低應(yīng)變反射波型與樁身完整性判別的探討

1、    低應(yīng)變反射波型與樁身完整性判別的探討    吳永亮摘要：文章簡要地闡述了樁基低應(yīng)變檢測波形原理，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)這一原則對樁身完整性判別，提出了不同的判別法，并結(jié)合工程實(shí)例對基樁低應(yīng)變檢測的波型進(jìn)行分析，以便掌握好基樁波形與樁身完整性判別之間的聯(lián)系，確?；鶚锻暾?。關(guān)鍵詞：低應(yīng)變檢測;樁基;波型分析;完整性判別低應(yīng)變反射波作為樁基樁身完整性檢測中常用的檢測方法，在實(shí)際檢測過程中，經(jīng)常會受樁身混凝土密實(shí)性、樁長、尺寸效應(yīng)和頻率響應(yīng)等因素的影響，因此，對低應(yīng)變反射波型與樁身完整性判別進(jìn)行解讀顯得極其重要。在建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范（jgj106-2014

2、）中，根據(jù)樁底反射波特征是否出現(xiàn)進(jìn)行樁身完整性分類，但在樁身缺陷判別時，未能給出具體的反射特征。因此，通過灌注樁曲線的反射特征分析，對這些異常現(xiàn)象的成因進(jìn)行總結(jié)，并采取相應(yīng)的處理措施。本文通過筆者的工作實(shí)踐，就低應(yīng)變反射波型與樁身完整性判別進(jìn)行探討。1樁基低應(yīng)變檢測原理分析低應(yīng)變檢測法作為建筑樁基樁身完整性檢測的一種方法，在工程檢測中得到了廣泛應(yīng)用。此方法在樁基檢測中的工作原理是：先采用力錘敲擊樁頂，使樁產(chǎn)生一定的應(yīng)力波，再通過應(yīng)力波傳播過程來檢測樁基的變化情況，以此來判斷基樁的樁身是否斷裂、擴(kuò)徑或者縮徑等，在這過程中將會產(chǎn)生反射，然后按波反射時間與樁體波速對樁身缺陷的位置進(jìn)行估算?；炷磷鳛?/p>

3、一種非勻質(zhì)材料，由于應(yīng)力波速在骨料、水泥漿、氣孔中存在較大差別。在混凝土樁中應(yīng)力波的傳播速度可以隨著混凝土的密實(shí)度，強(qiáng)度和缺陷的變化而發(fā)生變化。故，如果確?；夭〞r間的精確性，也難以計算出應(yīng)力波反射的位置，這是因?yàn)闃兜膭訙y估算比較粗造，且測試結(jié)果不全面。但總的來說，低應(yīng)變反身法在樁身檢測中應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量的準(zhǔn)確判斷，并能夠及時發(fā)現(xiàn)工程中存在安全隱患，因此，我們需要重視低應(yīng)變動力檢測技術(shù)在樁身完整性檢測的中應(yīng)用。2樁身完整性判別2.1樁頂部位判別在樁頂部位，經(jīng)常會出現(xiàn)松動、浮漿、斷裂等異常情況，當(dāng)出現(xiàn)這類異常時，可以通過低應(yīng)變法檢測來發(fā)現(xiàn)樁頂部位。經(jīng)檢測可以發(fā)現(xiàn)，樁頂部位位于淺層，其波型具有

4、反射周期長、頻率低、波振動幅度較大等特點(diǎn)。若樁頂部位出現(xiàn)異常情況，如出現(xiàn)淺層缺陷，應(yīng)選用硬質(zhì)小鐵錘進(jìn)行敲擊，確保脈沖力頻率較高，且持續(xù)時間較低。利用此方法能夠使反射波的波長逐漸減小，且能夠準(zhǔn)確判斷出樁頂部位的異常情況。因此，通過樁頂部位的異常判斷，使異常情況得到解除，以得到標(biāo)準(zhǔn)檢測信號。2.2樁身部位判別通常而言，樁身部位經(jīng)常會存在離析、縮徑、夾泥等異常情況，因此，為了能夠?qū)渡聿课坏娜毕菁坝绊懗潭茸鞒鰷?zhǔn)確判斷，需要采用基樁應(yīng)力波理論公式進(jìn)行計算。樁身的阻抗值z的計算公式如下：z=a p c（1）在上式中，a為基樁的截面積，p為樁身的密度，c為應(yīng)力波的波速。若樁身某一部位出現(xiàn)缺陷，基樁的截面積

