混凝土鉆孔灌注樁常見缺陷及檢測方法分析

隨著我國交通基礎設施建設的快速發展，混凝土鉆孔灌注樁作為一種基礎形式以其適應性強、施工方便、成本低廉等特點被廣泛地應用于公路橋梁及其它工程領域。灌注樁能將上部結構荷載傳遞到深層穩定的土層中，從而大大減少基礎沉降，是一種極為有效，安全可靠的基礎形式，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，質量控制難度大，稍有不慎易產生斷樁等嚴重缺陷。因此，需要加強質量檢測，依據檢測數據判斷樁身質量，探索簡便使用的檢測方法，確保施工質量。

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一、鉆孔灌注樁的特點

（一）優點

1、可以穿越各種土質復雜或軟硬變化較大的土層，對施工場地要求不高。

2、樁豎向抗壓承載力較高，抗拔、抗剪性能好，沉降量小。

3、基礎剛度大，穩定性好，抗震性能好。

4、施工噪音小，適合于人口密集地區施工，對周圍環境影響小。

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（二）缺點

混凝土鉆孔灌注樁基礎通常在地下和水下施工，施工工序多，工藝復雜，技術標準高，施工比較困難，如果施工管理不完善或者發生突發事件，就很容易引發質量問題，如斷樁、混凝土離析、縮頸、孔底虛土或沉渣過厚等，都會影響到成樁質量。鑒于成樁過程中可能出現的這些質量問題，所以必須要做大量的質量檢測工作，以確保樁的質量符合要求。

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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量缺陷有斷裂、夾泥、縮徑、擴徑、空洞、混凝土離析等，這些缺陷的產生，主要有以下幾點原因：

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1、 灌注混凝土過程中，混凝土運送不及時，埋深測量不準導致拔管時偏差或者坍孔造成混凝土中夾泥沙過多形成斷樁。導管插入混凝土中的深度較大，拔出時表層混凝土已接近初擰，成成薄硬殼，當繼續澆筑后，會造成表面破裂形成隱形斷樁。

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2、 土質松軟，泥漿護壁效果不好，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，同時也會引起夾泥現象。

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3、 混凝土攪拌不均勻或運輸路徑太長水分流失等缺水或多水現象，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，缺陷相當嚴重，但容易發現。

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5、 塑性土膨脹會引起孔徑小于設計孔徑，對于此現象，要選用優質泥漿，降低失水量，同時加快成孔速度，在孔壁形成泥漿護壁，避免孔壁滲水和膨脹。

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6、 清孔不徹底，泥漿質量不好，比重小都會引起樁底浮渣。泥漿注入量不足時也會難以將浮渣帶出。

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三、常見鉆孔灌注樁檢測方法及特點

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

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成樁質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，檢測樁身的質量缺陷以及其位置、大小、確定其對樁身質量的影響程度，進而確定樁身質量是否符合標準，保證其使用壽命和安全。

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根據對標準JTG/T 3512-2020 《公路工程基樁檢測技術規程》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確，檢測范圍大，且不受樁長、樁徑以及場地的限制等優點。因此在工程中被廣泛應用。它的檢測原理是在砼中傳播時，聲波會在質量缺陷斷面上產生反射和散射等物理現象，從而引起聲波的不規律變化，根據其波動與變化特征，可以找出缺陷的位置。

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但它也存在以下缺點：

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，同時可以檢測樁身的強度，它的檢測原理很簡單，結果明確直觀。主要是截取芯樣制作試件，進一步檢測其質量進行抗壓強度試驗，確定其抗壓強度的代表值。

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但鉆芯取樣法僅能反映小部分砼的質量，同時檢測設備龐大、費用較高，效率較低，對樁身有一定的損害，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）高應變動力試樁法

高應變動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計要求的一種檢測方法，其原理是利用重錘沖擊樁頂產生的瞬時沖擊力，使樁周土產生塑性變形，安裝在樁頂量測的傳感器會實測一些數據，并用應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測得力和速度，能定量計算截面缺陷，測得的樁身承載力精度比較高。但同樣存在一些缺點，如：準確性相對較高，但不是很精確，設備昂貴，對場地要求高，且易破壞樁頭等。

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（4）靜荷載試驗

靜荷載試驗主要是通過檢測樁基的承載力來判斷樁基的質量，主要檢測原理是依據樁基的設計承載力，在樁頂逐步加壓，檢測出比較準確的極限承載力。該方法檢測精度高，相對誤差較小，但加載周期較長，加載設備及場地龐大，費用較大。

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（5）低應變反射波法

低應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，主要檢測原理是在樁頭瞬態激振的情況下，進行波形測試，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，結果比較精確，檢測成本較小。

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但檢測環境容易受到干擾，檢測時第一個缺陷的波動信號會影響之后的傳播信號，所以只能有效檢測第一個缺陷，對于多個缺陷的樁檢測精度不高。

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四、總結

混凝土鉆孔灌注樁可以說是一項隱蔽工程，其質量的好壞直接影響到建筑物質量，所以樁的質量檢測不容忽視。由以上幾種樁身質量檢測方法原理及特點可以看出，超聲波與低應變檢測方法比較準確，而且方便，但不能進行單樁承載力的估算；高應變檢測方法比較全面，但準確度有所欠缺；鉆芯法和靜載試驗法也比較準確，但實際操作起來比較麻煩，費工費時，由此可以看出各個方法都有其優缺點，故在實際應用中，應該綜合考慮，選擇合理有效的檢測方法，必要時可采用同種方法復測，其他檢測方法驗測的形式來綜合進行計算、分析，進一步保證檢測的準確性。