淺析基樁低應(yīng)變檢測常見缺陷的波形特征

劉琳

摘 要：本文通過對基樁低應(yīng)變法實測波形曲線的分析，說明樁身缺陷的波形特征。

關(guān)鍵詞：基樁；低應(yīng)變法；缺陷；波形特征

1 前言

基樁低應(yīng)變檢測因其機(jī)理清晰、測試方法簡便，成果較可靠，并且成本低、檢測比例大、效率高、便于對樁基工程進(jìn)行普查等特點而受到工程界的歡迎。然而，由于其方法本身的局限性，如測試“盲區(qū)”的問題（一般認(rèn)為距樁頂1-1.5倍樁徑為測試“盲區(qū)”）、大直徑樁高頻干擾的問題、嵌巖樁的問題等，在判斷樁身缺陷時往往有一定的難度。而樁身存在較嚴(yán)重缺陷時將導(dǎo)致樁身的承載力明顯降低，達(dá)不到設(shè)計要求，給整個工程帶來很大的安全隱患。所以，對樁身缺陷的判定具有重要的工程實際意義。

2 檢測技術(shù)要求

為了保證檢測質(zhì)量，受檢樁混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到規(guī)范要求（混凝土強(qiáng)度至少達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%，且不小于15MPa）。

2.1樁頭的處理

為了確保檢測時應(yīng)力波的正常傳遞，樁頂?shù)幕炷临|(zhì)量應(yīng)能代表樁身混凝土質(zhì)量。檢測前對于灌注樁應(yīng)鑿去樁頂浮漿、松散或破損部分，樁頂表面應(yīng)平整干凈且無積水，樁頭部分樁身截面不規(guī)則時，也應(yīng)將截面不規(guī)則部分鑿除后進(jìn)行檢測。對于預(yù)應(yīng)力管樁，當(dāng)端板與樁身混凝土之間結(jié)合緊密時，可不進(jìn)行處理，否則應(yīng)鋸掉后檢測。

2.2傳感器的選擇與安裝

加速度傳感器不僅具有良好的幅頻特牲，而且具有良好的相頻特牲，所以測試最好選用加速度傳感器。同時傳感器安裝的好壞對測試效果的影響很大，理論上傳感器與樁面連接越緊密，與樁面之間的接觸剛度越大，傳遞的特性就越好，測試信號也越真實。此外，激振點與傳感器安裝點的位置也很重要，對于灌注樁，錘擊點在樁頂中心，傳感器安裝點與樁中心的距離宜為樁半徑的三分之二，這樣可以有效的減少大直徑樁的高頻干擾；對于預(yù)制管樁，錘擊點與傳感器安裝點宜為樁壁厚的二分這一處，錘擊點、傳感器安裝點與樁頂中心構(gòu)成的平面夾角宜為90度。

2.3激振技術(shù)

激振技術(shù)在整個檢測工作中占據(jù)著重要的位置，現(xiàn)場檢測時，應(yīng)針對不同的測試對象選擇不同的激振源。一般來說，當(dāng)檢測長樁的樁底反射信息或深部缺陷時采用頻率比較低的脈沖波；當(dāng)檢測短樁、樁的淺部缺陷及預(yù)制樁的淺部水平裂縫時用頻率比較高的脈沖波；當(dāng)要判斷測試“盲區(qū)”時使用又輕又硬的金屬錘乃至小鐵釘，可以很好的提高振源頻率和測試分辨率。

3 檢測實例分析

例1：2#樁，樁型為靜壓預(yù)制管樁，樁徑400mm，樁長14.90米，分上下兩節(jié)，上節(jié)長2.9米，下節(jié)長12.0米，實測波形見圖1-1。從實測波形可以看出，約3.0米處反射明顯，初步判斷為接樁焊縫斷裂。經(jīng)開挖證實，在距樁頂約2.9米兩節(jié)樁對接處脫焊，用錘敲擊樁身可見樁身晃動。重新焊實后的實測波形見圖1-2，從實測曲線看波形正常。

