低應(yīng)變反射波法在橋梁樁基檢測中的應(yīng)用研究

吳庭理

（廣西眾誠工程質(zhì)量檢測有限公司　545006）

低應(yīng)變反射波法在橋梁樁基檢測中的應(yīng)用研究

吳庭理

（廣西眾誠工程質(zhì)量檢測有限公司545006）

樁基作為一種隱蔽工程，要對其質(zhì)量進行管理控制，不僅僅要在設(shè)計施工中進行，同時還需要有科學(xué)先進的檢測方法。本文將對低應(yīng)變反射波法在橋梁樁基檢測中的應(yīng)用進行詳細的研究。

低應(yīng)變；反射波法；橋梁樁基；檢測；應(yīng)用研究

1　低應(yīng)變樁基檢測概述

一維波動理論是低應(yīng)變反射波法的理論基礎(chǔ)，根據(jù)樁周土對樁底的支持作用的作用力大小，再通過時域分析以及頻域分析來對樁體的缺陷類型進行判斷。一般情況下，反射波法主要按照缺陷反射波的相位，將樁身缺陷分成擴徑類缺陷以及縮徑類缺陷，但是通常不會對缺陷的具體名稱或者是性質(zhì)作判斷。我們主要深入分析缺陷反射波的曲線特征，同時對各種可能造成缺陷的施工環(huán)節(jié)，地質(zhì)，外力作用以及成樁后的養(yǎng)護環(huán)境進行詳細的分析，就很有可能對具體的缺陷種類做出明確的判斷，這樣對缺陷的處理與驗證都是有利的。

低應(yīng)變反射波法檢測的優(yōu)點是操作簡單，成本較為低廉，能夠?qū)痘こ踢M行普查，核對樁長，檢測樁身的完整性等。它的局限性是當樁身出現(xiàn)兩個及其以上的缺陷時會比較難以判別，還會出現(xiàn)誤判的情形；對檢測的樁長也有限制，對于軟土層的超長樁，長徑比較大，持力層和樁身的阻抗層相匹配時經(jīng)常會出現(xiàn)檢測不到樁底反射信號的情況；嵌巖樁的樁底反射信號復(fù)雜多變，很容易造成誤判；在樁身阻變小的情況下，缺陷的限制難以判斷。

2　反射波檢測的缺陷成因以及缺陷特征

在樁基中經(jīng)常遇到的缺陷為：離析，縮徑，蜂窩，擴徑，斷裂以及夾泥（層）等?，F(xiàn)在對對各種缺陷產(chǎn)生的條件以及原因還有反射波的曲線特征分別展開詳細的分析。

（1）離析類缺陷：造成離析類缺陷的主要原因為混凝土攪拌不均勻，同時運輸?shù)穆窂竭^于長，混凝土?xí)艿剿臎_泡等，使得粗骨料集中在一塊，進而導(dǎo)致了樁身混凝土的離析。在離析類缺陷的下界面會產(chǎn)生相對來講比較弱的反相反射波，而在其頂界面會產(chǎn)生同相的反射波，但是當其出現(xiàn)在深部的時候大多為單一衰減型正弦波，出現(xiàn)在淺部大多為合成波。

（2）縮徑類缺陷：當樁孔穿過一遇到水變膨脹的土層時，樁孔周圍的這些土層就會向樁孔中凸起，使得此處的樁徑縮小。除此之外，當樁身穿過含有承壓水的地層時，因為地下水的逐漸沖刷，致使混凝土的砂漿不斷流失，進而產(chǎn)生了縮徑。在縮徑類缺陷的底界面產(chǎn)生的是相對而言較弱的反相反射波，而在頂界面上產(chǎn)生同相反射波，縮徑的大小與振幅的大小直接相關(guān)?？s徑類缺陷的和蜂窩類缺陷以及離析類缺陷的最根本區(qū)別就是激振波能夠通過樁身的中間部位到達樁底再產(chǎn)生反射波回到樁頂，在樁身的平均縱波速度處于正常水平。

（3）蜂窩狀缺陷：造成這種缺陷有2種原因：①井壁掉下的砂，泥以及殘留在樁體中的浮漿和浮渣會造成蜂窩狀缺陷；②就是因為配料不當。因為這些蜂窩狀的小孔洞主要分散在膠結(jié)比較好的混凝土中，激振波的其中一部分成為反射波返回樁頂，另外一部分被散射。還有一部分則是直接透射或者繞射到達樁底，之后再反射回樁頂。因此，有振幅較小的同相缺陷反射波或者是振幅更加弱的同相或者是反相的樁底反射波。有蜂窩狀缺陷的樁身平均縱波速度要比完整樁速度稍低。

