低應(yīng)變反射波法檢測樁的完整性的幾點總結(jié)

欽 莉

（徐州市路興公路工程有限公司，江蘇 徐州2210000）

工程樁基礎(chǔ)，自古有之。從古代人用樹干支撐棚屋到近代人在荷塘溝渠之上用木樁建住居，隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，木樁和天然地基基礎(chǔ)已不適應(yīng)絕大多數(shù)建筑物的承重和變形要求，逐漸發(fā)展為現(xiàn)在常用的鋼樁、預(yù)應(yīng)力管樁、鋼筋混凝土預(yù)制樁和灌注樁等各種樁基礎(chǔ)。由于施工人員技術(shù)參差不齊，樁基質(zhì)量難以保證，容易出現(xiàn)工程隱患，樁基檢測成為驗收樁基質(zhì)量的關(guān)鍵[1]。

本人所在試驗檢測部門于2003年購買了一臺由歐美大地生產(chǎn)的樁身完整性檢測儀（簡稱PIT），通過近十年幾萬多根樁的實踐體會，目前已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗，在整個蘇北地區(qū)都享有很高的知名度。本人想根據(jù)這幾年的實踐經(jīng)驗談?wù)勛约旱囊稽c看法[2]。

1 鉆孔灌注樁的常見缺陷及形成機(jī)理

鉆孔灌注樁的成孔方法有回旋鉆、潛水鉆和沖擊鉆等，成孔過程中一般的土層就地造漿就可保護(hù)孔壁，防止坍塌，遇到砂等易塌孔的土層，要特制泥漿護(hù)壁，成孔完畢后要進(jìn)行清孔。我國目前基本上都采用導(dǎo)管式水下澆筑混凝土工藝，若澆筑過程中操作不當(dāng)，容易出現(xiàn)以下樁身缺陷。

①由于停電或其他原因，澆筑混凝土不連續(xù)。間斷一定時間后，隔水層混凝土凝固，后續(xù)的混凝土將灌不下去，只好拔導(dǎo)管。一旦導(dǎo)管下口離開混凝土表面，泥漿將進(jìn)入管內(nèi)形成斷樁或嚴(yán)重離析缺陷。②泥漿應(yīng)按規(guī)范規(guī)定的比重配制，否則孔壁容易坍塌，形成夾泥、蜂窩、離析等缺陷。③清孔時間過短時，造成沉渣過厚，將影響端承力的發(fā)揮。④導(dǎo)管連接要密封要好，一旦漏水將形成斷樁缺陷。

2 PIT測試儀器與原理

PIT低應(yīng)變動測在理論上屬于彈性波反射波法。反射波法是在樁身頂部進(jìn)行豎向激振產(chǎn)生彈性波，彈性波沿著樁身向下傳播，若樁身存在波阻抗差異較大的界面（如樁底、裂縫、斷樁和嚴(yán)重離析時）或樁身截面積變化（如縮徑或擴(kuò)徑）部位，將產(chǎn)生反射波。將該波接收放大，從而判斷樁身完整性，估計混凝土強(qiáng)度等級并校核樁的實際長度。

完整的低應(yīng)變動測試驗設(shè)備包括：PIT檢測儀、加速傳感器、專用錘擊設(shè)備、計算機(jī)軟件和計算機(jī)。

2.1 檢測前的準(zhǔn)備

首先搜集有關(guān)技術(shù)資料（主要是地質(zhì)情況），樁頂應(yīng)鑿至新鮮混凝土面，并清除頂面臟的混凝土，用打磨機(jī)將測點和激振點磨平。樁徑不大于1000mm時不宜少于2個測點，樁徑大于1000mm時不宜少于4個測點。

2.2 加速器的安裝

加速器必須緊緊地安裝在樁頂面。為了得到最好的結(jié)果，加速傳感器的安裝可采用石膏、黃油、橡皮泥等耦合劑，牢固粘結(jié)，并與樁頂面垂直。

2.3 激振時要點

混凝土灌注樁的激振點宜在樁頂中心部位，用力錘敲擊時，應(yīng)使其作用力方向與樁頂面垂直。短樁檢測采用輕錘、橡皮錘（筆者試驗室PIT），長樁、大直徑樁可采用不同的錘墊來調(diào)節(jié)，這樣波形就會比較明顯。

2.4 幾種常見缺陷的反射波波形特征

由于施工時不符合規(guī)范要求，現(xiàn)場記錄馬虎，會出現(xiàn)各種類型樁身缺陷。本人根據(jù)大量的實踐體會，結(jié)合徐州市銅山區(qū)危橋改造工程某橋檢測的幾根樁來說一說幾種缺陷樁的反射波波形特征。

圖1 反射波波形圖—縮頸

圖1反射波波形特征反映出來的缺陷叫縮徑。波阻抗面反射波相位與處始波相同（6m左右），波形一般比較規(guī)則，似正弦波形，有明顯樁底反映。此類樁可判為Ⅱ類樁，樁身基本完整，有輕度缺陷，不影響正常使用。

圖2 反射波波形圖—斷裂或夾層

圖3 反射波波形圖—擴(kuò)徑

圖2反射波波形特征反映出來的缺陷叫斷裂或夾層。相位與初始相位相同，在樁身可連續(xù)追蹤二次以上等距多次反射波，難以判定樁底反射。此類樁可判為Ⅲ類樁，樁身有明顯缺陷，對樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響，需經(jīng)處理重新測試后使用。

圖3反射波波形特征反映出來的缺陷叫擴(kuò)徑。波阻抗面反射波相位與處始波相反，波形一般比較規(guī)則，似正弦波形，有明顯樁底反映。此類樁可判為Ⅱ類樁，樁身基本完整，有輕度缺陷，不影響正常使用。

圖4 反射波波形圖—樁底沉渣過厚

圖4反射波波形特征反映出來的缺陷叫樁底沉渣過厚。在端承樁情況下，采集到較強(qiáng)的清晰樁尖響應(yīng)信號，并與初始波同相位，樁底反映不明顯.此類樁可判為Ⅱ類樁，樁身基本完整，有輕度缺陷，不影響正常使用。

2.5 影響樁身缺陷反射波波形特征的因素

2.5.1 砼強(qiáng)度、波速與樁長、樁身質(zhì)量問題

我們檢測過程中，樁身砼強(qiáng)度、波速往往依賴于施工單位提供的樁長及經(jīng)驗確定（如表1），這種間接得到的樁長是否可靠？強(qiáng)度是否符合設(shè)計要求？這些問題直接影響了判斷。

表1 不同強(qiáng)度砼波速變化范圍及常用特征波速

2.5.2 樁頭出露的鋼筋的影響

一般混凝土灌注樁樁頭均有鋼筋以便與承臺連接。當(dāng)小錘敲擊樁頭時，產(chǎn)生的波易在鋼筋上產(chǎn)生反射，從而疊加于入射波，會使淺部缺陷的波形發(fā)生變化。

2.5.3 樁頭浮漿的影響

大多數(shù)樁頭或多或少地存在浮漿，如果不能清除，樁頭信號失去中高頻部分，掩蓋淺部缺陷，將無法清楚地判斷樁中的缺陷。

3 結(jié)語

以上就是本人這幾年檢測樁總結(jié)的幾點看法。樁基檢測是一門正在發(fā)展中的技術(shù)，在以后的學(xué)習(xí)中需要和同行們一同探討。

［1］JTG/TF81-01-2004.中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)程》［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［2］江蘇省工程質(zhì)量監(jiān)督站.樁基培訓(xùn)資料［C］.1997.