影響反射波法樁基檢測準(zhǔn)確性的因素研究

陳俊源

摘要：樁基無損檢測主要采用反射波法，可有效檢測樁基完整性，預(yù)防樁基施工過程中存在缺陷，保證工程施工的質(zhì)量及安全性。但在實際工程應(yīng)用中，檢測會受到多種因素的影響，降低檢測的準(zhǔn)確性，因此，樁基檢測中，對反射波檢測準(zhǔn)確性影響因素的分析十分必要，文章中，重點(diǎn)研究了影響檢測準(zhǔn)確性的因素。

關(guān)鍵詞：低應(yīng)變反射波法；樁基檢測；準(zhǔn)確性

樁基工程屬于地下隱蔽性工程，施工時，比較容易出現(xiàn)縮徑、擴(kuò)徑、離析、斷樁等問題，降低工程質(zhì)量，如不能及時發(fā)現(xiàn)，影響工程使用的安全性。反射波法為樁基完整性檢測的主要方法，對樁身存在的各種缺陷均可準(zhǔn)確的檢測出，但由于施工現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，樁基檢測會受到一定的影響，影響檢測的準(zhǔn)確性，降低樁基缺陷的發(fā)現(xiàn)率，對此，對影響樁基檢測準(zhǔn)確性因素的分析有著十分重要的現(xiàn)實意義。

1.傳感器粘結(jié)劑的影響

采用反射波法進(jìn)行樁身完整性檢測時，需要在樁頂處安裝傳感器，二者之間通過粘結(jié)劑粘結(jié)固定，橡皮泥、黃油、石膏等為常用的粘結(jié)劑，利用傳感器測得的響應(yīng)，判定樁基的完整性。實際上，粘結(jié)傳感器是一種粘彈性材料，本身具有一定的剛度，在傳感器一粘結(jié)劑一樁系統(tǒng)的聯(lián)結(jié)方式中，所測得響應(yīng)與傳感器一樁系統(tǒng)的完全剛性聯(lián)結(jié)有所不同，但在實際工程檢測中，工作人員忽略了粘結(jié)劑厚度、材質(zhì)對檢測準(zhǔn)確性的影響，認(rèn)為樁頂響應(yīng)既是傳感器測得的響應(yīng)，進(jìn)而引起樁基完整性判斷失誤。

在反射波法檢測中，通過樁頂響應(yīng)檢測結(jié)果，建立相應(yīng)的樁頂速度響應(yīng)曲線，分析幅值、相位、到達(dá)時間等，從而準(zhǔn)則的判斷出樁長、樁身缺陷、缺陷位置等，可以說在反射波法檢測判斷中，最為主要的依據(jù)就是樁頂速度響應(yīng)曲線。完整工況時，樁頂速度響應(yīng)曲線受粘結(jié)性影響主要表現(xiàn)在激振脈沖信號和樁尖反射信號之后，出現(xiàn)比較多的振蕩，程度也不相同，而且振蕩隨著時間的延長而減弱，由此可知，粘結(jié)劑的彈簧參數(shù)變大時，振蕩周期會逐漸的減小，樁頂速度波所受到的掩蓋減少，在激振脈沖信號振蕩的影響下，樁身淺部缺陷的判斷可能會出現(xiàn)失誤，再加上樁尖反射信號時，樁長的判斷可能會出現(xiàn)失誤；而當(dāng)粘結(jié)劑的粘壺系數(shù)降低時，振蕩的幅值及時長都會增加，但不會影響振蕩周期，從而導(dǎo)致樁身完整性的判斷出現(xiàn)失誤。缺陷工況時，如果粘結(jié)劑彈簧系數(shù)減小，樁基缺陷判斷的難度將會顯著的提升；粘結(jié)劑粘壺系數(shù)降低時，振蕩的幅值會發(fā)生變化，但并不會影響振蕩周期，而粘結(jié)劑粘壺系數(shù)增大時，振蕩會出現(xiàn)迅速的減小，增加判斷樁基缺陷的準(zhǔn)確性。

2.外力作用的影響

采用反射波法檢測樁基完整性時，檢測結(jié)果會受到傳感器安裝成功與否的影響，因此，現(xiàn)場檢測過程中，工作人員會采用多種方法加固傳感器與樁頂?shù)穆?lián)結(jié)，從而使檢測的結(jié)果更為準(zhǔn)確。人為壓力壓住傳感器為常用的加固方法，盡管此種做法的目的是增加聯(lián)結(jié)的穩(wěn)固性，但此種方法是否能夠真正的提升檢測的準(zhǔn)確性，尚缺乏足夠的證據(jù)證明。此外，樁周土對波形分析也會產(chǎn)生一定的影響，樁頂產(chǎn)生應(yīng)力波之后，在向樁底傳輸并且由樁底反射回來時，能量及幅值會逐漸的降低，通常情況是應(yīng)力波尚未達(dá)到樁底或是由樁底尚未返回樁頂時，能量已經(jīng)全部消失，由此一來，導(dǎo)致樁基完整性的檢測正確性受到影響。

