低應(yīng)變反射波法檢測樁基的注意事項與質(zhì)量控制

李世元

【摘 要】在土建工程中，樁基往往是一項最為普遍的隱蔽工程，而樁基的作用對于整個工程而言都至關(guān)重要。樁基檢測對于樁基的質(zhì)量保證起到一個關(guān)鍵作用，是土建工程中的關(guān)鍵所在。本文通過對低應(yīng)變反射法檢測樁基的原理進(jìn)行分析，從理論和實踐層面對低應(yīng)變反射波法樁基檢測方法的影響因素進(jìn)行分析，并從多方面對樁基檢測的影響因素及消除方法進(jìn)行闡述，對于樁基檢測具有一定的參考作用，能夠在實際工程中廣泛應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】樁基檢測；低應(yīng)變反射波法；質(zhì)量控制

隨著我國經(jīng)濟實力的不斷增強，建設(shè)行業(yè)正在以前所未有的速度飛速發(fā)展。在越來越多的房屋、水利以及公路橋涵的建設(shè)中，樁基作為一項典型的隱蔽工程在工程質(zhì)量控制中起到了至關(guān)重要的作用。樁基的質(zhì)量問題往往會影響整個工程的質(zhì)量，嚴(yán)重的會對工程造成不可逆轉(zhuǎn)的損害，甚至造成事故。

由于樁基的隱蔽工程特點，在樁基的施工過程中，尤其是在灌注施工過程中，很容易受到外界因素的影響，出現(xiàn)離析、夾泥、縮徑、沉渣甚至斷裂等質(zhì)量問題，造成工程隱患。因此在實際工程檢測中，利用測得反射波曲線信號準(zhǔn)確地判定樁身質(zhì)量，排除樁身隱患，對基樁的質(zhì)量評價是至關(guān)重要的。低應(yīng)變反射波法較傳統(tǒng)的檢測方法具有快速，經(jīng)濟，準(zhǔn)確的特點，在工程上具有廣泛的應(yīng)用前景。

1.低應(yīng)變反射波法檢測樁基的基本原理

對于樁基的檢驗?zāi)康?，主要是為了了解樁基的承載力，對樁基的混凝土質(zhì)量進(jìn)行檢測，以驗證其是否符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，還有就是對樁基本身的灌注情況進(jìn)行檢測，對樁基中存在的質(zhì)量隱患進(jìn)行排查，通過適當(dāng)?shù)氖侄芜M(jìn)行補救，保證工程質(zhì)量。

低應(yīng)變反射波法檢測樁基，主要是對樁基的完整性進(jìn)行檢測，對樁基的長度進(jìn)行校對，檢驗樁基是否存在缺陷，并準(zhǔn)確定位缺陷位置，以及對混凝土的強度等級進(jìn)行估算。其原理是通過力錘或手錘敲擊樁基頂部，使樁基產(chǎn)生應(yīng)力波，應(yīng)力波通過樁基，延樁基方向傳播。根據(jù)一維彈性桿應(yīng)力波波動理論，樁基中存在如斷裂、夾泥、擴徑、縮徑、沉渣等情況時，應(yīng)力波的波阻抗Z會發(fā)生明顯變化，從而產(chǎn)生反射波和透射波，變化的程度取決于波阻抗Z的大小，也就是說取決于樁基中存在問題的嚴(yán)重性。通過安裝在樁基頂部的傳感器接收信號，對信號進(jìn)行分析處理，分析反射波和透射波的相位以及幅值大小，可以有效確定樁基的問題位置和程度。

2.低應(yīng)變反射波法檢測樁基的局限性和影響因素

2.1低應(yīng)變反射波法檢測樁基的局限性

低應(yīng)變反射波法檢測樁基雖然快速有效，但也有一定的局限性和不足。

一是對于一些特殊地質(zhì)條件下，樁基判斷存在一定困難，如地下水豐富的地段，由于地下水儲量太大，樁基質(zhì)量很差，應(yīng)變波在傳遞過程中衰減過大或完全衰減，無法對樁基進(jìn)行檢測。

二是在樁基整體強度偏低時，用低應(yīng)變反射波法檢驗樁基的完整性未能發(fā)現(xiàn)問題，在鉆芯時發(fā)現(xiàn)樁基強度太低，無法形成完整的芯樣，使得低應(yīng)變反射波發(fā)生檢測失誤。