（4）擴徑類缺陷：在土層容易崩落的地方通常會出現(xiàn)擴徑類缺陷，基樁復(fù)打時通常會在遇水膨脹以及松軟的土層出出現(xiàn)擴徑；擴徑通常也會在巖石中爆破成孔中出現(xiàn)。擴徑部分的底界面會出現(xiàn)相對較小的同相反射波，在其上界面也會產(chǎn)生反相反射波。

（5）斷裂類缺陷：造成這類缺陷的原因有很多。主要有在灌樁的過程中由于較長時間的停工，使得繼續(xù)施工時會形成浮漿將樁隔斷開來；不合理的跳打致使鄰樁遭到擠壓而斷裂或者是土層隆起將樁整個拔斷；混凝土在澆灌時因為拔管太快很容易造成斷樁；因為挖土機猛力拉斷的外力作用而形成的斷樁。當樁身斷裂時，在裂口進行充氣或者是充水，會使得反射系數(shù)變大，振幅變大，形成的反射波明顯。如果斷裂面較為平整，斷裂面到樁頂?shù)木嚯x較近，甚至能夠在檢測曲線上出現(xiàn)三次及其以上的反射。

3　樁基檢測應(yīng)用實例

實例1：某橋梁工程采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。其中一個樁長9.5m，樁徑為1400mm，持力層是中風(fēng)化的砂巖，設(shè)計栓的強度等級為C25。

此樁的低應(yīng)變實測缺陷顯示著在樁底出現(xiàn)了較為強烈的同相反射，因此有理由懷疑樁底的質(zhì)量不高，為了進一步的驗證又再次運用了鉆芯法。鉆芯的結(jié)果表明，此樁的底部和持力層的巖基接觸良好，樁底沉渣的厚薄程度負荷標準規(guī)定。經(jīng)過相關(guān)分析之后，認為樁底栓和巖基之間存在的一層很厚的泥皮引起了反射波系。這從另外一個方面說明了低應(yīng)變反射波法在用來判斷樁底接觸情形時不容易把握，但是如果樁底樁底存在著較為明確的反向反射信號的話，就能夠肯定樁底的接觸良好。

4　結(jié)論

通過缺陷分析以及檢測實例可以看出：

（1）低應(yīng)變反射波法對樁基淺部的缺陷會比較敏感，但是受到地質(zhì)條件非常大的影響，因此說低應(yīng)變反射波法比較適合樁長小于50m或者是樁徑小于110cm，地質(zhì)條件較為簡單的樁基完整性檢測，當然也可以用于面積較大的樁基質(zhì)量普查。

（2）利用低應(yīng)變反射波法檢測較為方便快捷，效率較高，能夠?qū)崟r的做出一個判斷。同時能夠檢測樁身的完整性，也可以用來檢查縮徑、夾泥、擴徑、斷樁、離析、沉渣以及空洞。

（3）低應(yīng)變反射波法會受到較多的干擾因素的影響，例如樁身截面突變，樁頭的處理情況以及激振方式的選用等都會對判別的效果造成不同程度的的影響。

（4）在運用低應(yīng)變反射波法進行檢測時應(yīng)該注意對于長徑比很小，而直徑比較大的樁，要著重關(guān)注其尺寸效應(yīng)，不能夠完全按照一維理論進行解釋，可以適當采用增加檢測點，和其他檢測方法互相校驗核對的方式來進行。

5　結(jié)語

低應(yīng)變反射波法和其他的基樁檢測方法進行比較其最大的優(yōu)點就是簡便，快速有效。在進行現(xiàn)場測試時，需要注意的是必須要采用硬度合適的激蕩錘和加速度傳感器，同時要設(shè)置科學(xué)合理的參數(shù)，以確保所采集信號的準確性。在對檢測曲線進行判斷時，需要綜合考慮施工工藝，地質(zhì)條件，樁側(cè)土和樁尖土的力學(xué)指標，應(yīng)力傳播機理等各種因素分析判斷，只有這樣才能夠比較準確的分析判斷出樁身的質(zhì)量。

[1]文海霞，鄭國勇.低應(yīng)變反射波法樁基檢測的試驗研究[J].路基工程，2009（02）.

[2]王輝鵬.反射波法在基樁完整性檢測中的應(yīng)用[J].工業(yè)建筑，2006（S1）.

U445.551

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1673-0038（2015）25-0304-02

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