低應(yīng)變檢測在樁基檢測中應(yīng)用分析

陳平月

（福建工大巖土工程研究所有限公司，福建 福州350011）

樁基是工程建設(shè)中的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，所以在工程建設(shè)中，一旦樁基出現(xiàn)問題，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工程的失敗。想要確保其質(zhì)量達(dá)標(biāo)必須提高樁基的安全性能，保障其安全性能夠滿足工程需求。因此，我們需要對樁基的質(zhì)量檢測進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)和控制。本文對樁基施工中常見質(zhì)量問題，低應(yīng)變反射波法在樁基檢測中的應(yīng)用要點(diǎn)及樁基檢測應(yīng)用要點(diǎn)這三個(gè)方面進(jìn)行闡述，希望在工程建設(shè)方面做出一點(diǎn)貢獻(xiàn)。

1 樁基施工中常見質(zhì)量問題

1.1 樁身傾斜

樁基施工當(dāng)中，樁身傾斜是常見的質(zhì)量問題之一，其主要表現(xiàn)在完成鉆孔之后，孔洞的孔徑垂直度不達(dá)標(biāo)，和標(biāo)準(zhǔn)值相比存在一定的差距，無法滿足樁基設(shè)計(jì)的規(guī)定，更達(dá)不到建筑施工的要求。樁身傾斜形成的因素有很多，其鉆機(jī)本身傾斜是最常見的一個(gè)因素，鉆機(jī)架設(shè)之間沒有進(jìn)行校正，使得后續(xù)的鉆孔出現(xiàn)直接的傾斜。如果傾斜度數(shù)嚴(yán)重，還需要重新打樁，否則將會(huì)對后期的施工產(chǎn)生惡性影響。

1.2 樁完整性

樁完整性，顧名思義，指的是其樁基是否完整。如果施工后樁基內(nèi)部出現(xiàn)斷樁的問題，則將會(huì)導(dǎo)致樁基的承載性大大降低。導(dǎo)管提取速度的過快直接影響著樁基完整。如果導(dǎo)管提取速度超過標(biāo)準(zhǔn)速度，會(huì)直接破壞樁完整性。發(fā)現(xiàn)斷樁要及時(shí)更換，否則會(huì)直接影響后續(xù)施工。

2 低應(yīng)變反射波法在樁基檢測中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 檢測原理

樁基整體質(zhì)量產(chǎn)生問題的主要原因在于樁身的傾斜和樁完整性這兩個(gè)方面。如果這兩個(gè)方面的其中之一出現(xiàn)問題，將會(huì)直接影響著后續(xù)施工的順利開展。所以，在施工之前，必須做好樁基的質(zhì)量校核，這也是確保工程完整的關(guān)鍵所在。這里我們介紹低應(yīng)變反射波法。這種檢測方法主要是基于一維波動(dòng)方程之上，把樁轉(zhuǎn)化成一維彈性均質(zhì)直桿的模型，并且模型方向呈為縱向，在樁頂部位置處提供瞬態(tài)激振后使樁身產(chǎn)生縱向應(yīng)力波，從而使應(yīng)力波在樁身從上而下傳播。在傳播的過程當(dāng)中，如果樁身混凝土波阻抗數(shù)值出現(xiàn)偏差的話（這里所說的偏差主要表現(xiàn)為兩種，一種是樁基自身存在縮頸或者擴(kuò)頸所造成的數(shù)值上的偏差，一種是截面材料存在的物理性能的偏差），則會(huì)使應(yīng)力波產(chǎn)生異常變化。主要體現(xiàn)為在樁身截面部位產(chǎn)生反射、入射或者透射等變化?；诖?，可以結(jié)合反射、入射或者投射等傳過來的相位參數(shù)、波形參數(shù)、頻率參數(shù)、振幅參數(shù)以及波的到達(dá)時(shí)間等相關(guān)特征參數(shù)來對樁身混凝土缺陷情況、缺陷位置等完整性等方面的質(zhì)量情況進(jìn)行判定。

2.2 檢測注意事項(xiàng)

為了保證樁身的完整性，需要在應(yīng)用低應(yīng)變反射波法的過程當(dāng)中，對其數(shù)據(jù)進(jìn)行確切的監(jiān)測及記錄，并繪制準(zhǔn)確的實(shí)測波形圖。另一方面，為了防止檢測中出現(xiàn)檢測干擾，在實(shí)際的操作過程中我們需要在以下幾個(gè)方面上加強(qiáng)注意：

2.2.1 樁基樁頭處理

若樁基的樁頭部位的混凝土比較松散，那么檢測過程中產(chǎn)生的激振信號出現(xiàn)震蕩的現(xiàn)象，數(shù)值不穩(wěn)定，從而造成波形出現(xiàn)相似性，導(dǎo)致誤差。所以，在檢測之前，我們需要對樁基的樁頂進(jìn)行核實(shí)，檢查裝頂是否堅(jiān)硬，是否密實(shí)，是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，為了保障其激振信號的準(zhǔn)確性，我們還需要把其表面的混凝土進(jìn)行打磨，直到呈水平狀態(tài)為止。