三是在樁基受到周圍影響較大時，對于周圍土層的束縛或其他情況時，會產(chǎn)生大量復(fù)雜波形，影響樁基檢測，使檢測無法正常進(jìn)行。

四是對于一些特殊的灌注方法，如鉆孔灌注法等，樁基本身的擴徑等現(xiàn)象尤其明顯，直接導(dǎo)致低應(yīng)變反射波法不能正確判斷，造成失誤。

2.2低應(yīng)變反射波法檢測樁基的影響因素

2.2.1樁頭對低應(yīng)變反射波法檢測樁基的影響

樁頭的處理是低應(yīng)變反射波檢測的關(guān)鍵，是檢測過程中最基礎(chǔ)但是也是最重要的部分，樁頭處理直接影響著測試的結(jié)果。但工作人員往往很容易忽視這一點，造成測試結(jié)果的偏差和不理想。由于施工過程中，樁頭部分的處理往往難以把握，很容易造成樁頭部分混凝土松散或浮漿、樁頭破損等問題。當(dāng)發(fā)生樁頭部分處理不當(dāng)時，在測試時對信號的反饋和測試結(jié)果都不理想，改變傳感器安裝也不會對結(jié)果有任何改善，這是由于在樁頭部位的混凝土浮漿，造成存在大量的反向脈沖存在。

2.2.2傳感器對低應(yīng)變反射波法檢測樁基的影響

傳感器的安裝對信號的收集處理有很大的影響，從理論層面講，傳感器越貼近樁面、傳感器越輕、與樁面接觸點的剛度越大，達(dá)到的效果就越好，收集到的信號就越強。對于傳感器的安裝，可以采用黃油或凡士林，雖然經(jīng)濟實用，但黃油較臟。也可用采用彈性較好的橡皮泥、牙膏和口香糖，但是選擇的耦合劑會直接影響傳感器的信號接收。當(dāng)耦合劑使用不當(dāng)時，會使反饋信號減少或消失，直接影響到對樁基的判斷，造成判斷失誤。

2.2.3激振錘的選擇對低應(yīng)變發(fā)射波法檢測樁基的影響

選擇適當(dāng)材料和重量的錘的重要性往往被忽視，應(yīng)針對不同的測試對象選擇不同的激振源，小樁選擇較小的錘，大樁選擇較重的錘或力棒。一般來說，較長的樁宜選擇脈沖比較寬的激振源，才容易獲得樁底反射信號。短樁要求入射波脈沖窄，若脈沖太寬則會影響缺陷的分辨率。金屬錘所產(chǎn)生的脈沖頻率偏高、中低頻不豐富，衰減過快，可能會顯得能量不足。橡皮錘太軟，脈沖過寬，容易導(dǎo)致漏判缺陷。在金屬錘上加尼龍錘頭是比較理想的選擇，這樣振源頻率成分分布比較合理，有利于波形分析和缺陷判斷。

2.2.4周圍土層對低應(yīng)變反射波法檢測樁基的影響

樁基周圍土層對于低應(yīng)變反射波法檢測有很大影響，土層的不同對于信號的分析和反饋往往會有較大影響和干涉，測試時如果沒有充分考慮到土層變換，常常會造成檢測的誤判。當(dāng)樁周圍土壤從軟土層變化到硬土層時，波形會發(fā)生變化，產(chǎn)生一種類似于擴徑的反射波；而樁周圍土壤從硬土層變化到軟土層是，波形同樣也會發(fā)生變化，產(chǎn)生一種類似于縮徑的反射波。如果對于波形的分析不到位，檢測人員經(jīng)驗不足，很容易造成對結(jié)果的誤判。

3.低應(yīng)變反射波法檢測樁基的注意事項

對于低應(yīng)變反射波法檢測樁基，應(yīng)充分考慮測試過程中的干擾因素，才能得到有用的信號，以進(jìn)行正確的分析整理。一是要注意樁頭的處理，樁頭處理要保證樁頭的干凈整潔，通常來講，樁頭處理要處理到看到新的含骨料的混凝土為止，且不要有破碎、雜物等。二是傳感器的安裝，傳感器安裝的耦合劑要足量，且具有足夠的粘結(jié)強度，傳感器安裝位置宜為距樁中心2/3半徑處，在空心樁的測試過程中，要保證傳感器安裝位置同錘擊點位于同一水平面上，其與樁中心線應(yīng)保持垂直，并將傳感器安裝在樁壁厚的1/2處。三是選擇合適重量的激振錘，宜用寬脈沖獲取樁底或樁身下部缺陷反射信號，宜用窄脈沖獲取樁身上部缺陷反射信號。四是對周圍土層有充分的了解，在測試前的準(zhǔn)備工作中要全面詳細(xì)，對樁周圍土壤的勘測資料需要完整詳細(xì)，應(yīng)充分了解周圍土質(zhì)，以便正確判斷反射波的變化所對應(yīng)的情況。

4.總結(jié)

總而言之，低應(yīng)變反射波法檢測樁基是一種在工程中適用性很強的檢測方法，它能夠?qū)崿F(xiàn)快速檢測和準(zhǔn)確定位，對于各種土建工程都能有廣泛的適用性。在檢測過程中充分考慮各項因素的影響，并準(zhǔn)確對檢測步驟逐一完成，是能夠?qū)崿F(xiàn)提高工程效率的整體目標(biāo)的。 [科]

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