反射波法檢測(cè)水泥攪拌樁的應(yīng)用研究

Word版本，下載可自由編輯反射波法檢測(cè)水泥攪拌樁的應(yīng)用研究反射波法檢測(cè)水泥攪拌樁的應(yīng)用討論詳細(xì)包括哪些內(nèi)容呢，下面我為大家?guī)?lái)相關(guān)內(nèi)容介紹以供參考。

反射波法是低應(yīng)變測(cè)定混凝土樁樁身完整性的一種檢測(cè)辦法，其經(jīng)過(guò)多年的討論、應(yīng)用及進(jìn)展，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)逐漸走向成熟，事實(shí)證實(shí)它是一種精確?????牢靠、經(jīng)濟(jì)快捷的檢測(cè)手段。

近年來(lái)，隨著深層攪拌樁在軟土地區(qū)的廣泛應(yīng)用，工程上迫切需要一種能夠?qū)Υ藬嚢铇稑渡碣|(zhì)量舉行迅速有效地分析與評(píng)估的檢測(cè)手段。但是長(zhǎng)久以來(lái)，對(duì)攪拌樁樁身質(zhì)量的檢測(cè)往往只能依靠于鉆孔取芯或開(kāi)挖取樣等辦法，這些辦法盡管直接牢靠，但因?yàn)槠鋾r(shí)光長(zhǎng)、成本高，所以很難對(duì)大批量的攪拌樁舉行綜合質(zhì)量評(píng)估，其結(jié)果也就難免以偏概全。

因此，能否將應(yīng)用于混凝土樁身質(zhì)量評(píng)價(jià)的反射波法勝利地應(yīng)用于攪拌樁，已經(jīng)成為樁基動(dòng)測(cè)界中一個(gè)迫切需要討論及解決的課題。在國(guó)內(nèi)，到目前為止，反射波法攪拌樁樁身質(zhì)量還處于探究階段，盡管有許多學(xué)者與同行舉行過(guò)相關(guān)的討論，但是因?yàn)樗鶛z測(cè)的對(duì)象具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性(地質(zhì)環(huán)境差異、樁身段料的非嚴(yán)格勻稱性、樁周介質(zhì)阻抗與樁身介質(zhì)阻抗差異小、施工工藝的差異、測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)條件的差異)，其精確?????性與牢靠性還有待進(jìn)一步提升與完美。本文結(jié)合近年來(lái)的工程實(shí)踐，就反射波法檢測(cè)水泥攪拌樁的應(yīng)用談?wù)勔恍w味與意見(jiàn)。

1理論基礎(chǔ)與可行性分析

反射波法是建立在—維波動(dòng)理論的基礎(chǔ)上的。假設(shè)樁為質(zhì)地勻稱、各向同性的—維線彈性體(樁的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于直徑，且入射波波長(zhǎng)λ大于樁的直徑)，當(dāng)用手錘在樁頂敲擊時(shí)，產(chǎn)生的應(yīng)力波在樁身傳揚(yáng)滿足—維波動(dòng)方程。反射波法檢測(cè)水泥攪拌樁必需滿足以下理論條件：(1)水泥攪拌樁是否可視為一維桿件。(2)水泥攪拌樁樁身段料是否可視為彈性材料。

(3)水泥攪拌樁樁身波阻抗是否可以被識(shí)別。

從目前工程上的應(yīng)用來(lái)看，水泥攪拌樁樁徑多為50cm，樁長(zhǎng)多為8m以上，長(zhǎng)徑比普通在16以上，符合樁長(zhǎng)遠(yuǎn)大于樁徑的理論條件，樁體可視為一維桿件。

水泥攪拌樁是由水泥就地與地基土充分?jǐn)嚢栌不?，水泥土在受力初期，?yīng)力與應(yīng)變關(guān)系基本上符合虎克定律?？梢暈閺椥圆牧?。

與混凝土灌注樁相比，盡管水泥攪拌樁樁身波阻抗顯然要小，但目前大量的工程實(shí)驗(yàn)資料證實(shí)，水泥攪拌樁樁身抗壓強(qiáng)度可達(dá)1.2MPa以上(425＃水泥，噴灰量50kg/m，齡期90d)，其抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于樁周土強(qiáng)度，基本符合—維波動(dòng)方程的理論假設(shè)。對(duì)實(shí)際工程樁的檢測(cè)也表明，一維壓縮波在水泥攪拌樁樁身以內(nèi)的入射、透射、反射特征清楚。

