樁檢中幾個(gè)常見(jiàn)“波速”問(wèn)題的探討

周杰 （鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 天津 300251)

檢測(cè)樁身完整性的方法有低應(yīng)變法、高應(yīng)變法、聲波透射法和鉆芯法等，而其中的低應(yīng)變法、聲波透射法（以下簡(jiǎn)稱：聲測(cè)）因其高效、成本較低等特點(diǎn)在工程界得到了廣泛的應(yīng)用。在這兩種常用的樁檢方法中，“波速”均是一個(gè)關(guān)鍵的分析評(píng)判參數(shù)。

本文就眾多初學(xué)者在低應(yīng)變法、聲波透射法檢測(cè)中經(jīng)常碰到的幾個(gè)與“波速”相關(guān)的問(wèn)題做出探討。

1 錯(cuò)誤地把“低應(yīng)變波速”和“聲測(cè)波速”進(jìn)行比較

許多初學(xué)者都曾經(jīng)提出過(guò)這樣疑問(wèn)：同一根樁分別進(jìn)行低應(yīng)變法檢測(cè)和聲波透射法檢測(cè)，得出的檢測(cè)曲線波速不同，且相差很大，到底哪個(gè)正確？要想弄清楚這個(gè)問(wèn)題，必須首先弄清楚這兩種檢測(cè)方法的工作原理。

在低應(yīng)變法檢測(cè)中，用力錘、力棒敲擊樁頂，樁頂激振產(chǎn)生的下行壓縮波在樁身波阻抗發(fā)生變化處會(huì)產(chǎn)生上行反射波。[1]在縮頸、松散、離析、夾泥或斷裂等缺陷處，樁身截面波阻抗降低，反射波便與人射波同向；反之，在擴(kuò)徑或樁身嵌巖等處，樁身截面處波阻抗增大，反射波便與人射波反相。

當(dāng)采用聲波透射法檢測(cè)時(shí)，要先在樁身中預(yù)埋一定數(shù)量的聲測(cè)管，通過(guò)水的耦合，聲波在不同聲測(cè)管中進(jìn)行發(fā)射和接收，以測(cè)出混凝土介質(zhì)的聲時(shí)、波幅等聲學(xué)參數(shù)。當(dāng)樁身混凝土質(zhì)量存在缺陷時(shí)，聲學(xué)參數(shù)便發(fā)生異常；通過(guò)對(duì)異常聲學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析，便可判斷出樁身完整性及質(zhì)量缺陷的位置和程度。

由此可見(jiàn)，低應(yīng)變法采用的是一種力波，聲測(cè)采用的是聲波，兩者不具有可比性，且各自有獨(dú)立的樁身完整性評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。[1、2]當(dāng)然比較兩者波速是沒(méi)有實(shí)際意義的，只要在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)沒(méi)出現(xiàn)技術(shù)錯(cuò)誤，出現(xiàn)同一根樁的低應(yīng)變波速與聲測(cè)波速（聲速）不同的現(xiàn)象是正常的。

2 聲測(cè)中，錯(cuò)誤地把彎管造成的聲速變化當(dāng)成樁身質(zhì)量問(wèn)題

圖1為某工程樁（L=66m，D=1.00m）13聲測(cè)剖面全樁身混凝土聲速（波速）-波幅（V-A）曲線圖，局部（BC區(qū)段）出現(xiàn)了聲速低于低限值的異常情況。根據(jù)規(guī)范，[1、2]許多初學(xué)者常常會(huì)把該工程樁樁身完整性判定為III類樁（即：樁身存在明顯缺陷）。

另外，該工程樁3個(gè)聲測(cè)剖面波列圖全樁身聲學(xué)參數(shù)狀況統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1；局部樁身區(qū)段波列圖見(jiàn)圖2。

表1 某工程樁三個(gè)聲測(cè)剖面全樁身聲學(xué)參數(shù)狀況統(tǒng)計(jì)表

圖2 某工程樁三個(gè)聲測(cè)剖面局部樁身區(qū)段波列圖

由表1、圖1和圖2綜合分析知：1#聲測(cè)管在BC、CD兩樁身區(qū)段發(fā)生了反相彎曲，其中BC區(qū)段13剖面管間距變大造成了該區(qū)段聲測(cè)波速低于底限值的異常；該工程樁樁身混凝土質(zhì)量完好，樁身完整性判定為I類樁。

由此可見(jiàn)，若孤立地以個(gè)別聲測(cè)剖面的樁身局部區(qū)段、個(gè)別聲學(xué)參數(shù)異常來(lái)判別整個(gè)樁身的完整性往往會(huì)造成誤判；只有綜合全部聲測(cè)剖面的全樁身聲測(cè)資料綜合分析，才能對(duì)所檢基樁的樁身完整性做出正確的判定。

3 利用聲測(cè)推定低應(yīng)變波速

工程中會(huì)遇到采用低應(yīng)變法檢測(cè)大摩擦樁的樁身完整性，因?yàn)榻?jīng)常無(wú)明顯樁底反射信號(hào)，許多初學(xué)者便陷入了無(wú)法判定樁底位置的困境。

對(duì)于上述情況，可以間接利用聲測(cè)來(lái)確定低應(yīng)變波速，以判定低應(yīng)變反射曲線上的樁底位置。

大批量基樁檢測(cè)工作經(jīng)常會(huì)采用全部低應(yīng)變檢測(cè)、部分聲測(cè)的檢測(cè)方案。在需要聲測(cè)的樁身混凝土具有代表性的基樁中進(jìn)行低應(yīng)變復(fù)檢，選出以下兩類樁：①樁底反射信號(hào)明顯；②聲學(xué)參數(shù)異常處，樁身缺陷低應(yīng)變反射波信號(hào)也明顯。

利用聲測(cè)確定樁底或樁身缺陷的深度，再結(jié)合低應(yīng)變分析軟件，通過(guò)深度推定出反射信號(hào)明顯處的反射波波速，最后將各推定波速平均，平均值便可作為同類型樁身混凝土的低應(yīng)變反射波波速參考值，依此參考值來(lái)確定樁底反射信號(hào)不明顯基樁的樁底?！?/p>

[1]鐵路工程基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)程[S].TB10218-2008.

[2]建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].JGJ106-2003.