山西某工程樁基無(wú)損檢測(cè)結(jié)果分析

王希財(cái)

摘要本文對(duì)樁基無(wú)損檢測(cè)的兩種方法的檢測(cè)原理、標(biāo)準(zhǔn)波形進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，通過(guò)兩顆樁基無(wú)損檢測(cè)實(shí)例的結(jié)果進(jìn)行了分析、討論及驗(yàn)證，驗(yàn)證了兩種檢驗(yàn)方法的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵字樁基無(wú)損檢測(cè) 超聲波 低應(yīng)變

中圖分類號(hào)：TU473文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1、概述

目前在國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)相關(guān)領(lǐng)域，樁基仍然是最常被采用的基礎(chǔ)形式。針對(duì)樁基施工過(guò)程中常產(chǎn)生的離析、夾泥等缺陷，目前樁基澆筑成孔后的無(wú)損性試驗(yàn)檢測(cè)主要有超聲透射法和低應(yīng)變檢測(cè)法，本文針對(duì)山西某大橋樁基的超聲、低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)開挖、超聲透射法進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)超聲、低應(yīng)變樁基完整性檢測(cè)的結(jié)果判別方法進(jìn)行討論，為其他類似工程的實(shí)施提供一點(diǎn)參考與借鑒。

2、無(wú)損檢測(cè)原理及標(biāo)準(zhǔn)波形

2.1低應(yīng)變檢測(cè)原理及標(biāo)準(zhǔn)波形

低應(yīng)變檢測(cè)是以線彈性桿的一維波動(dòng)理論為基礎(chǔ)的，通過(guò)在被檢測(cè)樁基施加的擊打力，在樁基中產(chǎn)生波動(dòng)，當(dāng)波動(dòng)在樁基傳播過(guò)程中，遇到樁基外形產(chǎn)生較大差異或樁體密度等產(chǎn)生較大差異時(shí)，波形也會(huì)隨之產(chǎn)生變化的原理進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)上述理論，在實(shí)驗(yàn)室條件下，完整優(yōu)良的樁基的低應(yīng)變檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)波形如下圖1所示。即樁基類型為Ⅰ類樁時(shí)，檢測(cè)波形應(yīng)符合樁基的波形規(guī)則、有明顯的樁底反射波，且波速在所用混凝土正常波速范圍之內(nèi)，樁體本身結(jié)構(gòu)規(guī)則、完整。

圖1典型基樁低應(yīng)變檢測(cè)速度波形

2.2超聲檢測(cè)原理及標(biāo)準(zhǔn)波形

檢測(cè)儀器發(fā)射器產(chǎn)生脈沖波——超聲波在被檢樁基中傳播——波形在樁基形狀變化處產(chǎn)生相應(yīng)變化——相應(yīng)的接收儀器——分析波形變化所包含的信息。此為超聲波檢測(cè)樁基的一般理論，同時(shí)也是樁基超聲檢測(cè)的一般步驟。當(dāng)被檢樁體 存在不練學(xué)界面時(shí)，會(huì)在缺陷面處產(chǎn)生透射和反射；當(dāng)樁體內(nèi)存在松散、蜂窩、孔洞時(shí)會(huì)產(chǎn)生波的散射與繞射；根據(jù)波的初始到達(dá)時(shí)間對(duì)比波本身的傳播特性、畸變情況以及其他聲學(xué)參數(shù)的變化，可以推測(cè)被檢樁體混凝土的密實(shí)度參數(shù)。在實(shí)際檢測(cè)中最常用到的幾個(gè)超聲檢測(cè)判別參數(shù)分別為聲速、聲時(shí)和PSD參數(shù)。按照此種檢測(cè)方法的理論，超聲檢測(cè)樁基的標(biāo)準(zhǔn)波形如下圖2所示，即各檢測(cè)剖面的聲學(xué)參數(shù)均無(wú)異常，無(wú)聲速低于低限值異?？膳卸ū粰z樁體為Ⅰ類樁。