樁基檢測信號會受到激振設(shè)備錘頭材料、沖擊能量、接觸面積等多方面的影響，在分析施加外力作用對檢測準(zhǔn)確性影響時，應(yīng)充分的考慮這些影響因素，第一，激振脈沖前施加外力作用的影響，當(dāng)錘頭的材料過硬時，會將高頻脈沖波激發(fā)出來，由此，缺陷處的分辨率可有效的提升，從而提升檢測的準(zhǔn)確性，但高頻波衰減的比較快，樁長比較長時，樁底反射信號獲得難度比較大。通過對比剛性聯(lián)結(jié)情況、無外力情況可知，粘結(jié)劑引起的振蕩在激振脈沖前施加外力作用下會出現(xiàn)降低，而且壓力越大時，振蕩越趨近于消失，從而提高判斷的準(zhǔn)確性。第二，激振脈沖后施加外力作用的影響，沖擊能力會出現(xiàn)提升，假設(shè)施加外力不會影響粘結(jié)劑，當(dāng)施加的外力越大時，振蕩幅值增加，振蕩周期并不受影響，當(dāng)施加外力變化幅度越大時，變化周期越短，速度輸出曲線偏移的量越大。盡管速度輸出曲線會受到激振脈沖后施加外力作用的影響，但影響比較小，檢測的準(zhǔn)確性并不會受到影響。第三，綜合外力作用的影響，上述兩種情況為單一情況下的影響，將二者結(jié)合到一起時，如果激振脈沖前施加外力壓力增加，振蕩周期會逐漸的減小，并加快衰減速度，振蕩時長并不會受到影響，并且在缺陷工況下，當(dāng)施加外力的作用越大時，樁基缺陷判斷的準(zhǔn)確性越高。

3.拾振器安裝位置的影響

在反射波法中，樁頂受到激振錘錘擊之后，下行的彈性波會產(chǎn)生在樁身中，彈性波向下傳播時，如果樁身存在縮徑、擴(kuò)徑、離析等缺陷時，截面會產(chǎn)生變化，進(jìn)而對彈性波產(chǎn)生阻抗，產(chǎn)生部分反射，剩余部分達(dá)到樁底之后再反射。樁頂速度響應(yīng)曲線會體現(xiàn)出樁身不同位置發(fā)生的反射，通過分析反射波的相位、幅值等，判斷出樁身具體的缺陷類型。當(dāng)樁身的局部存在缺陷時，拾振器安裝位置不同，樁頂測試曲線也會受到不同的影響。

利用反射波法檢測樁基完整性時，需要安裝拾振器，而安裝位置會對檢測的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響，通過相應(yīng)的計算之后，將拾振器安裝在樁頂不同的位置，分析其對樁頂速度響應(yīng)曲線的影響，進(jìn)而對缺陷反射信號的程度進(jìn)行判斷。在樁身淺部缺陷檢測中，如果缺陷位置與樁頂之間的距離為6米時，測試點(diǎn)的不同位置會對速度響應(yīng)曲線產(chǎn)生不同的影響，當(dāng)測試點(diǎn)的位置恰好在缺陷正上方時，樁底翻身信號的幅值相對于激振脈沖最小，綜合多點(diǎn)測試結(jié)果可知，當(dāng)測試點(diǎn)位于缺陷位置的角度等于或略大于90°時，樁身特征發(fā)射信號最容易獲得，而且準(zhǔn)確性最高。在樁身深部缺陷檢測中，如果缺陷位置與樁頂之間的距離為14米，而測試點(diǎn)位置位于缺陷正上方時，反射波曲線中樁底反射并不明顯，而其余位置均比較明顯，與入射波相比，奇數(shù)次樁底呈現(xiàn)出相反的特征，偶數(shù)次樁底反射與之相同，綜合多個測試點(diǎn)位置的曲線可知，測試點(diǎn)位置位于缺陷正上方時，發(fā)現(xiàn)反射信號的難度比較大，易出現(xiàn)判斷失誤。

4.結(jié)語

樁基完整性檢測是工程施工中重要的一環(huán)，通過檢測結(jié)果，發(fā)現(xiàn)樁基存在的缺陷，進(jìn)而有針對性的改進(jìn)，保證工程施工的質(zhì)量。通過上述分析可知，利用反射波法檢測樁基完整性時，檢測準(zhǔn)確性易受傳感器粘結(jié)劑、拾振器安裝位置等因素的影響，檢測時應(yīng)盡量規(guī)范，避免檢測結(jié)果受到影響，提升檢測的準(zhǔn)確性。