樁基質(zhì)量管理中樁基反射波檢測(cè)的應(yīng)用

張蕊

摘 要：當(dāng)前，社會(huì)處于高速發(fā)展之中，工程項(xiàng)目逐漸增多，工程樁的應(yīng)用也逐漸增多，在高層建筑、橋梁等大型工程項(xiàng)目中都會(huì)使用樁基礎(chǔ)，樁基質(zhì)量會(huì)對(duì)這些項(xiàng)目的質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。為了判定樁基質(zhì)量，就產(chǎn)生了各種類型的樁基質(zhì)量檢測(cè)方式。

關(guān)鍵詞：樁基質(zhì)量管理；樁基反射波檢測(cè)；超聲波

樁基礎(chǔ)本身起到承重作用，能在防止建筑物沉降之中發(fā)揮重要作用，進(jìn)而讓地基的承載力提升到一定的水平，而且能夠適用在存在各類差異的地層之中，被廣泛地應(yīng)用在一些大型建筑物沉降的防范之中。其質(zhì)量對(duì)整個(gè)建筑物的安全性較為重要，因而適用各種方式對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)具有重要意義。

1 樁基反射波檢測(cè)分析

1.1 高應(yīng)變應(yīng)力反射波法

在樁頂施加動(dòng)荷載類型的能量，可能讓樁和土之間出現(xiàn)一定的位置偏離，依據(jù)這種狀況是否發(fā)生可以將樁的檢測(cè)方式分為高應(yīng)變以及低應(yīng)變方法。也就是相應(yīng)的反射波法。其中的高應(yīng)變應(yīng)力反射波法，需要同時(shí)使用重錘對(duì)樁頂進(jìn)行敲擊，然后在樁的兩側(cè)劃分位置，并在距離樁頂較近的地方安置相應(yīng)的傳感器，其可以對(duì)力與速度實(shí)施較為明確的感應(yīng)，進(jìn)而在實(shí)施錘擊之后對(duì)力和速度產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行必要的監(jiān)測(cè)。在使用的過程中，施加的樁頂?shù)牧Ψ浅Ｖ?，?yīng)力及應(yīng)變水平與工程樁差距十分接近，動(dòng)荷載使樁突破土壤的阻礙出現(xiàn)相應(yīng)的貫入度，進(jìn)而讓樁與土壤之間產(chǎn)生塑性位移，樁的邊緣及其尖端的阻力都能在一定程度上發(fā)揮作用。在對(duì)樁頂?shù)捻憫?yīng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，樁土相應(yīng)的響應(yīng)信號(hào)可以包括承載力因素，因此此項(xiàng)技術(shù)可以對(duì)單樁的承載力進(jìn)行測(cè)定，也能夠用在樁身完整度的測(cè)定與評(píng)價(jià)之中。高應(yīng)變應(yīng)力反射波法對(duì)樁頂施加的振力需要非常大的能量支持，因而所需花費(fèi)的成本也就相對(duì)較高，也經(jīng)常性地被應(yīng)用在樁基的承載力測(cè)定之中，但是在樁基質(zhì)量檢測(cè)之中用到的非常之少，所以絕大多數(shù)工程都會(huì)使用低壓應(yīng)變法會(huì)展開樁基完整度的檢測(cè)，因?yàn)闀?huì)節(jié)省大量成本，因此，此次也將研究重點(diǎn)放置在低壓應(yīng)變反射波法之上。

1.2 低應(yīng)變應(yīng)力反射波法

主要將應(yīng)力波在樁中傳遞的特性根據(jù)相關(guān)理論進(jìn)行分析的方法。將樁假設(shè)為一維桿，其截面處于理想狀態(tài)，不需要對(duì)其周邊的塵土進(jìn)行考慮，其干擾可以忽略不計(jì)。在樁頂實(shí)施高速的錘擊，產(chǎn)生相應(yīng)的振力，在樁內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力波，由于樁和四周的土壤在性質(zhì)方面存在差異，因此產(chǎn)生的波阻抗之間有很大不同，大部分的應(yīng)力都以能量的形式在樁的內(nèi)部進(jìn)行傳遞，當(dāng)其波長超過樁徑的時(shí)候，應(yīng)力波的波長超過樁徑的時(shí)候，樁就可以被當(dāng)做一個(gè)一維桿，然后就可以使用相應(yīng)的公式展開計(jì)算。以垂直形式入射的應(yīng)力波在傳遞的時(shí)候，內(nèi)部有波抗差異界面的時(shí)候，將產(chǎn)生反射以及投射兩種形式的波，反射波會(huì)傳到樁頂，透射波則會(huì)持續(xù)向下。樁身的缺陷以及樁底部的情況都可以根據(jù)波的相關(guān)信息得到判定。實(shí)際上，此方法在發(fā)揮作用的過程中，由于其在判斷最大承載力過程中，在理論方面表現(xiàn)出較為明細(xì)的缺失，導(dǎo)致其在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候會(huì)存在一些方面的誤差，有時(shí)的準(zhǔn)確性較低，很多國家都會(huì)將其應(yīng)用在檢測(cè)樁身完整程度之中，可以在檢查樁基質(zhì)量之中發(fā)揮重要作用。其具備設(shè)備方便攜帶、檢測(cè)時(shí)間較短、經(jīng)濟(jì)適用、檢測(cè)范圍較大等優(yōu)勢(shì)，而且在數(shù)學(xué)和物理等方面的理論較為完備，相關(guān)的模型也基本處于成熟狀態(tài)，在樁基質(zhì)量測(cè)量當(dāng)中應(yīng)用面十分大。

