低應(yīng)變法動(dòng)力檢測(cè)在工程實(shí)例中的應(yīng)用

文/黃富軍 廣州繼善建筑技術(shù)有限公司 廣東廣州 511453

建筑工程中樁基的檢測(cè)工作非常重要，是降低工程造價(jià)和增強(qiáng)社會(huì)誠(chéng)信的重要管理措施，也是工程質(zhì)量的重要保障。合理運(yùn)用樁基檢測(cè)技術(shù)可以找出樁基在成樁時(shí)存在的質(zhì)量缺陷和隱患，方便及時(shí)做出補(bǔ)救措施，減少和避免工程質(zhì)量隱患發(fā)生，保證了工程質(zhì)量和進(jìn)度。其中低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)方法簡(jiǎn)便快速，檢測(cè)費(fèi)用較低，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件要求不高，可隨機(jī)抽樣檢測(cè)，抽樣檢測(cè)率高，因此發(fā)展比較迅速。

1、低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)原理和優(yōu)缺點(diǎn)

低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)法指通過對(duì)基樁樁頂施加較低的激振能量，引起樁身及周圍土體的微幅振動(dòng)，同時(shí)用儀表量測(cè)和記錄樁頂?shù)恼駝?dòng)速度和加速度，利用波動(dòng)理論或機(jī)械阻抗理論對(duì)記錄結(jié)果加以分析，從而達(dá)到檢驗(yàn)樁基施工質(zhì)量、判斷樁身完整性、預(yù)估基樁承載力等目的。低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)的方法很多，比如反射波法、機(jī)械阻抗法、動(dòng)力參數(shù)法等。它的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便快速，檢測(cè)費(fèi)用較低，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件要求不高，但如果樁身的阻抗多變時(shí)，此法很難準(zhǔn)確檢測(cè)及評(píng)價(jià)樁身完整，結(jié)果并不準(zhǔn)確。因?yàn)榈刭|(zhì)條件復(fù)雜多變，技術(shù)人員應(yīng)不斷在實(shí)際工作中實(shí)踐，積累經(jīng)驗(yàn)，改善樁基動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)，合理運(yùn)用方能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)樁基。下面我們從一工程實(shí)例來分析低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)法的應(yīng)用。

2、低應(yīng)變法動(dòng)力檢測(cè)應(yīng)用

2.1 工程概況

某工程地上擬建1 棟10 層高層，并設(shè)兩層地下室，總用地面積約為13777m2，建筑面積約為29520m2，擬采用的基礎(chǔ)類型為樁基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)類型為框架-剪力墻。基坑支護(hù)周長(zhǎng)約為630m，基坑深度為11.8～16.8m，基坑安全等級(jí)為一級(jí)?；又ёo(hù)采用支護(hù)樁+錨索支護(hù)形式，基坑整體采用Ф600 雙管旋噴樁封閉止水。支護(hù)樁有支護(hù)鉆孔灌注樁，施工必須確保設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)及樁端進(jìn)入持力層的深度，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，高壓旋噴樁鉆單軸抗壓強(qiáng)度為2MPa，錨索采用3×7Ф5 鋼絞線，成孔直徑不小于150mm；噴錨面積約10500m2，噴錨采用C20 混凝土進(jìn)行噴射，設(shè)計(jì)噴身砼厚度有50mm、100mm。

我司受委托對(duì)該項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工總承包的支護(hù)混凝土灌注樁進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)，主要目的是對(duì)樁身結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)有關(guān)規(guī)定并與甲方協(xié)商，結(jié)合該工程的具體實(shí)際情況，確定本次試驗(yàn)要檢測(cè)的工程樁共97 根。

2.2 儀器設(shè)備

低應(yīng)變檢測(cè)儀器采用某司生產(chǎn)的RS-1616K（S）基樁動(dòng)測(cè)儀，并事先經(jīng)過華南國(guó)家計(jì)量測(cè)試中心檢定，檢測(cè)儀器有嚴(yán)格的使用、檢查、維修記錄。瞬態(tài)激振設(shè)備采用專用的能激發(fā)寬脈沖和窄脈沖的多功能手錘、多功能力棒。檢測(cè)設(shè)備及現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)接見下圖。

圖1 基樁反射波法檢測(cè)儀器設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)連接示意圖

2.3 成樁情況

根據(jù)委托單位提供的設(shè)計(jì)及施工資料，該工程基樁采用的樁徑為Ф1000mm 的混凝土灌注樁，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為13.95m～21.40m，設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。

2.4 檢測(cè)前準(zhǔn)備工作

首先測(cè)試前，委托單位應(yīng)提供詳細(xì)工程名稱及地點(diǎn)，還有建設(shè)、勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位的名稱。并給出該工程的地質(zhì)勘察報(bào)告、工程樁設(shè)計(jì)資料、施工記錄以及樁基礎(chǔ)施工平面圖。

