關(guān)于低應(yīng)變反射波法檢測(cè)樁身完整性探討

李海永

摘要：在對(duì)樁身質(zhì)量檢測(cè)時(shí)一般通過(guò)實(shí)測(cè)樁頂?shù)募铀俣葋?lái)檢測(cè)基樁的樁身是否完整，最常采用的方法是低應(yīng)變反射波法。本文主要通過(guò)對(duì)低應(yīng)變反射波法的使用設(shè)備以及測(cè)試的具體要求進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析和研究，并提出了相關(guān)的理論基礎(chǔ)和先進(jìn)的技術(shù)，旨在能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供有利幫助。

關(guān)鍵詞：低應(yīng)變反射波；基樁；完整性

一、引言

現(xiàn)階段，隨著我國(guó)城市建設(shè)的不斷發(fā)展，樁基檢測(cè)也在當(dāng)今時(shí)代具有十分重要的作用。當(dāng)前，國(guó)際上主要應(yīng)用低應(yīng)變反射波法來(lái)檢查樁身的具體情況，使用這種方法對(duì)樁身進(jìn)行檢查的主要依據(jù)有以下兩點(diǎn)：第一，速度響應(yīng)時(shí)域曲線；第二，實(shí)測(cè)樁頂加速度。使用此方法可以有效檢測(cè)樁身的完好程度，并確定損壞類型及大致位置。

二、低應(yīng)變反射波法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試技術(shù)

現(xiàn)階段，此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的十分成熟，所需成本也比較低，現(xiàn)場(chǎng)布置如圖1所示。

圖1低應(yīng)變法信號(hào)采集示意圖

三、低應(yīng)變法測(cè)試設(shè)備

低應(yīng)變法所需要的設(shè)備主要包括以下幾種：激振設(shè)備、傳感器、信號(hào)采集分析設(shè)備。

3.1、激振設(shè)備

工程檢測(cè)中比較常用的瞬態(tài)激振設(shè)備主要包括自由落錘、手錘和力棒等三種。激振效果會(huì)受到碰撞材料的硬度、重量以及接觸面積等多種因素的影響。另外，錘擊器材的選用也會(huì)對(duì)檢查效果產(chǎn)生很大的影響，其中最常使用的設(shè)備是尼龍錘。但是，如果所要檢查的是淺部缺陷，則最好使用鐵錘。在實(shí)際的檢查工作時(shí)需要注意以下四點(diǎn)：第一，控制錘擊脈沖的寬度，若寬度過(guò)寬也會(huì)不易發(fā)現(xiàn)淺樁的缺陷；第二，注意錘擊脈沖的寬度不能太窄，否則會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力波發(fā)散；第三，應(yīng)該注意錘擊脈沖不能過(guò)小，否則不容易引起樁身的激振，這樣就會(huì)在樁身較長(zhǎng)時(shí)陷尤會(huì)更為明顯；第四，錘擊脈沖要與樁面保持垂直，這樣可以有效防止分量產(chǎn)生的影響。因此，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇敲擊工具和最為恰當(dāng)?shù)牟僮鞣椒ā?/p>

3.2、傳感器

傳感器是用來(lái)測(cè)量系統(tǒng)的裝置。主要由三部分構(gòu)成：第一，速度傳感器；第二，加速度傳感器；第三，位移傳感器。在安裝傳感器時(shí)要注意保證傳感器與樁頂面保持垂直且用禍合劑進(jìn)行黏結(jié)。最常用的糊合劑主要有凡士林、石膏以及其他固態(tài)油等幾種。但是不管使用哪種粘合劑都應(yīng)該保證樁頂與傳感器之間的粘合是有效的。

通常情況下，加速度計(jì)和速度計(jì)都可在反射波法的測(cè)試中使用，但二者也都各自具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。例如，速度計(jì)的頻帶很窄，所以在低頻時(shí)使用會(huì)得到更準(zhǔn)確的測(cè)試效果，而加速度計(jì)卻與此相反。其實(shí)，在實(shí)際操作過(guò)程中，在選擇測(cè)試方法時(shí)都應(yīng)該根據(jù)具體的情況進(jìn)行選擇，以實(shí)現(xiàn)最好的測(cè)試效果。