2.2.2 做好傳感器耦合處理

為了避免檢測信號出現(xiàn)偏差，首先我們需要阻止外界的影響和干擾，比如把傳感器進(jìn)行耦合處理，用到的材料可以是石膏，黃油或者橡皮泥，嚴(yán)格控制粘結(jié)的程度，越薄越好。安裝完畢之后還要檢查樁頂和傳感器的位置，二者需要保持垂直狀態(tài)才可以，并且為了檢測結(jié)果更真實(shí)，還應(yīng)該檢查二者之間是否存在砂礫和縫隙，如果存在，應(yīng)做及時(shí)處理。

2.2.3 科學(xué)設(shè)置激振點(diǎn)和傳感器的檢測位置

為了使樁基波形更準(zhǔn)確，更真實(shí)，我們應(yīng)該避免負(fù)向反沖波的產(chǎn)生，這就需要控制好傳感器和激振點(diǎn)之間的距離，如果距離太小，則會(huì)造成負(fù)向反沖波，并且這種情況一旦產(chǎn)生，將會(huì)遮蓋樁身的淺部缺陷，從而影響波形分析。通過多次工程實(shí)踐和相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在設(shè)置激振點(diǎn)的時(shí)候，如果以樁為中心，在距離樁中心2R/3 位置處安裝傳感器，產(chǎn)生的波形更為真實(shí)。

除此之外，在確定傳感器位置和選擇激振點(diǎn)的過程中，我們應(yīng)盡可能地排除因鋼筋籠主筋所帶來的不良影響，避免素混凝土和鋼筋籠主筋交界面部位處因?yàn)樽杩箶?shù)值的變小而錯(cuò)誤判定為離析或斷樁等樁基問題。

3 樁基檢測應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 做好樁基檢測準(zhǔn)備工作

為將低應(yīng)變反射波順利且正常應(yīng)用到樁基質(zhì)量檢測當(dāng)中來，檢測之前的準(zhǔn)備工作不可忽視。我們需要確保準(zhǔn)備工作的全面性和完整性，如果其中一項(xiàng)出現(xiàn)問題，則將會(huì)對檢測結(jié)果和準(zhǔn)確率造成很大的負(fù)面影響。而在低應(yīng)變反射法應(yīng)用過程前，相關(guān)準(zhǔn)備工作主要涉及到以下幾點(diǎn)：

3.1.1 調(diào)查現(xiàn)場的地質(zhì)情況，檢查樁基施工所用的材料及相關(guān)資料是否完成且達(dá)標(biāo)，對樁基工程施工中用到的工藝和材料類型進(jìn)行檢查，比如檢查混凝土的強(qiáng)度是否足夠強(qiáng)，剛才的型號是否匹配等，并對成樁后的樁長、樁徑和日期進(jìn)行記錄，還要確保所記錄的內(nèi)容的準(zhǔn)確性。

3.1.2 檢測人員應(yīng)切身進(jìn)入到施工現(xiàn)場親自檢測現(xiàn)場，認(rèn)真觀察樁基的樁頭是否完整，其檢測方法比較簡單，可以通過肉眼觀察樁頭是否潮濕，觀察澆灌在樁頭里的混凝土是否松散，用橡膠錘或者木錘對樁頭進(jìn)行敲打，通過產(chǎn)生的聲音來判斷樁頭的完整性。

3.1.3 在應(yīng)用低應(yīng)變反射波法進(jìn)行檢測之前，檢測人員還需要把樁基頂部位置處所設(shè)置的鋼板切開，并清理掉對樁頭部位處松散的混凝土和浮漿，直至樁頭部位處露出密實(shí)的混凝土為止。

3.2 做好樁基檢測基本假設(shè)

在應(yīng)用低應(yīng)變反射波法檢測的時(shí)候，需要提前做好必要的假設(shè)，主要有：樁基為細(xì)長桿，且桿為等截面；樁身材料分布較均勻；樁基變形中其截面始終保持平行的水平面；樁基截面上面的應(yīng)力均保持均勻地分布，根據(jù)檢測儀器上面所顯示出來的波形曲線，可以對樁基的質(zhì)量進(jìn)行判定。

3.3 做好樁基檢測數(shù)據(jù)處理

在應(yīng)用低應(yīng)變反射波法時(shí)，其數(shù)據(jù)處理主要包括以下三個(gè)方面：

3.3.1 完整樁。在低變反射波法的檢測下，如果波速比較平穩(wěn)，有均勻的波速并且反射信號比較全面，那說明樁基檢測的質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

3.3.2 鋼護(hù)筒造成的樁身縮頸問題。施工中我們一般會(huì)用鋼護(hù)筒來澆灌混凝土，其弊端是會(huì)在一定程度上將樁基的直徑尺寸擴(kuò)大，從而導(dǎo)致縮徑。

3.3.3 斷樁。如果出現(xiàn)斷樁，在應(yīng)用低應(yīng)變反射波法時(shí)，所呈現(xiàn)的速度波形圖中會(huì)有明顯的波峰，并且樁底部位置處所反射過來的信號也比較弱。

結(jié)束語

總之，樁基自身的承載性能和其樁身是否傾斜、縮徑或斷樁等有著直接的關(guān)系，如果這些因素出現(xiàn)問題，將直接影響著樁基的穩(wěn)定。通過應(yīng)用低應(yīng)變反射波法，可以對樁基完整性等問題進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，有助于避免工程建設(shè)中因?yàn)闃痘|(zhì)量問題而出現(xiàn)安全事故。