超聲波透射法、低應(yīng)變反射波法在基樁工程中的對比檢測

劉雨嵐（甘肅省交通科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州730030）

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超聲波透射法、低應(yīng)變反射波法在基樁工程中的對比檢測

劉雨嵐
（甘肅省交通科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州730030）

摘要：超聲波透射法和低應(yīng)變反射波法在全國基樁檢測中的應(yīng)用比較普遍，但由于各地的地質(zhì)條件不同、樁長樁徑變化較大以及對這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)認(rèn)同度差異，各地采用這兩種方法比例差別較大。對檢測過程中比較典型的基樁用兩種方法進(jìn)行對比檢測，通過檢測數(shù)據(jù)的對比分析，總結(jié)兩種方法在基樁完整性檢測中的優(yōu)勢與不足。關(guān)鍵詞：超聲波透射法；低應(yīng)變反射波法；基樁，對比檢測

1　概述

超聲波透射法和低應(yīng)變反射波法在全國基樁檢測中的應(yīng)用比較普遍，但由于各地的地質(zhì)條件不同、樁長樁徑變化較大以及對這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)認(rèn)同度差異，各地采用這兩種方法比例差別較大。目前，在甘肅地區(qū)，自2008開始公路項(xiàng)目上除了部分服務(wù)區(qū)房建工程及抗滑樁工程、軟基處理工程中CFG樁采用低應(yīng)變反射波法外，其他全部采用超聲波透射法檢測樁基完整性。文章對檢測過程中比較典型的基樁用兩種方法進(jìn)行對比檢測，通過檢測數(shù)據(jù)的對比分析，總結(jié)兩種方法在基樁完整性檢測中的優(yōu)勢與不足。為了提高檢測的可靠性，避免缺陷的誤檢、漏檢，采用兩種方法聯(lián)合檢測，很有必要。

2　兩種檢測法的特點(diǎn)對比

超聲波透射法與低應(yīng)變反射波法同時都具備設(shè)備輕便、檢測效率高、成本低、技術(shù)比較成熟的特點(diǎn)，因此，一般在工程檢測中都會選擇這兩種檢測方法作為普查手段。

2.1檢測范圍對比

使用低應(yīng)變反射波法進(jìn)行檢測時，由于受樁周土約束、激振能量、樁身材料阻尼、傳感器、樁身截面阻抗變化和淺部盲區(qū)等因素的影響，應(yīng)力波從樁頂傳至樁底、再從樁底反射回樁頂?shù)膫鞑ミ^程是一個能量迅速衰減的過程。若樁身截面變化較大或者檢測樁長過長，都可能出現(xiàn)應(yīng)力波還沒有返回樁頂甚至還沒有到達(dá)樁底，能量就已經(jīng)完全耗散或者提前反射的情況。因此，低應(yīng)變實(shí)際上存在一個有效檢測樁長，在這個樁長范圍內(nèi)，低應(yīng)變反射波法可以很好的檢測，樁底反射信號明顯。而聲波透射法一般不受樁長的限制，只要是聲測管可以設(shè)置到的地方，都是可以被超聲波透射法有效檢測。但是由于聲波透射法應(yīng)用的聲波頻率相對較高，波長較短，在砼中傳播時，波的能量衰減的很快，傳播的距離也相對比較短。目前國內(nèi)生產(chǎn)的換能器，空氣中可測距離達(dá)到12m以上，在無缺陷混凝土中對測穿透距離可達(dá)10m。

2.2檢測盲區(qū)對比

低應(yīng)變反射波法由于受到激振方式的影響，在樁頭附近存在一段檢測盲區(qū)，這個盲區(qū)的范圍受到激振頻率的影響，激振頻率越高，淺部盲區(qū)范圍越小，但同時會由于能量衰減快而形成深部盲區(qū)。超聲波透射法則因其檢測原理，盲區(qū)為聲測管以外的砼，對于擴(kuò)徑和輕微縮頸無法有效檢測，無論對于摩擦樁還是嵌巖樁，擴(kuò)徑均有利于提高基樁承載力，所以，從實(shí)際意義上講，超聲波透射法的盲區(qū)就是聲測管以外的輕微縮頸范圍。