在選擇加速度計(jì)的方法時(shí)通常應(yīng)該滿足以下情況：即樁身的長(zhǎng)度和直徑較??；而使用速度計(jì)時(shí)則要滿足樁身的長(zhǎng)度和直徑較大的情況。其實(shí)，由于二者的優(yōu)缺點(diǎn)可以相互彌補(bǔ)，因此通常選擇將二者組合來(lái)進(jìn)行測(cè)試。此外，在安裝傳感器時(shí)需要注意以下兩個(gè)方面：第一，傳感器應(yīng)該垂直于樁頂；第二，傳感器的縱向與樁身保持平行，這樣才能更好的獲取縱波信號(hào)。

四、低應(yīng)變法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試要求

在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，測(cè)試員應(yīng)該使用低應(yīng)變反射波法來(lái)對(duì)樁身進(jìn)行檢查。值得注意的是，信號(hào)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是保證測(cè)試成功的關(guān)鍵因素，所以測(cè)試員得到準(zhǔn)確的信號(hào)數(shù)據(jù)是十分重要的。要想獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)需要對(duì)測(cè)試員提出以下幾點(diǎn)要求：第一，測(cè)試員必須受過(guò)專業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方面的培訓(xùn)；第二，測(cè)試員應(yīng)該具有較高的專業(yè)素質(zhì)；第三，測(cè)試員應(yīng)該嚴(yán)格按照操作程序進(jìn)行測(cè)試；第四，測(cè)試員收集到數(shù)據(jù)之后應(yīng)該作用科學(xué)的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和分析。

4.1、檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作

進(jìn)行檢測(cè)之前應(yīng)該對(duì)收集相關(guān)的資料信息，例如工程概況、工程地質(zhì)情況、基樁的種類、設(shè)計(jì)要求、以及施工團(tuán)隊(duì)的專業(yè)素質(zhì)和施工環(huán)境特點(diǎn)等。其實(shí)，在實(shí)際操作時(shí)除了需要收集以上資料還要適當(dāng)參考一下資料：第一，地質(zhì)勘查報(bào)告；第二，管理人員與業(yè)主提供的資料數(shù)據(jù)等；第三，設(shè)計(jì)圖紙；第四，現(xiàn)場(chǎng)施工信息表的信息。

4.2、樁頭的處理

雖然樁頭在材質(zhì)、強(qiáng)度等方面與樁身相同，但是在灌注混凝土?xí)r卻很難實(shí)現(xiàn)均勻灌注，因而也就導(dǎo)致了樁內(nèi)的界面無(wú)法保持連續(xù)。所以在敲擊測(cè)試之后，應(yīng)力波的傳遞會(huì)受到不小的影響，造成接收到的應(yīng)力波中含有噪聲等，這樣就阻止了對(duì)樁下部位情況的了解。另外，預(yù)制樁在貫入時(shí)，樁頭部位很容易發(fā)生破損情況，這些都會(huì)使應(yīng)力波的能量大大削弱，導(dǎo)致樁體下部的信息無(wú)法順利傳遞，進(jìn)而使得波形識(shí)別的準(zhǔn)確率大大降低。因此，在檢測(cè)樁身完整性之前首先應(yīng)該處理好破損的樁頭。另外，應(yīng)該在樁體達(dá)到一定強(qiáng)度的基礎(chǔ)上再開(kāi)始對(duì)樁身進(jìn)行檢測(cè)。

