低應(yīng)變反射波法檢測基樁樁身完整性技術(shù)的探討

胡升

安徽省交通科學(xué)研究院

摘要：根據(jù)多年基樁檢測經(jīng)驗(yàn)，分析了反射波測樁原理和適用范圍，闡述了反射波法檢測前和檢測過程中的工作重點(diǎn)及反射波法檢測基樁樁身常見缺陷的時(shí)程曲線波形特征，以及反射波法檢測技術(shù)存在的主要問題，并對反射波法檢測基樁時(shí)要想獲得可靠的信息和對樁身完整性做出準(zhǔn)確的評判進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：反射波法；基樁完整性；缺陷波形特征；存在問題

反射波法是基樁低應(yīng)變樁身完整性檢測中最常用的方法，雖然該方法現(xiàn)場檢測相對簡單，但如果檢測前的樁周土等資料收集不全、樁頭處理不到位、檢測中的激振方式、傳感器的選擇不當(dāng)以及檢測數(shù)據(jù)分析人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不足等都會影響最終樁身完整性的判定。

1、低應(yīng)變反射波法測樁原理及適用范圍

基樁完整性的反射波法檢測技術(shù)是以一維波動理論為基礎(chǔ)的。它是在樁身頂部進(jìn)行豎向激振產(chǎn)生彈性波，彈性波沿著樁身向下傳播，當(dāng)樁身存在明顯波阻抗差異的界面（如樁底、裂縫、斷樁和嚴(yán)重離析等）或樁身截面積變化（如縮徑或擴(kuò)徑）部位，將產(chǎn)生反射波，經(jīng)接收放大，通過分析實(shí)測曲線特征，以判斷樁身完整性。

本方法適用于混凝土灌注樁和預(yù)制樁等剛性材料樁的樁身的完整性檢測與判定，最大有效檢測深度樁長50米。

2、低應(yīng)變反射波法測樁前的工作重點(diǎn)

2.1現(xiàn)場信息收集。收集基樁的設(shè)計(jì)、施工及相關(guān)地質(zhì)資料等信息；

2.2樁頭處理到位。樁頭與樁身的材質(zhì)、強(qiáng)度和截面尺寸應(yīng)基本相同，樁頂面應(yīng)破除至新鮮混凝土面，且與樁軸線基本垂直，測點(diǎn)和激振點(diǎn)要磨平；

2.3通過現(xiàn)場比對試驗(yàn)以確定激振設(shè)備和傳感器；

2.4混凝土灌注樁樁身混凝土強(qiáng)度至少達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%，且不小于15MPa及混凝土齡期最好在成樁后14天以上檢測。

3、低應(yīng)變反射波法現(xiàn)場檢測過程中注意事項(xiàng)

3.1采樣頻率與采樣間隔應(yīng)設(shè)置合理，否則對后期數(shù)據(jù)處理分析增加難度；

3.2力錘敲擊時(shí)，應(yīng)使其作用力方向垂直于樁頂水平面且自由彈起，采用力棒激振時(shí)應(yīng)使其自由下落；

3.3數(shù)據(jù)采集過程中，各測點(diǎn)應(yīng)重復(fù)檢測3次以上，且檢測的波形具有良好的一致性。對存在缺陷的樁應(yīng)改變檢測條件重復(fù)檢測驗(yàn)證。

4、低應(yīng)變反射波法檢測基樁樁身常見缺陷的時(shí)程曲線波形特征

4.1離析、膠結(jié)不良樁的波形曲線特征

ρ1>ρ2，C1>C2，A1=A2，同相，波形相對較平坦，樁底反射信號的頻率會有所下降。如圖1所示。

4.2斷裂或夾層

ρ1>ρ2，C1>C2，A1=A2，同相，會出現(xiàn)等間距的多次反射，樁底反射振幅小，甚至很難看到。如圖2所示。

4.3樁底沉渣過厚

ρ1>ρ2，C1>C2，A1=A2，同相，在端承樁情況下，若采集到較清晰的樁尖響應(yīng)信號，并與初始波同相位，此時(shí)，應(yīng)判定樁底沉渣較厚，超過規(guī)范要求，因?yàn)檎Ｇ闆r下的端承樁，通常樁尖響應(yīng)幾乎無反映或微弱反映。當(dāng)樁底沉渣清除特別干凈，且和基巖接觸，此時(shí)樁尖響應(yīng)相位與初始波反相。如圖3所示。

4.4擴(kuò)頸

ρ1=ρ2，C1=C2，A1

4.5縮頸

ρ1=ρ2，C1=C2，A1>A2，同相，有下沖似正弦波形，下半幅能量相對較弱，如果縮頸下緊接一擴(kuò)頸缺陷，此時(shí)，縮頸的程度被削弱，擴(kuò)頸也不易分辨。如圖5所示。

5、反射波法檢測技術(shù)存在的主要問題

5.1樁頂橫波干擾問題

在反射波法基樁基樁檢測實(shí)踐中，存在著樁頂橫波干擾。但經(jīng)驗(yàn)不足的檢測人員可能誤將其作為樁身淺部缺陷產(chǎn)生的反射縱波對待，產(chǎn)生誤判。

5.2 樁周土質(zhì)對反射波曲線的干擾問題

基樁缺陷的反射波曲線特征往往受到施工現(xiàn)場的地質(zhì)水文等影響，當(dāng)檢測人員對施工場地和施工過程不了解，就可能產(chǎn)生誤判。

5.3 測試人員的現(xiàn)場測試、分析判定經(jīng)驗(yàn)缺乏

由于動測的波形判讀和資料分析比較困難，如果分析人員對動測法不是很熟練且理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，就有可能出現(xiàn)不同錯(cuò)誤，導(dǎo)致不正確的分析結(jié)果，甚至出現(xiàn)誤判。

6、結(jié)論

反射波法檢測基樁時(shí)，要想獲得可靠的現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)信息和對樁身完整性做出準(zhǔn)確的判定，首先要求現(xiàn)場檢測人員收集完整的基樁設(shè)計(jì)、施工及相關(guān)地質(zhì)資料等相關(guān)信息；其次要求基樁樁頭處理到位，儀器設(shè)備的選擇、儀器參數(shù)設(shè)置要合理；再次就是要求數(shù)據(jù)分析判定人員具有豐富的理論知識和分析判定經(jīng)驗(yàn)等。只有這樣才能對基樁樁身完整性做出較準(zhǔn)確的判定，減少誤判。