在混凝土鉆孔灌注樁樁身完整性檢測(cè)實(shí)踐中,同樣受檢測(cè)環(huán)境復(fù)雜性、技術(shù)方法局限性、缺陷隱蔽性及數(shù)據(jù)解讀主觀性等多重因素制約,使檢測(cè)工作常面臨諸多挑戰(zhàn)。
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地質(zhì)條件的不確定性是檢測(cè)工作首要面對(duì)的難點(diǎn),其對(duì)檢測(cè)信號(hào)的干擾貫穿多種檢測(cè)方法始終,如軟硬土層交界面的反射信號(hào)會(huì)干擾低應(yīng)變法的波形分析。加上樁身缺陷的隱蔽性與多樣性,使得部分特殊缺陷難以被準(zhǔn)確識(shí)別,尤其是樁身與樁底缺陷的區(qū)分也是一重要的檢測(cè)難點(diǎn)。
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不同檢測(cè)技術(shù)均存在自身難以突破的技術(shù)瓶頸,導(dǎo)致在特定場(chǎng)景下無(wú)法全面反映樁身完整性。低應(yīng)變反射波法雖操作便捷,但受激振能量限制,對(duì)于超長(zhǎng)樁的下部缺陷識(shí)別能力十分有限;聲波透射法需依賴預(yù)埋聲測(cè)管,若聲測(cè)管安裝不規(guī)范,會(huì)直接影響檢測(cè)結(jié)果;高應(yīng)變法的檢測(cè)結(jié)果受錘擊能量、樁周土阻尼特性影響顯著。
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鉆芯法具有科學(xué)、直觀、實(shí)用等特點(diǎn),是檢測(cè)混凝土灌注樁質(zhì)量的一種有效手段,不受場(chǎng)地條件的限制,特別適用于大直徑混凝土灌注樁的檢測(cè)。但鉆芯法也有其自身的局限性,存在破損性與代表性不足的問(wèn)題。如在樁身骨料分布極不均勻、樁身蜂窩麻面或溝槽連續(xù)的情況下,易造成鉆取芯樣破碎、不連續(xù)完整、呈短柱狀或塊狀,可能給樁身完整性判定帶來(lái)困難和爭(zhēng)議。
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混凝土鉆孔灌注樁樁身完整性檢測(cè)方法的合理選擇,是保障檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性、降低工程成本、規(guī)避質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)的核心環(huán)節(jié)。而在選擇檢測(cè)方法前,需先明確各主流方法的核心技術(shù)參數(shù)與適用邊界,再結(jié)合樁徑、樁長(zhǎng)、樁身材質(zhì)等參數(shù),以及其他限制性條件,以做出針對(duì)性選擇。同時(shí)也應(yīng)注意,不同檢測(cè)方法的數(shù)據(jù)融合難度較大,在多種方法組合使用時(shí)應(yīng)盡量規(guī)避數(shù)據(jù)處理的難題。
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三、結(jié)語(yǔ)
混凝土鉆孔灌注樁樁身完整性受地質(zhì)條件、施工工藝、材料設(shè)備、人員等多維度因素耦合影響,正是由于多重因素影響,在樁身完整性實(shí)際檢測(cè)中會(huì)面臨諸多難點(diǎn),這些難點(diǎn)不僅影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性,還可能導(dǎo)致缺陷誤判或漏判,給工程質(zhì)量安全埋下隱患。常用的低應(yīng)變法、聲波透射法、鉆芯法等檢測(cè)技術(shù)各有優(yōu)劣,工程實(shí)際檢測(cè)中應(yīng)基于樁型特征與質(zhì)量要求合理組合應(yīng)用,以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
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