低應(yīng)變動測法

淺談低應(yīng)變法檢測樁基完整性1=摘要：列舉幾種樁身常見缺陷并附低應(yīng)變檢測波形圖實例，提高缺陷判斷準確度。引言隨著建筑工程事業(yè)的蓬勃發(fā)展，樁基在地基基礎(chǔ)中的運用越來越廣泛。由于樁基能將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳到深層穩(wěn)定的土層中去，從而大大減少基礎(chǔ)的沉降和建筑的不均勻沉降，所以樁基在住宅、高層建筑、重型廠房、橋梁等工程中被大量采用。樁基工程屬隱蔽工程，樁基質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到建筑的安全問題，而且樁基一旦發(fā)生事故，加固處理起來難度較大。因此，樁基試驗檢測就成了樁基工程中的一個重要環(huán)節(jié)。如何快速準確地檢驗工程樁的質(zhì)量，以滿足日益增長的樁基工程的需要是目前土木工程界十分關(guān)心的問題，也是長期以來國內(nèi)外許多學(xué)者、研究人員和工程技術(shù)人員從事的一個研究課題。1根據(jù)檢測內(nèi)容，選用合適的檢測方法只有熟悉各種檢測方法的原理和適應(yīng)范圍，才能準確選用合適的檢測方法，保障檢測結(jié)果的準確性。如反射波法主要用于檢測樁身結(jié)構(gòu)的完整性，對樁身單一處的嚴重缺陷位置判斷較準確，但對縮頸、擴頸、半斷樁及二處深層缺陷判斷準確率較低；當采用機械阻抗法和動力參數(shù)法檢測樁時，樁土均處在彈性范圍，由此而推算出的只能是樁的承載力標準值，而采用波形擬合法測樁時，作用于樁頂?shù)牧咏跇兜膶嶋H應(yīng)力水平，沖擊力使樁和土之間產(chǎn)生相對位移，由此而判定的承載力為樁的極限承載力；聲波透射法檢測樁身缺陷，波形較直觀，準確性也較高；瞬態(tài)激振機械阻抗法的響應(yīng)信號受環(huán)境噪聲的干擾較大，但由于噪聲和敲擊信號互不相關(guān)，利用多次敲擊取其平均值可以消除噪聲的影響。建議樁身結(jié)構(gòu)完整性的檢測一般應(yīng)采用低應(yīng)變法和聲波透射法；樁徑大于2m，樁長大于50m的鉆孔灌注樁，一般應(yīng)采用聲波透射法或波形擬合法進行檢測；單樁豎向承載力的檢測，建議采用波形擬合法，也可采用機械阻抗法和動力參數(shù)法，但都必須有本地區(qū)同等條件下的可靠靜載試驗作對比。對于一柱一樁的建筑物或重要結(jié)構(gòu)的群樁基礎(chǔ)，如單柱單樁式橋墩和特大跨徑橋梁的主墩全部樁基，應(yīng)進行完整性檢測對于一般建筑物，可按70%采用低應(yīng)變法檢測，30%采用聲波透射法檢測的辦法；對于重要的建筑物樁基，聲波透射法檢測的比例不應(yīng)少于50%。2低應(yīng)變動測法2.1基本原理低應(yīng)變動測法是使用小錘敲擊樁頂，通過粘接在樁頂?shù)膫鞲衅鹘邮諄碜詷吨械膽?yīng)力波信號，采用應(yīng)力波理論來研究樁土體系的動態(tài)響應(yīng)，反演分析實測速度信號、頻率信號，從而獲得樁的完整性。該方法檢測簡便，且檢測速度較快，但如何獲取好的波形，如何較好地分析樁身完整性是檢測工作的關(guān)鍵。2.2測試過程測試過程是獲取好信號的關(guān)鍵，測試中應(yīng)注意：①測試點的選擇。測試點數(shù)依樁徑不同、測試信號情況不同而有所不同，一般要求樁徑在120cm以上，測試3?4點。②錘擊點的選擇。錘擊點宜選擇距傳感器20?30cm處不必考慮樁徑大小。③傳感器安裝。傳感器根據(jù)所選測試點位置安裝，注意選擇好粘貼方式，一般有石蠟、黃油、橡皮泥在保證樁頭干燥，沒積水的情況下。④盡量多采集信號。一根樁不少于10錘，在不同點，不同激振情況下，觀測波形的一致性，以保證波形真實且不漏測。3幾種樁基缺陷及檢測波形圖3.1完整樁完整樁的反射波波型規(guī)則，波列清晰，無缺陷反射波存在，樁底反射明顯，波速正常?？s頸⑴縮頸處截面積變小，波阻抗減小，應(yīng)力波遇到縮頸會產(chǎn)生與入射波同相的反射，波形比較規(guī)則，波速一般正常。⑵一般能看到樁底反射，若縮頸部位較淺，縮頸還會出現(xiàn)幾次反射，但若縮頸程度較嚴重，則難以看到樁底反射。如圖：離析1、離析產(chǎn)生的主要因素包括混凝土配比不當攪拌及振搗不勻、灌注時受地下水影響等。表現(xiàn)為混凝土密實性差，或骨料、水泥砂漿相對集中。2、離析處介質(zhì)的波速和密度較正?；炷列。瑢?dǎo)致波阻抗降低，出現(xiàn)同相反射，此點與縮頸類相似。但離析處的反射波形不規(guī)則，后續(xù)反射信號雜亂，計算得到的波速偏小，一般不會掩蓋樁身以下部位出現(xiàn)的較大的第二缺陷信號。如圖：斷裂、夾層2、斷裂一般表現(xiàn)夾雜一層阻抗較低的介質(zhì)，在波形曲線上形成同相反射，且往往為多次反射，間隔時間相等，表征斷裂位置的第一個反射脈沖幅值較高，前沿比較陡峭。由于斷樁處聲波能量難以下傳，一般樁底反射難以辨認，如果是沒有夾層裂縫或斷層，也可辨認樁底反射。如圖：擴頸3、鉆孔灌注樁在地下水位附近的松軟土層中，經(jīng)常發(fā)生擴頸現(xiàn)象。擴頸后樁身截面積增加，波形曲線上會出現(xiàn)與入射波相位相反的反射波。需要注意的是，如果樁周土較硬，波形曲線也會出現(xiàn)類似于擴頸的反射波。4結(jié)語盡管樁基檢測方法種類多種多樣，但是各自均有其優(yōu)劣性且距完整地反映樁基實際情況還有相當一段距離。故從工程的可靠性出發(fā)，建議采用綜合的樁基檢測方法來評價樁基工程。即第一步普查采用動力法的簡便低應(yīng)變法對整個工程樁進行檢測，稱普查的全部工程樁進行無損的樁身質(zhì)量檢查。第二步詳查對普查發(fā)現(xiàn)存在較嚴重缺陷的