歐希野 劉立周
(國網(wǎng)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(yù)制樁、混凝土灌注樁低應(yīng)變反射波法檢測有相應(yīng)測試規(guī)定和規(guī)范[1-3],樁頂自由的單樁基礎(chǔ)由于結(jié)構(gòu)相對簡單,研究應(yīng)用相對成熟,對混凝土樁基礎(chǔ)的樁頂與上部結(jié)構(gòu)相連的情況,采用低應(yīng)變反射波法檢測研究是在最近幾年才開始,在低應(yīng)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(jié)構(gòu)的電力塔基混凝土樁基礎(chǔ),由于所處自然條件和結(jié)構(gòu)本身的特殊性,檢測難度大,本文針對這種結(jié)構(gòu)的樁基檢測進行分析。
電力塔基樁與頂端自由的單樁基礎(chǔ)最顯著的區(qū)別在于有上部結(jié)構(gòu)(如圖1所示)。當采用傳統(tǒng)的反射波法進行檢測時,激振產(chǎn)生的應(yīng)力波會在上部鋼結(jié)構(gòu)的影響下,產(chǎn)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(chǎn)生非常不利的影響,加大了理論分析的難度。
對已經(jīng)服役多年的電力塔基混凝土灌注樁檢測時,現(xiàn)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?shù)碾y度。
1)分析方法。
電力塔基樁基礎(chǔ)存在復(fù)雜的上部結(jié)構(gòu),如圖1所示,上部結(jié)構(gòu)與樁基礎(chǔ)整體呈現(xiàn)出明顯的三維效應(yīng),當采用常用的低應(yīng)變反射波法進行檢測時,上部結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致信號復(fù)雜化,激振產(chǎn)生的應(yīng)力波會產(chǎn)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(shù)學(xué)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(yīng)變雙速度法測試。
低應(yīng)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(cè)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(guān)的上行速度波,從而一定程度上減少上部結(jié)構(gòu)的次生反射帶來的影響,降低判讀的難度。
在采用低應(yīng)變反射波檢測電力塔基樁基礎(chǔ)時,由于電力塔基樁基的樁頭部位有上部結(jié)構(gòu),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(chǎn)生滑移或松動。
某電力塔基樁基礎(chǔ)為混凝土灌注樁,設(shè)計樁徑0.8 m,樁基礎(chǔ)主柱露出地面1.6 m,基礎(chǔ)埋深8 m。根據(jù)該樁基的地質(zhì)資料,樁基各層土的物理力學(xué)指標參數(shù)如表1所示。
表1 地基土的物理力學(xué)指標推薦表
本次檢測工程樁4根,樁基編號為J1L,J1R,J2L,J2R,現(xiàn)場示意圖如圖5所示。
在電力塔基樁基礎(chǔ)低應(yīng)變法工程檢測過程中,上部結(jié)構(gòu)的干擾波常與樁體振動波疊加在一起,它對樁身異常反應(yīng)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(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)(見圖1),通過濾波處理后的現(xiàn)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(jīng)過對4根樁基的低應(yīng)變檢測數(shù)據(jù)分析,得出其中Ⅰ類樁3根,Ⅱ類樁1根,檢測結(jié)果詳見該基樁工程檢測結(jié)果匯總表2和波形圖如圖6所示。
表2 低應(yīng)變反射波法檢測結(jié)果匯總表
本文通過對4根電力塔基樁基礎(chǔ)的低應(yīng)變反射波法檢測和數(shù)值分析,低應(yīng)變反射波法檢測應(yīng)用于電力塔基混凝土樁基礎(chǔ)時可行,經(jīng)過對4根樁基的低應(yīng)變檢測數(shù)據(jù)分析,得出其中Ⅰ類樁3根,Ⅱ類樁1根,樁基施工質(zhì)量良好。