反射波法檢測(cè)水泥攪拌樁的應(yīng)用三

反射波法是低應(yīng)變測(cè)定混凝土樁樁身完整性的一種準(zhǔn)確可靠、經(jīng)濟(jì)快捷的檢測(cè)方法。本文結(jié)合工程試樁，對(duì)反射波法應(yīng)用于水泥攪拌樁的理論基礎(chǔ)、可行性、實(shí)際應(yīng)用與可靠性進(jìn)行了分析，認(rèn)為只要選擇合理，處理得當(dāng)，在滿足一定的條件下，利用反射波法檢測(cè)水泥攪拌樁的樁身完整性是可行的。同時(shí)也指出尚存在一定的局限性，需要認(rèn)真研究和解決。反射波法是低應(yīng)變測(cè)定混凝土樁樁身完整性的一種檢測(cè)方法，其經(jīng)過多年的研究、應(yīng)用及發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)逐漸走向成熟，事實(shí)證明它是一種準(zhǔn)確可靠、經(jīng)濟(jì)快捷的檢測(cè)手段。近年來，隨著深層攪拌樁在軟土地區(qū)的廣泛應(yīng)用，工程上迫切需要一種能夠?qū)Υ藬嚢铇稑渡碣|(zhì)量進(jìn)行快速有效地分析與評(píng)估的檢測(cè)手段。但是長(zhǎng)期以來，對(duì)攪拌樁樁身質(zhì)量的檢測(cè)往往只能依賴于鉆孔取芯或開挖取樣等方法，這些方法盡管直接可靠，但由于其時(shí)間長(zhǎng)、成本高，所以很難對(duì)大批量的攪拌樁進(jìn)行綜合質(zhì)量評(píng)估，其結(jié)果也就難免以偏概全。因此，能否將應(yīng)用于混凝土樁身質(zhì)量評(píng)價(jià)的反射波法成功地應(yīng)用于攪拌樁，已經(jīng)成為樁基動(dòng)測(cè)界中一個(gè)迫切需要研究及解決的課題。在國(guó)內(nèi)，到目前為止，反射波法攪拌樁樁身質(zhì)量還處于探索階段，盡管有許多學(xué)者與同行進(jìn)行過相關(guān)的研究，但是由于所檢測(cè)的對(duì)象具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性(地質(zhì)環(huán)境差異、樁身材料的非嚴(yán)格均勻性、樁周介質(zhì)阻抗與樁身介質(zhì)阻抗差異小、施工工藝的差異、測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)條件的差異)，其準(zhǔn)確性與可靠性還有待進(jìn)一步提高與完善。本文結(jié)合近年來的工程實(shí)踐，就反射波法檢測(cè)水泥攪拌樁的應(yīng)用談?wù)勔恍w會(huì)與看法。1理論基礎(chǔ)與可行性分析反射波法是建立在—維波動(dòng)理論的基礎(chǔ)上的。假設(shè)樁為質(zhì)地均勻、各向同性的—維線彈性體(樁的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于直徑，且入射波波長(zhǎng)λ大于樁的直徑)，當(dāng)用手錘在樁頂敲擊時(shí)，產(chǎn)生的應(yīng)力波在樁身傳播滿足—維波動(dòng)方程：〖JZ(〗〖SX(〗2μ〖〗x2〖SX)〗=〖SX(〗1〖〗Vc〖SX)〗〖SX(〗2μ〖〗t2〖SX)〗〖JZ)〗〖JY〗(1)式中：Vc—〖WB〗縱波在樁身中的傳播速度，〖DW〗Vc=〖KF(〗E/ρ〖KF)〗；E—樁身彈性模量；ρ—樁身混凝土密度。當(dāng)有入射波Fa從介質(zhì)1傳播到介質(zhì)2，將在兩種介質(zhì)的界面處產(chǎn)生反射波Fb與透射波Fc。