5、和樁身密度就會發(fā)生改變，因此，我們可以選用其中一個作為指標(biāo)來判斷樁身的缺陷類型。當(dāng)樁身部位存在離析、夾泥、空洞等缺陷時，就會降低基樁密度，其密度下降值越大，其缺陷程度就會越嚴(yán)重。如果樁身部位出現(xiàn)縮徑，就會減少基樁截面面積，其缺陷程度就會越嚴(yán)重。同時，若樁身部位出現(xiàn)缺陷，其反射波波速就會產(chǎn)生下降趨勢，導(dǎo)致反射波的波速下降。然而，樁身部位斷裂作為一種缺陷，其表現(xiàn)形式比較容易區(qū)分，如果出現(xiàn)斷裂缺陷，其橫截面面積將會變成0，波型變?yōu)橥喾瓷洳ā?.3樁端部位判別為了實(shí)現(xiàn)基樁完整性的判斷，應(yīng)選用樁端部位的反射波波型，再對樁底巖土阻抗和樁端阻抗的大小進(jìn)行比較，將其分為以下三種情況：（1）樁端阻抗大于樁底巖

6、土阻抗。在此情況下，普通的基樁中的樁端就會出現(xiàn)同相反射波。若相反射波較為明顯，就說明基樁的完整性較好。以摩擦樁為例，如果樁端阻抗大于樁底巖土阻抗，就會出現(xiàn)明顯的同相反射波。（2）樁端阻抗與樁底巖土阻抗相等。在這種情況下，樁底的反射波信號將難以檢測到，導(dǎo)致不能準(zhǔn)確判斷基樁完整性。例如，在軟土地基施工時，基樁的持力層主要存在于中風(fēng)化花崗巖當(dāng)中，難以檢測到樁端反射。（3）樁端阻抗小于樁底巖土阻抗。如果出現(xiàn)這一情況，樁底的反相反射波就較為明顯。如果增大反射波的幅度，就會減小樁底的沉渣;反之，就地增大樁底的沉渣。反相反射波與同相反射波存在較大的差別，通過反相反射波的波型，可實(shí)現(xiàn)基完整性的準(zhǔn)確判斷。可見，

7、在不同的工程中，如果反射波波型相同，也難以判定基樁缺陷完全相同。3工程實(shí)例分析3.1案例一某住宅建筑，其樁基采用鉆孔灌注樁，樁徑600mm，樁長31m，檢測對象為11#樓與6#樓，砼強(qiáng)度等級c30，低應(yīng)變檢測信號見圖1。通過上圖信號分析，此樁在樁頂向下4.7m處的樁徑處于不斷變大的趨勢，到4.7m時，樁徑就會出現(xiàn)明顯的缺陷，經(jīng)低應(yīng)變檢測信號驗(yàn)證，此樁從樁頂向下3m出現(xiàn)縮徑的反射波信號，被誤判為該位置的樁身存在缺陷。但后來經(jīng)過抗壓靜載試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該樁加載到單樁豎向抗壓承載力極限值時，其沉降量僅為18.92mm。3.2案例二某商住小區(qū)，采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，樁長22m-29m，樁身完整性檢測采用低應(yīng)變反射波法，根據(jù)檢測結(jié)果分析，此批樁1/3以上在樁頂向下4m-10m樁身存在缺陷，故將其判為iii類樁，為了確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，建設(shè)方從iii類樁中抽取2根樁進(jìn)行檢測，檢測發(fā)現(xiàn)樁的上部接頭位置的樁身存在破裂，這下驗(yàn)證了低應(yīng)變檢測的準(zhǔn)確性。樁的低應(yīng)變檢測曲線見圖2。4結(jié)束語綜上所述，低應(yīng)變反射波法在樁身完整性檢測中應(yīng)用過程中，需要采用一些檢測方法進(jìn)行樁身的缺陷判別，以確保工程的質(zhì)量，減少安全隱患，降低工程的經(jīng)濟(jì)