其次被測(cè)的樁需長(zhǎng)度小于50m，長(zhǎng)徑比大于5，混凝土強(qiáng)度至少達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%，或其預(yù)留立方體試塊強(qiáng)度不得小于15MPa 方能滿足要求。另外受檢樁頂面需具有足夠的強(qiáng)度及樁頂周圍有足夠的工作范圍，樁頂上外露的主筋一般可向外彎，以不妨礙手錘的正常敲擊為宜。樁頂面需平整，沒有積水、淤泥、浮漿、裂隙等不良情況，還要排除可能的噪聲干擾源。檢測(cè)點(diǎn)直徑約10cm，每根樁的檢測(cè)點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于3 個(gè)，要用砂輪機(jī)磨平，檢測(cè)點(diǎn)磨好后的樁面要保持平整，均勻分布，且測(cè)點(diǎn)位置宜在樁半徑的1/2～l/3范圍內(nèi)，且至少離開樁的主筋10cm。

2.5 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)注意事項(xiàng)

⑴使用重量合適的激振力錘，樁身上部缺陷的反射信號(hào)用窄脈沖獲得，樁底或樁身下部缺陷的反射信號(hào)則用寬脈沖來獲取，激振方向沿樁軸線方向，確保傳感器與樁頂面垂直且與樁身軸線一致，并緊貼樁頂面，使其在工作中不產(chǎn)生滑移、松動(dòng)。

⑵當(dāng)隨機(jī)干擾較大時(shí)，可采用多次激振接收進(jìn)行疊加平均處理，若仍然不理想，則必須想法排除干擾或等干擾源消失后方可進(jìn)行檢測(cè)。

⑶每根樁均應(yīng)進(jìn)行多次激振，重復(fù)測(cè)試，多次測(cè)試的結(jié)果應(yīng)有較好的一致性，當(dāng)多次測(cè)試結(jié)果的一致性不理想時(shí)，應(yīng)改變錘擊點(diǎn)或改變傳感器的安裝位置等，重復(fù)測(cè)試，直到達(dá)到要求為止。

2.6 采集數(shù)據(jù)及評(píng)價(jià)分析

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作結(jié)束后，把實(shí)測(cè)結(jié)果回放到計(jì)算機(jī)中，將各樁實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)文件存盤，并作好記錄。接著對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理和分析，適當(dāng)?shù)夭捎弥笖?shù)放大以提高對(duì)樁中下部和樁底信號(hào)的識(shí)別能力，指數(shù)放大倍數(shù)以能識(shí)別樁底反射波為宜。由反射波信號(hào)來確定樁底反射波到達(dá)時(shí)間或樁間反射波到達(dá)時(shí)間，進(jìn)而用于計(jì)算整樁的平均縱波波速或推測(cè)樁身異常的位置。根據(jù)實(shí)測(cè)曲線的振幅、頻率及相位的變化情況、反射波的強(qiáng)弱及其到達(dá)時(shí)間進(jìn)行樁身結(jié)構(gòu)完整性的分析或評(píng)價(jià)。

2.7 檢測(cè)結(jié)果

本次檢測(cè)97 根支護(hù)工程混凝土灌注樁，其中Ⅰ類樁90 根，占所測(cè)樁數(shù)的92.8%；Ⅱ類樁7 根，占所測(cè)樁數(shù)的7.2%；Ⅲ類樁 0 根，占所測(cè)樁數(shù)的0.0 %；Ⅳ類樁 0 根，占所測(cè)樁數(shù)的0.0 %。

結(jié)語：

低應(yīng)變檢測(cè)法具有快速簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，但存在測(cè)樁盲區(qū)、大直徑樁的高頻干擾、嵌巖樁等問題，一般只適合檢測(cè)樁的完整性，在檢測(cè)截面樁完整性和多接頭管樁等方面還難以判定。因?yàn)槔碚摷僭O(shè)和各種因素影響，每種檢測(cè)方法都有一定的局限性，我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用過程中要根據(jù)實(shí)際情況充分利用已經(jīng)掌握的各種方法的優(yōu)勢(shì)來解決問題，綜合利用，揚(yáng)長(zhǎng)避短，用形式多樣的檢測(cè)方法來做綜合性的分析判斷，利用多種方法驗(yàn)證檢測(cè)，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，提高檢測(cè)水平，改善檢測(cè)設(shè)備，才能為建設(shè)工程提供更準(zhǔn)確可靠的檢測(cè)結(jié)果。另外改善現(xiàn)有儀器的性能和質(zhì)量，不斷開發(fā)新的儀器對(duì)提高檢測(cè)質(zhì)量也非常重要。