圖2 典型基樁超聲波檢測(cè)波形

3、山西某工程樁基無(wú)損檢測(cè)實(shí)例

3.1低應(yīng)變檢測(cè)實(shí)例

3.1.1樁基概況

山西某大橋的0#橋臺(tái)采用樁基礎(chǔ)，樁基長(zhǎng)度為10.2m，樁經(jīng)為1.2m，采用C25混凝土，此大橋所處地質(zhì)情況為0~3m為素填土，3~8.6m為黃土，8.6~14.7m為強(qiáng)風(fēng)化砂巖，采用低應(yīng)變檢測(cè)的方法進(jìn)行成樁檢測(cè)。

3.1.2檢測(cè)結(jié)果分析

下圖3為0#橋臺(tái)2#樁基低應(yīng)變檢測(cè)的實(shí)測(cè)波形典型結(jié)果，整個(gè)樁基實(shí)測(cè)波速為3928m/s,正常C25混凝土的波速值一般在3600m/s~4000m/s,說(shuō)明樁體本身混凝土較均勻且強(qiáng)度符合要求。從波形看，在距樁頂3.9m左右處，波形有明顯的“先下后上”的趨勢(shì)，按照低應(yīng)變樁基檢測(cè)缺陷的一般判別標(biāo)準(zhǔn)，此處為樁基擴(kuò)徑或者地質(zhì)情況有明顯變化，再參照上處的地質(zhì)情況，樁頂以下3~8.6m均為黃土，即地質(zhì)情況未有明顯變化。初步可以判定此處為良性缺陷樁基擴(kuò)徑。綜合判定此樁基為Ⅱ類樁，即樁身缺陷輕微，不影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮。通過(guò)后期對(duì)此樁基進(jìn)行開挖驗(yàn)證，此樁基在3.8m~4.1m處，有不規(guī)則擴(kuò)徑，符合前期依據(jù)低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果對(duì)樁基性狀的判斷。

圖3樁號(hào)0-2#，樁長(zhǎng)10.2m，樁徑1.2m

3.2超聲波檢測(cè)實(shí)例

3.2.1樁基概況

山西某大橋的2#橋墩3#樁基，樁基長(zhǎng)度28.5m，樁經(jīng)為1.5m，采用C25混凝土，大橋所處地質(zhì)情況為0~3.5m為素填土，3.5~9.1m為黃土，9.1~17.7m為強(qiáng)風(fēng)化砂巖，17.7m~30.3m為中風(fēng)化砂巖。樁身預(yù)埋3根聲測(cè)管，兩兩互測(cè)通過(guò)三個(gè)剖面的檢測(cè)結(jié)果對(duì)樁基進(jìn)行判定。

3.2.2檢測(cè)結(jié)果分析

實(shí)測(cè)樁體三個(gè)剖面的波形結(jié)果如下圖4所示，從波形上看，樁底以上0.8m，在檢測(cè)的三個(gè)剖面，波形均出現(xiàn)較大波動(dòng)或缺失，PSD值同時(shí)產(chǎn)生較大波動(dòng)，同時(shí)波速出現(xiàn)明顯的降低，正常C25混凝土的波速值一般在3600m/s~4000m/s，而樁基底部疑似缺陷處的波速均為約為3100m/s左右，明顯低于正常波速值，可以判定此處為較為明顯的樁基缺陷，樁基缺陷初步判定為混凝土離析、夾泥。綜合判定次樁基為Ⅲ類樁，即某一檢測(cè)剖面連續(xù)出現(xiàn)多個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)異常；兩個(gè)或兩個(gè)以上檢測(cè)剖面在同一深度測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常；局部混凝土聲速出現(xiàn)低于低限值異常。通過(guò)對(duì)施工過(guò)程的調(diào)查采訪，確定在樁基的澆筑前，樁基底部曾有部分沉渣未清除，從而確定了樁基缺陷產(chǎn)生的原因，為樁基的取芯、加固等處理措施提供了依據(jù)。

圖4 樁號(hào)2-3#，樁長(zhǎng)28.5m，樁徑1.5m

結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)山西某工程的兩例樁基檢測(cè)實(shí)例，對(duì)樁基的兩種無(wú)損檢測(cè)方式進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹、分析與討論，并通過(guò)開挖等驗(yàn)證的方式，驗(yàn)證其檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。為樁基無(wú)損檢測(cè)的理論研究與工程實(shí)踐提供了經(jīng)驗(yàn)，有部分借鑒與學(xué)習(xí)的意義。

參考文獻(xiàn)

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