4.3、激振位置的選擇和具體的操作

一般情況下，激振點(diǎn)的面積通常比樁頂?shù)拿娣e小的多，這也是非激振點(diǎn)操作時(shí)產(chǎn)生樁身方向噪聲的主要原因。而且這種噪聲會(huì)因錘擊脈沖的變化而發(fā)生變化，但是具體的影響情況還要取決于傳感器和激振點(diǎn)的位置決定。由于灌注樁需要考慮到之后的承合問(wèn)題，所以樁頭處都會(huì)露出一部分鋼筋，如果激振點(diǎn)處于樁頭的位置，那么鋼筋本身就會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲，這就會(huì)對(duì)實(shí)際的反射信息的獲取產(chǎn)生十分不利的影響，最終使得無(wú)法獲取準(zhǔn)確的反射信號(hào)。因此，傳感器的位置離鋼筋籠主筋越遠(yuǎn)越好，需要的情況下還可以使用砂土或者貂土來(lái)起到屏蔽的作用，使傳感器不會(huì)受到外來(lái)信號(hào)的干擾。通常情況下，如果樁體的直徑大于0.5m，那么就要保證測(cè)試點(diǎn)必須超過(guò)3個(gè)才可以，而且還要選則不少于兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)觀察波形才能得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，另外，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)得到的有效信號(hào)數(shù)最好超過(guò)3個(gè)才可以得到有效數(shù)據(jù)。如果某個(gè)激振點(diǎn)前后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)相差很大，相關(guān)測(cè)試人員應(yīng)該對(duì)這樣的數(shù)據(jù)給予極大的重視，并及時(shí)采取相應(yīng)有效的措施進(jìn)行解決。另外，測(cè)試時(shí)需要注意以下兩個(gè)方面：第一方面就是確保獲得的信號(hào)是真實(shí)可靠的，另一方面就是要確保信號(hào)的幅值是可測(cè)量的。此外，環(huán)境因素對(duì)于檢測(cè)結(jié)果的影響也是很大的，所以應(yīng)該盡量避免在雨雪狂風(fēng)等惡劣的天氣下收集信息，以免對(duì)采集信息的效果造成不利的影響。因此，檢測(cè)儀器的參數(shù)的選擇也要根據(jù)場(chǎng)地和環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，場(chǎng)地和環(huán)境不同，參數(shù)的選擇也應(yīng)該適當(dāng)改變。在實(shí)際測(cè)試時(shí)，測(cè)試結(jié)果通常具有各種偶然性，所以對(duì)于同一根樁的測(cè)試也要金星多次的測(cè)量，盡量選擇那些重復(fù)性好的波形，將那些離散的波形剔除掉，同時(shí)還要注意分析產(chǎn)生異常波形的原因，只有這樣才能得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

4.4、信號(hào)的分析與樁身質(zhì)量的判斷

在室外采集到的信號(hào)會(huì)受到很多條件的影響，由于信號(hào)采集人員對(duì)樁身的質(zhì)量、樁頭破損的處理、現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘查、施工環(huán)境等方面都有準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，在對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析時(shí)準(zhǔn)確確定可能會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的不利影響，還能更為確切的對(duì)樁身質(zhì)量做出準(zhǔn)確的判斷。因此，在對(duì)室內(nèi)采集的信息進(jìn)行分析時(shí)，最好采取誰(shuí)測(cè)試誰(shuí)分析的方法，這樣可以得出更為準(zhǔn)確的判斷。

五、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及城市建設(shè)的快速發(fā)展，使得我國(guó)建筑工程也逐漸增多。低應(yīng)變反射波法檢測(cè)技術(shù)在樁基檢測(cè)中的作用是不可忽視的。就當(dāng)前而言，由于受到各種因素的影響，低應(yīng)變反射波法檢測(cè)技術(shù)在樁基檢測(cè)中的應(yīng)用依然還存大量的問(wèn)題。所以，要想將低應(yīng)變反射波法檢測(cè)技術(shù)在樁基檢測(cè)中完全發(fā)揮其作用是十分困難的，但同時(shí)也不能否認(rèn)低應(yīng)反射波法檢測(cè)技術(shù)對(duì)于樁基檢測(cè)的積極意義，此技術(shù)對(duì)樁基檢測(cè)具有十分有利的影響。

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