低應(yīng)變反射波法測樁技術(shù)

摘要：本文結(jié)合實(shí)例著重介紹目前公路橋梁建設(shè)中廣泛應(yīng)用的基樁低應(yīng)變反射波檢測方法。

關(guān)鍵詞：橋梁 檢測 技術(shù)

0 引言

混凝土鉆孔灌注樁是橋梁工程常用的基樁形式之一，它適用于各種復(fù)雜的地質(zhì)條件，具有質(zhì)量優(yōu)、承載能力強(qiáng)、造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)，但受地質(zhì)條件、施工管理、機(jī)械設(shè)備、技術(shù)水平、原材料及配合比、質(zhì)量保證體系等因素的影響很大，質(zhì)量控制難度相應(yīng)增加，在施工過程中稍有不慎極易發(fā)生斷樁事故或出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷，如樁身夾泥、縮徑、擴(kuò)徑、混凝土離析或樁頂混凝土密實(shí)性差等，據(jù)統(tǒng)計(jì)國內(nèi)外鉆孔灌注樁的事故率高達(dá)5%～10%。樁基一旦出現(xiàn)缺陷，會(huì)對橋梁工程樁基承載力產(chǎn)生較大影響，因此鉆孔灌注樁的完整性檢測就顯得格外重要。本文著重介紹目前公路橋梁建設(shè)中廣泛應(yīng)用的基樁低應(yīng)變反射波檢測方法。

1 低應(yīng)變反射波法

在公路橋梁工程建設(shè)中，隨著公路建設(shè)等級的提高，長大樁徑及高承載力樁基礎(chǔ)迅速增加，傳統(tǒng)的靜荷載檢驗(yàn)方法由于成本高、檢驗(yàn)速度慢、受檢測場地條件限制等因素的影響，很難滿足樁基檢測頻率越來越高的需要。當(dāng)前，常見的鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測主要有以下幾種：鉆芯檢驗(yàn)法、超聲脈沖檢驗(yàn)法、射線法、低應(yīng)變反射波法及高應(yīng)變反射波法。低應(yīng)變反射波檢測方法基本原理是用力錘在樁頭處施加一瞬態(tài)脈沖激勵(lì)，使樁身產(chǎn)生壓縮應(yīng)力波，應(yīng)力波沿著樁身自上而下傳播，在樁身存在明顯波阻抗界面（如樁底、斷樁或嚴(yán)重離析等部位）或樁身截面積變化（如縮徑或擴(kuò)徑）部位，將產(chǎn)生反射波，通過樁頭安裝的傳感器接收樁的振動(dòng)特性，在時(shí)間域和頻率域上分析阻抗變化處和樁底處的反射波特性，就可計(jì)算樁身波速，判斷樁身完整性和混凝土強(qiáng)度的等級。

1.1 現(xiàn)場檢測方法

鉆孔灌注樁灌注時(shí)間達(dá)7天以上，破除樁頭到設(shè)計(jì)位置，樁頭表面混凝土應(yīng)密實(shí)，具有足夠強(qiáng)度，若不能滿足要求，就須繼續(xù)向下破除到滿足要求為止，清除樁頭表面浮漿，在樁頭鑿出密實(shí)、平整的平面，以使傳感器和樁頭混凝土牢固、緊密接觸。為了排除各種因素的影響，常常進(jìn)行多次重復(fù)測試，這就要求多準(zhǔn)備幾個(gè)安裝傳感器的平面。傳感器安裝好以后，校核基樁檢測儀并調(diào)試到檢測準(zhǔn)備狀態(tài)（樁的實(shí)際樁長應(yīng)預(yù)先輸入），然后用力錘在距傳感器20cm以上距離的堅(jiān)硬密實(shí)混凝土面上垂直敲擊，應(yīng)力反射波信號經(jīng)檢測儀接收、放大濾波和數(shù)據(jù)處理，就會(huì)得到波形曲線和頻率域譜圖。我們通常所見的無破損檢驗(yàn)報(bào)告中給出的是應(yīng)力反射波的時(shí)間域波形圖。

1.2 實(shí)測波形的分析與判讀

1.2.1 圖1為某工程鉆孔灌注樁實(shí)測波形，樁徑為φ1.5m，樁長為24.0m，根據(jù)波形可判斷樁身完整，樁底反射清楚，信號清晰可辨，我們將此類樁定性描述為I類樁。

1.2.2 圖2為某工程鉆孔灌注樁實(shí)測波形，樁徑為φ1.2m，樁長為27.5m，波形顯示在距樁頂10m左右存在同相反射信號，樁底反射信號清楚，據(jù)此我們判斷在樁頂下10m左右存在一定程度的縮徑，由于未見該缺陷面的多次反射信號，故將該樁定性描述為II類樁。

1.2.3 關(guān)于混凝土強(qiáng)度等級的估計(jì)

波的傳播速度與混凝土強(qiáng)度具有相關(guān)性，如波速低于工程項(xiàng)目正常樁的波速范圍很多，就有可能是被檢驗(yàn)樁的混凝土強(qiáng)度偏低。但實(shí)際檢測過程中，混凝土強(qiáng)度并不是影響波速的唯一因素，所以目前用此方法估計(jì)混凝土強(qiáng)度只是定性的評價(jià)，并不能定量描述混凝土強(qiáng)度，確定混凝土強(qiáng)度目前仍是以施工過程澆制的混凝土試塊的抗壓強(qiáng)度為準(zhǔn)。

1.3 低應(yīng)變反射波法測樁技術(shù)的缺點(diǎn)

1.3.1 樁基質(zhì)量判定上存在不穩(wěn)定性。

1.3.2 在時(shí)間域中，速度曲線的沖擊脈沖寬度范圍是測試分析結(jié)果的盲區(qū)，難于發(fā)現(xiàn)樁頭淺部的缺陷。

1.3.3 上層大的缺陷會(huì)掩蓋下層缺陷。

2 結(jié)論

低應(yīng)變反射波法進(jìn)行橋梁鉆孔灌注樁的檢測，能夠快速對樁的質(zhì)量進(jìn)行定性描述，判定樁身的完整性，確定缺陷存在的位置，非常適用于當(dāng)前工程項(xiàng)目多、檢測頻率高的實(shí)際，對于確保橋梁工程建設(shè)質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

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