基樁反射波法檢測(cè)樁身缺陷深度的不確定度評(píng)定

楊立峰

摘要：基樁反射波法是基樁完整性無損檢測(cè)的一種方法，由于該法簡(jiǎn)便、快速、經(jīng)濟(jì)，能對(duì)樁基施工質(zhì)量進(jìn)行有效的控制，滿足一定的工程需要，因而使用較為廣泛。文章結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)基樁反射波法檢測(cè)樁身缺陷深度的不確定度評(píng)定進(jìn)行了探討。以期提高實(shí)踐操作中的檢測(cè)技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：基樁；反射波法；檢測(cè)；樁身缺陷深度；不確定度

0 引言

工程基樁進(jìn)行樁身完整性檢測(cè)是基樁檢測(cè)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，測(cè)量的目的是為了確定被測(cè)量的量值。測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量（品質(zhì)）是量度測(cè)量結(jié)果可信程度的最重要的依據(jù)。測(cè)量不確定度就是對(duì)測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的定量表征，表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性、與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)，稱為測(cè)量不確定度。廣義上說，測(cè)量不確定度意味著對(duì)測(cè)量結(jié)果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度，測(cè)量結(jié)果的可用性很大程度上取決于其不確定度的大小。所以，測(cè)量結(jié)果表述必須同時(shí)包含賦予被測(cè)量的值及與該值相關(guān)的測(cè)量不確定度，才是完整并有意義的。

1 基樁反射波法的基本原理

基樁反射波法檢測(cè)樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是：通過在樁頂施加激振信號(hào)產(chǎn)生應(yīng)力波，該應(yīng)力波沿樁身傳播過程中，遇到不連續(xù)界面（如蜂窩、泥、夾斷裂、孔洞等缺陷）和樁底面時(shí)，將產(chǎn)生反射波，檢測(cè)分析反射波的傳播時(shí)間、幅值和波形特征，就能判斷基樁的完整性。

2 基樁反射波法實(shí)際檢測(cè)中應(yīng)注意的問題

2.1 “淺部盲區(qū)”現(xiàn)象

進(jìn)行基樁完整性檢測(cè)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)在曲線上不能正確判斷前部缺陷的現(xiàn)象，即“淺部盲區(qū)”現(xiàn)象?！皽\部盲區(qū)”的出現(xiàn)與檢測(cè)儀器、測(cè)試方式有關(guān)。理論上講，通過選擇合理的激發(fā)接收裝置，可以沒有“淺部盲區(qū)”，但由于測(cè)試儀器和測(cè)試方法的問題，“淺部盲區(qū)”現(xiàn)象確實(shí)存在。因此，在判斷樁身完整性的時(shí)候，如出現(xiàn)大量“淺部盲區(qū)”，不容易辨別是否有淺部缺陷，可以考慮更換儀器或挖開淺部樁身進(jìn)行驗(yàn)證。

2.2 判斷樁長(zhǎng)問題

實(shí)際的基樁檢測(cè)中，影響檢測(cè)樁長(zhǎng)的因素很多，主要有：波的衰減特性；擊發(fā)方式（擊發(fā)頻率、能量）的影響；樁基施工工藝和樁型的影響。因此不宜校核樁長(zhǎng)。

2.3 區(qū)分缺陷問題

由于所測(cè)得的樁頂反射波幅度受各種因素影響，縮徑、隙、裂離析的表現(xiàn)形式完全相同，造成缺

陷的具體性質(zhì)無法正確判定，要進(jìn)一步判斷樁身缺陷的性質(zhì)，除分析測(cè)樁曲線特征外，應(yīng)綜合分析

基樁施工工藝、施工記錄及場(chǎng)地工程地質(zhì)條件等因素。

2.4 養(yǎng)護(hù)齡期問題

混凝土是一種與齡期有關(guān)的材料，其強(qiáng)度隨時(shí)間的增加而增加。在最初的幾天內(nèi)強(qiáng)度快速增加，隨后逐漸變緩，其物理力學(xué)、聲學(xué)參數(shù)變化趨勢(shì)亦大體如此。

2.5 阻抗變化問題

一些缺陷如縮徑、離析、空洞等發(fā)生在樁身的某一段，而且缺陷程度是由輕至重或由重至輕。對(duì)于這樣漸變的阻抗界面，反射波信號(hào)往往反映得不很明顯，給完整性判斷帶來了困難。因此，可結(jié)合施工、地層情況綜合分析加以區(qū)分；無區(qū)分時(shí)，應(yīng)結(jié)合其他檢測(cè)方法綜合判定。

3 工程檢測(cè)實(shí)例

3.1 工程概況

某工業(yè)廠房，采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80，工程樁總數(shù)156根，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為29～30m，樁端持力層為粗砂層，根據(jù)國家和省的有關(guān)規(guī)定，對(duì)其中53根樁進(jìn)行反射波法試驗(yàn)，以判定樁身缺陷的程度及位置。使用儀器為美國PDI公司生產(chǎn)的PIT基樁動(dòng)測(cè)儀?，F(xiàn)對(duì)其中50#樁在6.0m左右缺陷位置進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)定。

3.2 檢測(cè)依據(jù)和方法

檢測(cè)按照廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》（DBJ 15-60-2008）有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，采用PIT基樁動(dòng)測(cè)儀并采用不同激振方式對(duì)50#樁重復(fù)測(cè)量6次。

3.3 確定數(shù)學(xué)模型

缺陷位置是應(yīng)力波在樁身傳播的彈性波速v和缺陷位置反射波時(shí)間t的二元函數(shù)：

式中：L—缺陷深度（m）

v—彈性波速（m/s）

t—缺陷位置反射時(shí)間（s）

3.4計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4 結(jié)束語

綜上所述，樁基工程作為隱蔽工程，發(fā)現(xiàn)問題難，事故處理難。因此，樁基礎(chǔ)工程的試驗(yàn)和檢測(cè)顯得尤為重要。由于基樁反射波法測(cè)點(diǎn)廣、經(jīng)濟(jì)、快捷、無損等諸多優(yōu)點(diǎn)，反射波法作為使用頻率高且發(fā)展較快的無損檢測(cè)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]JJF1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》

[2]段茗. 基樁反射波法檢測(cè)技術(shù)的評(píng)價(jià)與應(yīng)用[J]. 山西建筑. 2010（30）