經(jīng)求解可得：〖JZ(〗Fb=Fa〖SX(〗α-1〖〗α+1〖SX)〗〖JZ)〗〖JY〗(2)〖JZ(〗Fc=Fa〖SX(〗2α〖〗α+1〖SX)〗〖JZ)〗〖JY〗(3)膚式中謎：小α桑=版〖聾SX參(杰〗耀V圖細(xì)c1福除A源太1E考擦1袖〖然〗悉V餃暮c2熟皇A獨(dú)品2E備寸2捏〖鵝SX歌)狐〗放=窗〖睬SX孕(饞〗儲(chǔ)Z疏摧2噸〖余〗兆Z千因1番〖尊SX龍)庸〗叫施窯Z告僅1烤、紛Z叔堆2館分別為介特質(zhì)皮1茫與介品質(zhì)惕2亭的聲阻抗。策公孩式黎(2復(fù))懷反映了彈性波蹄在樁身中傳播生時(shí)，反射波隨睜樁身截面阻抗渡變化而變化的衣關(guān)系。棚根據(jù)以上顧的理論基礎(chǔ)，戲反射波法檢測(cè)貢水泥攪拌樁必診須滿足以下理怨論條件：督批(1奮)默水泥攪拌樁是籍否可視為一維爛桿件。撫復(fù)(2灣)讓水泥攪拌樁樁營(yíng)身材料是否可逝視為彈性材料李。裕諷秩(3縫)校水泥攪拌樁樁清身波阻抗是否擁可以被識(shí)別。說從目前工謎程上的應(yīng)用來彩看，水泥攪拌濕樁樁徑多為網(wǎng)50cm胃，樁長(zhǎng)多為助8m臂以上，長(zhǎng)徑比傳一依般改在濱1親6亂以上，符合樁芬長(zhǎng)遠(yuǎn)大于樁徑澤的理論條件，誰樁體可視為一際維桿件。農(nóng)水泥攪拌翻樁是由水泥就蔑地與地基土充目分?jǐn)嚢栌不n成，水泥土在燒受力初期，應(yīng)術(shù)力與應(yīng)變關(guān)系嚴(yán)基本上符合虎色克定律。可視濱為彈性材生料隱(悲見許圖熟1遵)斷。粘注：冠〖棉W樸B澆〗浙A憶劑5流、榨A闊霜10鐵憂、稼A哪抬15撇看、象A蘇陵20態(tài)旺、畢A浮跟25民遣表示水泥滲入劫比；〖暖D鳴W曾〗衛(wèi)a看逢w=(糾5靠，芽1畢0灰，捕1驢5猴，售2揪0母，客25)%圖1物與混凝土唐灌注樁相比，常盡管水泥攪拌闖樁樁身波阻抗墻明顯要小，但壯目前大量的工辣程試驗(yàn)資料證喉明，水泥攪拌起樁樁身抗壓強(qiáng)夕度可老達(dá)芽1.2MP計(jì)a品以捏上蹤(42測(cè)5疏＃水泥，噴灰瀉量婦50kg劇/槳m腦，齡抹期澇90d注)杰，其抗壓強(qiáng)度唐遠(yuǎn)大于樁周土螞強(qiáng)度，基本符釣合膠—砍維波動(dòng)方程的祥理論假設(shè)。對(duì)申實(shí)際工程樁的對(duì)檢測(cè)也表明，著一維壓縮波在麥水泥攪拌樁樁忍身以內(nèi)的入射儲(chǔ)、透射、反射為特征清晰。研基于以上果分析，反射波當(dāng)法檢測(cè)水泥攪徒拌樁的樁身質(zhì)錯(cuò)量是可行的。巴2之實(shí)際應(yīng)用與型可靠性分析暖與檢測(cè)混回凝土灌注樁相促比，反射波法抄檢測(cè)水泥攪拌霸樁有著其自身益的特殊性。申首先是檢簽測(cè)時(shí)確定檢測(cè)胞齡期的問題。暈統(tǒng)計(jì)資料表明澆，吊到煤28驅(qū)d績(jī)齡期時(shí)，水泥袍土的強(qiáng)度為設(shè)竟計(jì)強(qiáng)度賭的闖60搬%減左閥右茶(注見漫圖灑2京)膀，該到饒90縫d花齡期時(shí)才能達(dá)泳到設(shè)計(jì)要求。肅從檢測(cè)效果的勇角度出發(fā)，齡疫期越長(zhǎng)，強(qiáng)度術(shù)越高，檢測(cè)效選果越好。如果徹過早地進(jìn)行檢恐測(cè)，水泥土尚輝未完全硬化，役水泥土的波阻驟抗與樁周土的透波阻抗較為接背近，則不滿足俗一維波動(dòng)方程華的理論假設(shè)。距或由于鍾擊時(shí)繼，因?yàn)闃渡碚鲶w強(qiáng)度不高，俱形成波形的低刺頻震蕩，導(dǎo)致城無法進(jìn)行有效藝的分析與判斷座。因此建議水母泥攪拌樁最佳吧的檢測(cè)齡期斯為醒28拳d恨以后。圖2敢其次由于厘水泥土無粗骨變料，彈性波在漂水泥土內(nèi)部傳派遞時(shí)，介質(zhì)散背射引起的衰減仿較小，而介質(zhì)孔吸收產(chǎn)生的衰絞減較大。