低應變反射波法在樁基檢測中的應用

黃小兵

摘 要：本文結合工程實例主要闡述了低應變反射波法在樁基檢測工程中的應用。對同一樁分別進行低應變反射波法和鉆芯法檢測，對結果進行對比分析。證明了該方法是樁基完整性檢測的一種行之有效的方法，其準確、快捷、無損等優(yōu)點，具有廣泛的應用前景。

關鍵詞：樁基檢測；低應變反射波法檢測；鉆芯法檢測

中圖分類號：TU473 文獻標志碼：A

1 低應變反射波法檢測原理與完整性判定

1.1 檢測原理

通過在樁頂施加激振信號產生應力波，該應力波沿樁身傳播過程中，遇到不連續(xù)界面和樁底面時，將產生反射波，檢測分析反射波的到時、幅值和波形特征，就能判斷樁的完整性。

假設樁為一維線性彈性桿，其長度為L，橫截面積為A，彈性模量為E，質量密度為ρ，彈性波速為C（C2 = E/ρ），廣義波阻抗為Z=AρC，推導可得樁的一維波動方程：

?2u/?t2=C2?2u/?x2-R/ρA

假設樁中某處阻抗發(fā)生變化，當應力波從介質I（阻抗為Z1）進入介質II（阻抗為Z2）時，將產生速度反射波Vr和速度透射波Vt。

令樁身質量完好系數(shù)β=Z2/Z1，則有：

Vr=Vi×（1-β） /（1+β）

Vt=Vi×2/（1+β）

缺陷的程度根據缺陷反射的幅值定性確定，缺陷位置根據反射波的時間tx由下式確定：

Lx=C×tx/2

檢測儀器設備現(xiàn)場聯(lián)接示意圖如圖1所示。

1.2 完整性類別判定

入射波沿樁身傳播，遇到樁身阻抗變小的情況（相當于有缺陷），反射波和入射波同向，通過反射波的幅值判定缺陷的程度；遇到樁身阻抗變大的情況，反射波和入射波反向，這種情況一般是擴徑或者樁已經入巖。當樁身波阻抗大于樁端巖面阻抗時，樁底同向反射信號明顯；當樁身波阻抗小于樁端巖面阻抗時，樁底將會出現(xiàn)明顯的類似擴徑的反向反射信號。

根據波形數(shù)據結合地質、設計資料、成樁工藝等可以將樁身完整性分為I類、II類、III類、Ⅳ類。具體見表1。

2 工程應用實例

圖1、圖2為某住宅小區(qū)108#樁低應變實測波形曲線，該樁設計樁長為12.66m，樁徑1.2m、設計樁身混凝土強度等級C35。圖3為該樁的鉆芯芯樣照片。

從圖2實測波形曲線可以看出：2L /C時刻前無同向反射波，樁底反射明顯，樁身完整性好，樁身完整性為I類。

從圖3芯樣照片可以看出：樁身完整性好，樁底為中風化巖。

（2）圖4為某住宅小區(qū)93#樁低應變實測波形曲線，該樁設計樁長為20.44m，樁徑1200mm、設計樁身混凝土強度等級C35。圖5為該樁鉆芯芯樣照片。

從圖4實測波形曲線可以看出：約8.3m處有輕微缺陷反射波，樁身完整性為II類。

從圖5芯樣照片可以看出：約8.4m～8.5m處有輕微蜂窩，樁底為中風化巖。

（3）圖6為某住宅小區(qū)76#樁低應變實測波形曲線，該樁設計樁長為18.81m，樁徑1.2m、設計樁身混凝土強度等級C35。圖7 為該樁鉆芯芯樣照片。

從圖6實測波形曲線可以看出：約7.5m處有明顯缺陷反射波，樁身完整性為III類。

從圖7芯樣照片可以看出：約7.4m～7.7m處芯樣較破碎，樁底為微風化巖。

檢測結果對比：103#樁低應變檢測結果樁身無缺陷反射，其鉆芯芯樣照片也比較完整無蜂窩等缺陷；93#樁低應變檢測結果約8.3m處有輕微缺陷反射，其鉆芯芯樣照片顯示在約8.4m～8.5m處有輕微蜂窩麻面；76#樁低應變檢測結果約7.5m處有明顯缺陷反射，其鉆芯芯樣照片顯示在約7.4m～7.7m處較破碎。

結語

隨著人類的進步、社會的發(fā)展，國家基礎建設也迅速發(fā)展，基樁越來越多的應用到各種建設工程上，相應的樁基檢測方法得到廣泛的應用。本文主要介紹低應變反射波法在樁基質量檢測中的應用，通過和鉆芯檢測進行對比可以看出低應變反射波法檢測樁身完整性作為一種非破損方法，其檢測結果和鉆芯法的大致一致。由于其快捷方便、無損、成本低、檢測結果較可靠等優(yōu)點，這種方法在近些年得到極大的推廣，深受廣大檢測工作者的喜愛。

參考文獻

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