低應(yīng)變反射波法檢測(cè)樁身完整性應(yīng)慎重對(duì)缺陷類(lèi)別的判斷

1、低應(yīng)變反射波法檢測(cè)樁身完整性應(yīng)慎重對(duì)缺陷類(lèi)別的判斷鹿逢月淮安市建筑科學(xué)研究院有限公司【摘要】介紹了低應(yīng)變反射波法的檢測(cè)原理，并結(jié)合工程實(shí)例說(shuō)明應(yīng)慎重對(duì)缺陷類(lèi)別的判斷【關(guān)鍵詞】低應(yīng)變反射波法，樁身完整性。1引言低應(yīng)變反射波法是基樁樁身完整性檢測(cè)的首選方法，該方法具有快速、經(jīng)濟(jì)、無(wú)損等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最為廣泛，但是該方法由于有它成立的假設(shè)條件，使得該方法在應(yīng)用中，存在對(duì)灌注樁樁身缺陷的誤判或重判，對(duì)預(yù)制樁樁身缺陷的漏判或輕判。2低應(yīng)變反射波法的基本原理2.1 基本假設(shè)假設(shè)受檢樁為一維彈性桿件，其介質(zhì)均勻連續(xù)，縱向振動(dòng)時(shí)樁橫截面保持為平面，橫截面的軸向應(yīng)力均勻分布，入射波波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于樁徑，信號(hào)沿樁身傳播不發(fā)

2、生衰減，在測(cè)試過(guò)程中，認(rèn)為樁周土對(duì)樁身應(yīng)力波的信號(hào)不發(fā)生影響。2.2 檢測(cè)原理取樁身某段為一個(gè)分析單元，其波阻抗、介質(zhì)密度、縱波波速、橫截面積分別用Z、p、c、A表7K,則：Z=pcA,當(dāng)樁身幾何尺寸或材料物理性質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，相應(yīng)的P、c、A發(fā)生變化，具變化發(fā)生處稱(chēng)為波阻抗界面。在樁頂激振后，將產(chǎn)生壓縮波，以波速c沿樁身向下傳播。當(dāng)遇到波阻抗界面時(shí)，產(chǎn)生反射波和透射波。根據(jù)應(yīng)力波傳播理論，只要兩種介質(zhì)在界面處始終保持接觸(既能承壓又能承拉而不分離)，根據(jù)波陣面動(dòng)量守恒條件可求得反射系數(shù)F,如下式：F=(Z2-Zi)/(Z2+Z1),樁身各種性狀以及樁底不同的支承條件均可歸納成以下3種波阻抗變化

3、類(lèi)型。(1)波阻抗近似不變(乙弋乙)樁底支承介質(zhì)與樁身阻抗近似，樁身完整、均勻、無(wú)缺陷都屬于這種類(lèi)型。應(yīng)力波為全透射，無(wú)反射信號(hào)產(chǎn)生。(2)波阻抗減小(ZiZ2)樁底支承介質(zhì)較樁身材料軟以及樁身斷裂、縮徑、離析、裂縫等都屬于這種類(lèi)型。反射波為上行拉力波，反射波速度、應(yīng)力均與入射波信號(hào)極信一致。(3)波阻抗近似不變(ZiZ2,且F值較大，產(chǎn)生明顯的上行拉力波，這樣從檢測(cè)信號(hào)來(lái)判斷，樁徑恢復(fù)為正常處，就存在明顯的缺陷反射波信號(hào)，應(yīng)判為田類(lèi)樁，而實(shí)際上此處是樁徑的突變處，這就導(dǎo)致了誤判。對(duì)混凝土預(yù)制樁，低應(yīng)變反射波法檢測(cè)的假設(shè)條件基本能成立，它的樁身橫截面積是恒定不變的，Zi=Z2,應(yīng)力波為全透射，

4、無(wú)反射波信號(hào)，當(dāng)遇到樁身斷裂或接頭脫接時(shí)，產(chǎn)生明顯的上行拉力波，這時(shí)會(huì)誤認(rèn)為樁的接頭所產(chǎn)生的正常信號(hào)，這就會(huì)漏判或輕判為n類(lèi)樁；當(dāng)樁底支承介質(zhì)與樁身阻抗近似時(shí)，即樁底支承在堅(jiān)硬的巖土層上，Z1-Z2應(yīng)力波為全透射，無(wú)反射信號(hào)產(chǎn)生，這就會(huì)影響對(duì)樁長(zhǎng)的判定，若樁長(zhǎng)與設(shè)計(jì)要求稍短也難以發(fā)現(xiàn)，這也會(huì)造成對(duì)樁身完整性的漏判。4工程實(shí)例(1)某安置小區(qū)11#樓6#試樁，基樁為鉆孔灌注樁，設(shè)計(jì)參數(shù)：砂強(qiáng)度等級(jí)C30,樁徑600mm樁長(zhǎng)313低應(yīng)變檢測(cè)信號(hào)如下：該信號(hào)反映此樁在樁頂向下4.7m左右存在明顯的缺陷，后經(jīng)開(kāi)挖驗(yàn)證，該樁從樁頂向下3m開(kāi)始樁徑逐漸變大，至4.7m時(shí)樁徑突變?yōu)檎稄?，因此低?yīng)變檢測(cè)信