為了貍?cè)〉昧己玫臋z紐測(cè)效果，應(yīng)盡悼可能破除樁頂依松散層，打磨穴各測(cè)點(diǎn)，并選經(jīng)擇合適的振源扯，一般尼龍錘筍具有較好的指壩向性和穿透力給。為減少彈性毫波的損失，應(yīng)晨采用如黃油、嘩凡士林一類的徑膠狀或漿狀物躺質(zhì)作耦合劑。忍最后，選檢擇合理的波速位成為一次成功美檢測(cè)的關(guān)鍵，員反射波測(cè)出的緒實(shí)際有效樁長(zhǎng)淺：駛登濟(jì)L=tc/萬2役式中瓣：久t憂—腦彈性波由樁頂刮傳至樁底、經(jīng)劈反射后傳至樁來頂?shù)臅r(shí)亭間僵(您由儀器測(cè)啦定柄)則；靈領(lǐng)遭c振—早彈性波在樁身肯內(nèi)傳播的波速仁，掛m/哄s格。討因此，波雖速的選擇直接錦影響到實(shí)測(cè)樁濱長(zhǎng)與缺陷位置遍判斷的準(zhǔn)確性務(wù)。波速選擇的亞越合理，越具瘡代表性，實(shí)測(cè)腎樁長(zhǎng)的誤差就菜越小，反射波紡法檢測(cè)的可靠融性就越高。巾我院曾薪于朵199準(zhǔn)6此年在寧馬公路球板橋段線外按靈線內(nèi)工程樁設(shè)旬計(jì)要半求宮(印設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)誓16.5m敞，水泥摻入郊比繳12%遷)擾同期制成三根飼試樁逐。叛1聲號(hào)樁為樁長(zhǎng)低臣于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的潑短樁償，私2摸號(hào)樁為按設(shè)計(jì)駛要求制成的完照整樁匯，如3哄號(hào)樁為只在某邁一段面減停噴涼灰量的缺陷樁祥。成轎樁搏14蹄d稅后，對(duì)其進(jìn)行農(nóng)檢測(cè)。首先檢塘測(cè)梯2播號(hào)樁，并將其貨作為標(biāo)準(zhǔn)參考曠樁。實(shí)測(cè)波形刃清晰，樁底反階射明燙顯存(何見社圖通3終)引。按設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)殼16.5m羊可計(jì)算出波速暈為腔1280m吐/挖s茄，可將其作為派另兩根樁的經(jīng)蹲驗(yàn)波速。隨后式檢思測(cè)廚1皮號(hào)樁，運(yùn)訊用甚2灑號(hào)樁的經(jīng)驗(yàn)波盯速可測(cè)繭出催1裝號(hào)樁實(shí)際有效浙樁長(zhǎng)為滲14.88m油(館見求圖榆4睜)米，同樣測(cè)顏出雹3殼號(hào)樁缺陷位置繼在何9.79m釘處懼(孕見地圖叢5承)票。進(jìn)一步可對(duì)女線內(nèi)同期工程逃樁進(jìn)行快速普拴測(cè)，取得了非旺常好的效果。銷實(shí)踐證明常，只要選擇合念理，處理得當(dāng)農(nóng)，在滿足一定昨的條件下，完稿全可以利用反酸射波法檢測(cè)水桂泥攪拌樁的樁亭身完整性?；?尾不確定因素譜與局限性儲(chǔ)盡管反射眠波法檢測(cè)水泥蛙攪拌性有著快伴速、可靠等諸肌多優(yōu)點(diǎn)，但仍盤有其一定的局呀限性。鵲首先，經(jīng)略驗(yàn)波速隨著齡晶期、強(qiáng)度、水薯泥含量、土樣穗含水量變化存檢在著明顯的不眠確定性，造成德經(jīng)驗(yàn)波速范圍旋波動(dòng)過大，直駝接造成檢測(cè)結(jié)娘果誤差增大。騾而為取得有代略表性的經(jīng)驗(yàn)波執(zhí)速，在工程樁政同期打試樁，誘既不太可能也健不太實(shí)際。所崇以這還得通過密今后不斷的積熱累和完善，建豪立起一套完整句的經(jīng)驗(yàn)波速與豪各影響因素的爪相關(guān)數(shù)據(jù)庫，獵才能真正使反跨射波法檢測(cè)水陣泥攪拌樁走向齡應(yīng)用。令其次，反蔬射波法應(yīng)用的短對(duì)象應(yīng)是一彈伶性的均勻體，往而目前落后的歷施工工藝造成暗的樁身不均勻塌性，也