歐希野 劉立周
(國網黑龍江省電力有限公司檢修公司,黑龍江 哈爾濱 150001)
對樁頂為自由端的混凝土預制樁、混凝土灌注樁低應變反射波法檢測有相應測試規(guī)定和規(guī)范[1-3],樁頂自由的單樁基礎由于結構相對簡單,研究應用相對成熟,對混凝土樁基礎的樁頂與上部結構相連的情況,采用低應變反射波法檢測研究是在最近幾年才開始,在低應變反射波的波形圖獲得和信號處理等方面均還未成熟,還有許多問題亟待解決。對于有上部結構的電力塔基混凝土樁基礎,由于所處自然條件和結構本身的特殊性,檢測難度大,本文針對這種結構的樁基檢測進行分析。
電力塔基樁與頂端自由的單樁基礎最顯著的區(qū)別在于有上部結構(如圖1所示)。當采用傳統(tǒng)的反射波法進行檢測時,激振產生的應力波會在上部鋼結構的影響下,產生大量的次生反射和干擾信號,這些干擾信號對缺陷的定位產生非常不利的影響,加大了理論分析的難度。
對已經服役多年的電力塔基混凝土灌注樁檢測時,現場的自然環(huán)境和局促的檢測空間會給檢測脈沖的激振、傳感器的布置等帶來相當的難度。
1)分析方法。
電力塔基樁基礎存在復雜的上部結構,如圖1所示,上部結構與樁基礎整體呈現出明顯的三維效應,當采用常用的低應變反射波法進行檢測時,上部結構會導致信號復雜化,激振產生的應力波會產生大量的次生反射和干擾信號,且激振也存在一定的困難,這都加大了信號分析的難度。在分析時需要采用濾波、小波分析等數學方法對信號進行分析處理。
2)檢測措施。
在理論分析后仍然判斷困難時,或者對于樁長的確定也存在一定的難度時,為了得到比較清晰的檢測信號,可在檢測操作上采用在樁身接收信號的方法——低應變雙速度法測試。
低應變雙速度測試方法,需采用兩個加速度計,在距樁頂深度為z1和z2處樁的側面A1和A2,安裝加速度計,如圖2所示。測試時在A1之上的樁頂,如圖3所示, 沖擊樁身,可得A1和A2的速度信號。通過分離,得到和缺陷信息緊密相關的上行速度波,從而一定程度上減少上部結構的次生反射帶來的影響,降低判讀的難度。
在采用低應變反射波檢測電力塔基樁基礎時,由于電力塔基樁基的樁頭部位有上部結構,激振不能選擇在樁頭中心部位,電力塔基樁的激振點與測量傳感器安裝位置宜與樁中心線形成90°的夾角如圖4所示,錘擊點與傳感器安裝位置宜在同一水平面上,保證在信號采集過程中,傳感器不得產生滑移或松動。
某電力塔基樁基礎為混凝土灌注樁,設計樁徑0.8 m,樁基礎主柱露出地面1.6 m,基礎埋深8 m。根據該樁基的地質資料,樁基各層土的物理力學指標參數如表1所示。
表1 地基土的物理力學指標推薦表
本次檢測工程樁4根,樁基編號為J1L,J1R,J2L,J2R,現場示意圖如圖5所示。
在電力塔基樁基礎低應變法工程檢測過程中,上部結構的干擾波常與樁體振動波疊加在一起,它對樁身異常反應或樁底反射均有一定的影響。分析時要進行濾波處理。電力塔基樁基的上部結構為鋼結構(見圖1),通過濾波處理后的現場測試得到的波形圖比較清晰,測試波形也比較平滑,得到比較真實的測試曲線,經過對4根樁基的低應變檢測數據分析,得出其中Ⅰ類樁3根,Ⅱ類樁1根,檢測結果詳見該基樁工程檢測結果匯總表2和波形圖如圖6所示。
表2 低應變反射波法檢測結果匯總表
本文通過對4根電力塔基樁基礎的低應變反射波法檢測和數值分析,低應變反射波法檢測應用于電力塔基混凝土樁基礎時可行,經過對4根樁基的低應變檢測數據分析,得出其中Ⅰ類樁3根,Ⅱ類樁1根,樁基施工質量良好。