圖1-1 2#樁實測曲線

圖1-2 2#樁補(bǔ)焊后實則曲線

例2：8ZH68#樁，樁型為素混凝土樁，樁徑800mm，實測波形見圖2-1。從實測波形可以看出，首波尚未完成，就見缺陷反射波疊加其上，而且出現(xiàn)多次等間距反射波，初步判斷樁身淺部斷裂。經(jīng)開挖證實，在距樁頂約1.8米處出現(xiàn)一條大裂縫，用腳踢可見樁身晃動。實測波形為典型的斷樁波形。截去2.2米后重新測試，波形如圖2-2所示，實測曲線波形正常。

圖2-2 8ZH68#樁截去后實測曲線

例3：10ZH11#樁，樁型為素混凝土樁，樁徑800mm，實測波形見圖3-1。該波形與8ZH68#樁波形似，但反射幅度和反射次數(shù)略遜于8ZH68#樁，初步判斷約4.5米處有明顯缺陷。經(jīng)開挖證實，在距樁頂約4.4米處出現(xiàn)一條裂縫。實測波形為裂縫缺陷樁的波形。截去4.7米后重新測試，波形如圖3-2所示，實測曲線波形正常。

圖3-1 10ZH11#樁實測曲線

圖3-2 10ZH11#樁破除后實測曲線

例4：80#樁，樁型為旋挖灌注，樁徑1200mm，樁長8.47米（一層地下室，空樁約5.0米），設(shè)計持力層為微風(fēng)化巖，實測波形見圖4-1。從實測波形可以看出，在樁底反射前有一個明顯的缺陷反射，初步判斷為樁底沉渣過厚，建議抽芯。抽芯檢測如圖4-2所示：樁身砼長7.66米，有約0.8米的沉渣，分析是塌方所致。

圖4-1 80#樁實測曲線

圖4-2 80#樁鉆芯檢測相片

例4：BY5#樁，樁型為旋挖灌注，樁徑1000mm，樁長34.0米，設(shè)計持力層為強(qiáng)風(fēng)化巖，實測波形見圖5-1。從實測波形可以看出17.5米左右見寬緩的同向反射波，樁底反射不清晰，而該工地大部分曲線樁底反射清晰，對該樁樁身完整性有懷疑，建議抽芯驗證。抽芯檢測結(jié)果如圖5-2所示：在17.30～17.90m水泥砂漿富積，砼芯樣尚完整，但觀感上看強(qiáng)度較低。該樁為離析缺陷。

圖5-1 BY5#樁實測曲線

圖5-2 BY5#樁實測曲線

4 結(jié)束語

1、一維波理論是在桿的橫向尺寸影響可以忽略的背景下建立的，并沒有排除淺部有嚴(yán)重缺陷的情況，因此存在淺部缺陷準(zhǔn)確定位的問題。一般情況下可以通過提高振源頻率來對淺部缺陷做出定位，如果缺陷部位太淺，測到的波形為低頻寬幅振蕩波形，則只能定性做出判斷，估計缺陷的大致范圍。

2、當(dāng)發(fā)現(xiàn)樁身存在缺陷時，應(yīng)更換檢測點和激振源反復(fù)測試，排除其它因素的影響，進(jìn)一步證實缺陷的存在。對于淺部缺陷，可以開挖驗證，截去缺陷以上部后重新檢測樁身質(zhì)量；對于深部或樁底缺陷，可以抽芯驗證，根據(jù)缺陷的情況再商討補(bǔ)強(qiáng)方案。

3、大直徑灌注樁荷載較大，對樁身砼完整性要求較高，離析是一種常見的缺陷，低應(yīng)變法檢測往往對該類缺陷漏判，造成安全隱患。建議進(jìn)行聲波透射法檢測，從而使基樁得到更準(zhǔn)確的質(zhì)量判定，而不至由于低應(yīng)變法引起的漏判或誤判。

參考文獻(xiàn)：

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