2 工程實(shí)例分析

2.1 工程概況

將長沙縣東門尚苑二期工程作為研究工程的案例。使用樁基反射波法實(shí)施檢測(cè)。在對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)信息了解之后可知，場(chǎng)地的地層按照從上到下的順序可以判定為：素填土，其大致厚度在0.81到7.8m左右；淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，其基本層厚在0.7到2.3m之間；粉質(zhì)粘土的厚度在0.5到6.4m之間，而殘積土的基本厚度則在0.5到2.8m之間，強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖的厚度在3.4到6.6m之間，中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。

使用的是人工挖孔灌注樁，其本身的直徑在？準(zhǔn)900到1400mm之間，擴(kuò)底D=900搭配2200mm，在設(shè)計(jì)樁端持力層的時(shí)候，將其材料設(shè)定為中風(fēng)化巖層，混凝土標(biāo)號(hào)設(shè)定為C30，灌注的合理樁長通常設(shè)定為6.4到11.4m之間。

此次研究將工程之中的245#、278#樁作為檢測(cè)對(duì)象，使用反射波檢測(cè)法實(shí)施檢測(cè)。

2.2 儀器準(zhǔn)備

使用型號(hào)為RSM-PRT的低應(yīng)變檢測(cè)設(shè)備，小錘子、機(jī)振、傳感器等。其中傳感器需要選擇電荷型。在正式開始檢測(cè)之前，應(yīng)該對(duì)設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)置，取樣的間隔設(shè)定在10到60us之間。取樣的頻率則設(shè)定在1到800Hz之間，注意設(shè)定的是下限，其上限應(yīng)為2000Hz。增益則應(yīng)該被設(shè)定在10到48dB。

2.3 檢測(cè)結(jié)果

樁號(hào)為245#、278#的樁檢測(cè)質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果如下，245#的樁長為9.00m，波速在3945m/s，混凝土的強(qiáng)度頂級(jí)設(shè)定在C30，樁的等級(jí)是Ⅰ類，樁徑則為800mm，檢測(cè)完整度如圖1、圖2所示。

圖1 245#號(hào)樁完整度檢測(cè)結(jié)果圖

圖2 278#號(hào)樁完整度檢測(cè)結(jié)果圖

2.4 單樁豎向靜荷載試驗(yàn)

樁號(hào)為245#的樁試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)以及結(jié)果如表1所示。樁號(hào)為278#的樁試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)以及結(jié)果如表2所示。

2.5 相關(guān)建議

在工程展開之前，設(shè)計(jì)人員就應(yīng)該對(duì)樁基檢測(cè)的有關(guān)部分進(jìn)行考慮，對(duì)需要使用的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行明確標(biāo)注，為了讓檢測(cè)工作具備更加系統(tǒng)的特性，要重視施工的基礎(chǔ)質(zhì)量，從而從整體上維護(hù)施工質(zhì)量。

對(duì)樁基檢測(cè)的結(jié)果應(yīng)該根據(jù)施工的實(shí)際情況進(jìn)行考慮，盡量以現(xiàn)實(shí)情況為依據(jù)，單單從各項(xiàng)數(shù)據(jù)中進(jìn)行判定將脫離現(xiàn)實(shí)。在檢測(cè)工作中，對(duì)其他方法也要多多了解，不斷積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，提升自身的工作技能。關(guān)注此方面的最新技術(shù)和設(shè)備，對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢查，對(duì)于其中出現(xiàn)的問題的部分實(shí)施必要的維修和更換。

低應(yīng)變反射波法在樁基質(zhì)量檢測(cè)之中優(yōu)勢(shì)加大，但是也存在不足，雖然很多樁都可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確判定，但是一些樁仍然受到干擾，影響檢測(cè)結(jié)果，對(duì)于一些難以檢測(cè)的樁要使用其他方法進(jìn)行再次檢測(cè)。

3 結(jié)束語

當(dāng)前，時(shí)代不斷向前發(fā)展，各種建設(shè)工程的質(zhì)量要求逐漸提升，在工程量不斷增大的情況下，大型工程中樁基礎(chǔ)的使用量也逐漸增多。由于樁基礎(chǔ)對(duì)工程建筑物本身的使用安全有著十分重要的作用，其質(zhì)量也就受到重視，此次研究中對(duì)其質(zhì)量管理中的反射波檢測(cè)法展開分析，出于節(jié)約成本的考慮，將研究的重點(diǎn)設(shè)定為低應(yīng)力反射波法，因?yàn)楦邞?yīng)變力檢測(cè)的方式所花費(fèi)的資金過高。

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