3　工程實(shí)例

3.1接樁處理（橫向裂縫）

某公路大橋,5-2樁，摩擦樁，樁徑1.8m,樁長18m,C25砼。低應(yīng)變反射波法檢測結(jié)果為：樁底反射信號明顯，樁身在-6.0m左右有縮頸類缺陷反射波，砼波速較正常樁基砼波速偏低。超聲波透射法檢測結(jié)果為：6個剖面聲速、波幅曲線在樁身-5.8～-6.4m處均有異常。聲速最低值在3.56km/s左右，各剖面缺陷處聲速均低于臨界值。波幅參數(shù)最低值在86.77dB，比臨界值低29.34dB。根據(jù)施工現(xiàn)場反饋情況，分析該段砼為接樁處理不當(dāng)。綜合分析：綜合判定為Ⅲ類樁。低應(yīng)變反射波法只能發(fā)現(xiàn)-6.0m處存在縮頸信號，無法確定缺陷的具體類型及嚴(yán)重程度。低應(yīng)變反射波法對橫向裂縫類缺陷較超聲波透射法反應(yīng)大。如圖1～2所示。

圖1　接樁處理對比曲線低應(yīng)變

圖2　接樁處理對比曲線超聲波

3.2樁頭輕微離析

某公路橋,Y0A-0樁，該樁為嵌巖樁，樁徑1.5m,樁長21m,C30砼。低應(yīng)變反射波法檢測結(jié)果為：樁身淺部有縮頸類反射波，樁底反射波明顯。超聲波透射法檢測結(jié)果為：Ⅱ、Ⅲ剖面聲速、波幅曲線在樁身-4.2～-4.6m處局部輕微異常。聲速最低值、波幅參數(shù)最低值比臨界值稍低。綜合分析：綜合判定為Ⅲ類樁。低應(yīng)變反射波法對此類缺陷出現(xiàn)在樁身上部反應(yīng)還是很明顯的。如圖3～4所示。

圖3　樁頭輕微離析對比曲線低應(yīng)變

圖4　樁頭輕微離析對比曲線超聲波

4　對比結(jié)論

通過對工程實(shí)踐中多例常見缺陷類型基樁的對比檢測并做數(shù)據(jù)數(shù)值分析，得出以下結(jié)論：

1）低應(yīng)變反射波法對淺部缺陷、接樁處理（橫向裂縫）、擴(kuò)徑樁（葫蘆樁、大頭樁）、斷樁類比較靈敏。

2）低應(yīng)變反射波法對摩擦樁樁底缺陷不是很靈敏，對嵌巖樁檢測入巖情況比較靈敏。

3）對于多缺陷樁，大直徑的長樁低應(yīng)變反射波法只能檢測到較淺的一個，對于較深的第二個缺陷或深部缺陷，均無反射信號。但在某些情況下也可以檢測到較深的第二個缺陷（本次研究采集數(shù)據(jù)顯示，樁長＜18m，第一個缺陷非斷樁，可以檢測到第二個缺陷)。

4）超聲波透射法無法檢測到輕微的縮頸缺陷，特別是聲測管以外的缺陷。

5）超聲波透射法對離析、夾泥、沉渣等缺陷十分靈敏，可靠度為100%；對多缺陷樁，能夠準(zhǔn)確檢測每個缺陷的位置及嚴(yán)重程度，不會互相影響。

6）因聲測管埋設(shè)原因，超聲波法無法檢測嵌巖樁樁底入巖情況；超聲波法不宜檢測樁徑小于600mm的基樁，如CFG樁、水泥攪拌樁、管樁等。

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