5、號(hào)在此處會(huì)出現(xiàn)縮徑的反射波信號(hào)，被誤判為此處樁身存在明顯的缺陷，開(kāi)挖后樁身照片如右圖。后經(jīng)抗壓靜載試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證檢測(cè)該樁加載到設(shè)計(jì)要求單樁豎向抗壓承載力極限值時(shí)沉降量?jī)H為18.92mm(2)某小區(qū)一期工程1#樓，基礎(chǔ)采用增強(qiáng)型預(yù)應(yīng)力管樁，樁型為：T-PHC-AB600-56O(110)-C80,樁長(zhǎng)22m-29m,采用低應(yīng)變反射波法對(duì)樁身完整性進(jìn)行全數(shù)檢測(cè)，結(jié)果該批樁有三分之一以上在樁頂向下4m-10m左右樁身存在明顯缺陷，將其判為田類(lèi)樁，須作一定處理，為了確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，建設(shè)方從所判的田類(lèi)樁中隨機(jī)選取2根樁進(jìn)行了孔內(nèi)攝像檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該兩根樁均在樁的上部接頭處樁身有部分破裂，與低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)

6、果相吻合。其中一根253#低應(yīng)變檢測(cè)曲線(xiàn)如下：孔內(nèi)攝像在樁頂向下6m處所攝圖像如下:(3)某小區(qū)二期工程4#樓，基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力管樁，樁型為：PHC-50O(125)AB-C80,樁長(zhǎng)為8m+8m單樁豎向抗壓極限承載力為2700kNo對(duì)試樁進(jìn)行抗壓靜載檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)該批試樁抗壓承載力與設(shè)計(jì)要求相差較大，其中一根124#樁加載至54kN時(shí)樁就急劇下沉，采用低應(yīng)變反射波法對(duì)樁身完整性進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果該樁在樁頂向下6m左右樁身存在嚴(yán)重缺陷缺陷，將其判為IV類(lèi)樁，為了查明原因，對(duì)該樁進(jìn)行了孔內(nèi)攝像檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該樁在接頭處嚴(yán)重脫接，124#低應(yīng)變檢測(cè)曲線(xiàn)如下：(4)下面幾例是樁底支承在堅(jiān)硬的巖土層上，乙=乙應(yīng)力

7、波為全透射，或由于傳播能量的衰減，導(dǎo)致無(wú)反射信號(hào)產(chǎn)生，這就影響了對(duì)樁長(zhǎng)的判定，若樁長(zhǎng)與設(shè)計(jì)要求稍短也難以發(fā)現(xiàn)的實(shí)例。這些信號(hào)全部經(jīng)過(guò)100倍指數(shù)放大：工地1為多支盤(pán)擠擴(kuò)鉆孔灌注樁，設(shè)計(jì)參數(shù)：砂強(qiáng)度等級(jí)C40,樁徑750mm樁長(zhǎng)32.5m,4個(gè)支盤(pán)，盤(pán)徑1550mm工地2為預(yù)應(yīng)力砂管樁，設(shè)計(jì)參數(shù)：PHC-600(130)-C80,樁長(zhǎng)48m；工地3為鉆孔灌注樁，設(shè)計(jì)參數(shù)：砂強(qiáng)度等級(jí)C30,樁徑600mm樁長(zhǎng)31m；5結(jié)語(yǔ)通過(guò)以上工程實(shí)例費(fèi)分析，我們?cè)谟玫蛻?yīng)變反射波法檢測(cè)樁身完整性時(shí)，對(duì)缺陷的類(lèi)別進(jìn)行判別時(shí)，別輕易的下結(jié)論，可通過(guò)其他檢測(cè)方法進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證檢測(cè)，否則會(huì)給造成不必要的浪費(fèi)或者給工程質(zhì)量帶來(lái)巨大的安全隱患。對(duì)樁身淺部缺陷的判斷可通過(guò)開(kāi)挖方式進(jìn)行驗(yàn)證檢測(cè)；對(duì)混凝土灌注樁深部缺陷的判斷可通過(guò)鉆芯法、高應(yīng)變法或抗壓靜載荷試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證檢測(cè)；對(duì)混凝土預(yù)制