基于以上分析，反射波法檢測(cè)水泥攪拌樁的樁身質(zhì)量是可行的。

2實(shí)際應(yīng)用與牢靠性分析

與檢測(cè)混凝土灌注樁相比，反射波法檢測(cè)水泥攪拌樁有著其自身的特別性。

首先是檢測(cè)時(shí)確定檢測(cè)齡期的問(wèn)題。統(tǒng)計(jì)資料表明，到28d齡期時(shí)，水泥土的強(qiáng)度為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%左右，到90d齡期時(shí)才干達(dá)到設(shè)計(jì)要求。從檢測(cè)效果的角度動(dòng)身，齡期越長(zhǎng)，強(qiáng)度越高，檢測(cè)效果越好。假如過(guò)早地舉行檢測(cè)，水泥土尚未徹低硬化，水泥土的波阻抗與樁周土的波阻抗較為臨近，則不滿足一維波動(dòng)方程的理論假設(shè)?；蛞?yàn)殒R擊時(shí)，由于樁身整體強(qiáng)度不高，形成波形的低頻震蕩，導(dǎo)致無(wú)法舉行有效的分析與推斷。因此建議水泥攪拌樁最佳的檢測(cè)齡期為28d以后。

第二因?yàn)樗嗤翢o(wú)粗骨料，彈性波在水泥土內(nèi)部傳遞時(shí)，介質(zhì)散射引起的衰減較小，而介質(zhì)汲取產(chǎn)生的衰減較大。為了取得良好的檢測(cè)效果，應(yīng)盡可能破除樁頂松散層，打磨各測(cè)點(diǎn)，并挑選合適的振源，普通尼龍錘具有較好的指向性和穿透力。為削減彈性波的損失，應(yīng)采納如黃油、凡士林一類的膠狀或漿狀物質(zhì)作耦合劑。

最后，挑選合理的波速成為一次勝利檢測(cè)的關(guān)鍵，反射波測(cè)出的實(shí)際有效樁長(zhǎng)：

L=tc/2

式中：t—彈性波由樁頂傳至樁底、經(jīng)反射后傳至樁頂?shù)臅r(shí)光(由儀器測(cè)定)；

c—彈性波在樁身內(nèi)傳揚(yáng)的波速，m/s。

因此，波速的挑選直接影響到實(shí)測(cè)樁長(zhǎng)與缺陷位置推斷的精確?????性。波速挑選的越合理，越具代表性，實(shí)測(cè)樁長(zhǎng)的誤差就越小，反射波法檢測(cè)的牢靠性就越高。

我院曾于1996年在寧馬馬路板橋段線外按線內(nèi)工程樁設(shè)計(jì)要求(設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)16.5m，水泥摻入比12%)同期制成三根試樁。1號(hào)樁為樁長(zhǎng)低于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的短樁，2號(hào)樁為按設(shè)計(jì)要求制成的完整樁，3號(hào)樁為只在某一段面減停噴灰量的缺陷樁。成樁14d后，對(duì)其舉行檢測(cè)。首先檢測(cè)2號(hào)樁，并將其作為標(biāo)準(zhǔn)參考樁。實(shí)測(cè)波形清楚，樁底反射顯然。按設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)16.5m可計(jì)算出波速為1280m/s，可將其作為另兩根樁的閱歷波速。隨后檢測(cè)1號(hào)樁，運(yùn)用2號(hào)樁的閱歷波速可測(cè)出1號(hào)樁實(shí)際有效樁長(zhǎng)為14.88m，同樣測(cè)出3號(hào)樁缺陷位置在9.79m處。進(jìn)一步可對(duì)線內(nèi)同期工程樁舉行迅速普測(cè)，取得了十分好的效果。

實(shí)踐證實(shí)，只要挑選合理，處理得當(dāng)，在滿足一定的條件下，徹低可以通過(guò)反射波法檢測(cè)水泥攪拌樁的樁身完整性。

3不確定因素與局限性

盡管反射波法檢測(cè)水泥攪拌性有著迅速、牢靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，但仍有其一定的局限性。

首先，閱歷波速隨著齡期、強(qiáng)度、水泥含量、土樣含水量變化存在著顯然的不確定性，造成閱歷波速范圍波動(dòng)過(guò)大，直接造成檢測(cè)結(jié)果誤差增大。而為取得有代表性的閱歷波速，在工程樁同期打試樁，既不太可能也不太實(shí)際。所以這還得利用今后不斷的堆積和完美，建立起一套完整的閱歷波速與各影響因素的相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，才干真正使反