作者：George Piscsalko
翻譯：歐美大地 程松青
作者簡(jiǎn)介
George Piscsalko博士，現(xiàn)任美國(guó)PDI基樁動(dòng)力學(xué)公司總裁、首席產(chǎn)品工程師。
從事深基礎(chǔ)測(cè)試行業(yè)超過30多年，主導(dǎo)了多種地基檢測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)與研發(fā)，包括PDA打樁分析儀、CHAMP聲波透射測(cè)試儀、TIP熱法樁身完整性測(cè)試儀和PIR樁基施工記錄儀、SLT靜載荷測(cè)試儀等。Piscsalko博士參與了各地區(qū)大量規(guī)范的編寫與修訂工作，在樁基檢測(cè)領(lǐng)域享有崇高的聲譽(yù)。
灌注樁因其樁長(zhǎng)、樁徑大，承載力高等優(yōu)點(diǎn)，在很多房屋、橋梁等重要基礎(chǔ)中有著廣泛使用。但同時(shí)，由于灌注樁都是現(xiàn)場(chǎng)成孔，砼灌注過程中不確定因素多，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問題，都將影響到成樁質(zhì)量，進(jìn)而影響樁身的長(zhǎng)期承載力及使用壽命。
因此，灌注樁的質(zhì)量控制與檢測(cè)就非常關(guān)鍵。除了成孔質(zhì)量控制外，后期的成樁質(zhì)量檢測(cè)是灌注樁質(zhì)量控制的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前，針對(duì)灌注樁主要的檢測(cè)方法有以下幾種：
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低應(yīng)變樁身完整性檢測(cè)
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聲波透射法樁身完整性檢測(cè)
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取芯法
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TIP熱法樁身完整性測(cè)試
以上幾種測(cè)試方法的比對(duì)
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測(cè)試方法：PIT低應(yīng)變完整性測(cè)試
適用樁型：灌注樁、預(yù)制樁
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檢測(cè)方便，速度快，成本低，適用于大面積的質(zhì)量普檢
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低應(yīng)變只能識(shí)別樁身中較為明顯的缺陷
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測(cè)試方法：CHAMP聲波透射法
適用樁型：灌注樁
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檢測(cè)樁身完整性直觀、準(zhǔn)確，且在深度方面幾乎不受限制
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存在檢測(cè)盲區(qū)，如聲測(cè)管外側(cè)以及樁中心區(qū)域
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對(duì)樁身造成破壞，取芯費(fèi)用較高，時(shí)間成本較大
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測(cè)試方法：TIP熱法完整性測(cè)試儀
適用樁型：灌注樁
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無盲區(qū)全斷面檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)間早，48-72小時(shí)即可出結(jié)果，可評(píng)價(jià)鋼筋籠內(nèi)外混凝土質(zhì)量，可計(jì)算樁身實(shí)際尺寸及保護(hù)層厚度，不受樁長(zhǎng)、樁截面尺寸影響，可做異形樁完整性測(cè)試。
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灌注樁或地連墻澆筑質(zhì)量檢測(cè)的方法，技術(shù)方面無短板與缺點(diǎn)。測(cè)試成本相對(duì)較高。
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熱法樁身完整性測(cè)試TIP（Thermal Integrity Profiler）是一種用于評(píng)價(jià)混凝土鉆孔灌注樁完整性和幾何尺寸的無損測(cè)試方法，該測(cè)試方法是利用水泥凝固過程中水化放熱的原理，在樁身中預(yù)埋測(cè)溫電纜，測(cè)量并記錄樁身沿深度方向的溫度，根據(jù)相對(duì)溫度的變化情況，來對(duì)樁身的完整性及樁身輪廓尺寸進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。
測(cè)試?yán)碚撌怯擅绹?guó)南弗羅里達(dá)大學(xué)和Gray Muliins教授提出，美國(guó)PDI樁基動(dòng)力學(xué)測(cè)試公司完善該理論后研發(fā)了測(cè)試設(shè)備。是一種新的灌注樁樁身完整性測(cè)試方法。
圖1:現(xiàn)場(chǎng)綁扎測(cè)溫電纜
圖2:TAP數(shù)據(jù)采集盒、TAG新型數(shù)據(jù)采集盒（兼容數(shù)據(jù)上傳功能）
TIP的分析結(jié)果包括定性與定量?jī)蓚€(gè)方面，在定性方面，溫度VS深度曲線的變化或者急劇下降表明有潛在的缺陷，（注：樁頂和樁底一倍樁徑范圍內(nèi)，由于受到空氣和地下土層的影響，溫度會(huì)偏低，在后期數(shù)據(jù)處理時(shí)，軟件會(huì)進(jìn)行處理）；在定量方面，在溫度峰值處測(cè)試的溫度與有效的局部半徑相關(guān)聯(lián)，可用于后續(xù)的完整性評(píng)估。
圖3:完整樁溫度VS深度曲線
圖4:完整性存在缺陷的溫度VS深度曲線
實(shí)測(cè)案例測(cè)試結(jié)果解讀
案例 1
圖5為一樁長(zhǎng)12.2m（40英尺）直徑2.1m（7英尺），安裝了7根測(cè)溫電纜的鉆孔灌注樁溫度（t）VS深度（d）曲線圖。圖中顯示了所有7根測(cè)溫電纜的實(shí)測(cè)溫度以及這7根電纜的平均溫度。溫度VS深度曲線表明：1號(hào)與7號(hào)電纜在樁頂部有明顯的局部溫度降低。依據(jù)砼灌注記錄可計(jì)算出該樁的有效半徑。
圖中垂直的紅線為鋼筋籠的有效半徑，當(dāng)溫度線在這個(gè)紅線內(nèi)部即表明實(shí)測(cè)的樁身有效半徑區(qū)域在鋼筋籠內(nèi)部，另外，在樁底37-40英尺處同樣存在該問題。圖6為該樁身輪廓的3D建模，更直觀的表明了缺陷位置、深度范圍與程度。
圖5:27小時(shí)40分溫度VS深度曲線 圖6:27小時(shí)40分樁身輪廓3D模型圖
案例 2
圖7與圖8分別為另一根測(cè)試樁在1小時(shí)47分鐘與12小時(shí)30分鐘的溫度VS深度曲線。從曲線上可以清晰觀察到，在混凝土澆筑1小時(shí)后，4根測(cè)溫電纜在樁底附近都產(chǎn)生了明顯的溫度降低，表明樁底有效半徑相比正常半徑明顯降低。
圖7:1小時(shí)47分溫度VS深度曲線 圖8:12小時(shí)30分溫度VS深度曲線
圖9為依據(jù)灌注記錄與實(shí)測(cè)溫度曲線，軟件自動(dòng)繪制的樁身輪廓3D模型圖。圖10位取芯驗(yàn)證芯樣。芯樣表明在樁底22-26英尺處混凝土產(chǎn)生了大面積離析。
圖9:樁身輪廓3D模型 圖10:取芯芯樣
TIP熱法完整性測(cè)試為目前世界上灌注樁樁身完整性測(cè)試的先進(jìn)技術(shù)，有著測(cè)試速度快，測(cè)試時(shí)間早，可評(píng)價(jià)鋼筋籠內(nèi)外混凝土質(zhì)量，適用各種異形樁等優(yōu)點(diǎn)。
