鐵道行業(yè)低應(yīng)變檢測規(guī)程修改意見探討

陳紅

【摘要】目前國內(nèi)基樁完整性檢測有低應(yīng)變法和超聲波法兩種，低應(yīng)變法具有檢測便捷、經(jīng)濟(jì)、受地質(zhì)條件影響大等特點(diǎn)。但這種方法具有明顯的局限性，由于波速無法確定所以無法確定樁長及缺陷的位置、存在淺層盲區(qū)、對(duì)檢測人員經(jīng)驗(yàn)要求較高。本文結(jié)合具體工程實(shí)例，對(duì)《鐵路工程基樁檢測技術(shù)規(guī)程》（TB10218-2008）中低應(yīng)變檢測的修改意見進(jìn)行了探討，為同行提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】鐵道行業(yè)；低應(yīng)變檢測；修改意見

1、低應(yīng)變檢測原理

當(dāng)混凝土樁的物理強(qiáng)度遠(yuǎn)大于樁周邊土的物理強(qiáng)度時(shí)，在樁頂沿垂直方向激發(fā)彈性應(yīng)力波，應(yīng)力波沿樁身傳播，當(dāng)遇到樁底持力層及樁身質(zhì)量缺陷位置上的波阻抗與正?；炷敛ㄗ杩勾嬖诓町悤r(shí)，會(huì)部分應(yīng)力波反射。

（1）通過分析缺陷反射波

①相位變化、頻率變化、多次反射性可判斷樁基的縮徑、擴(kuò)徑、松散、夾泥、離析、斷樁等質(zhì)量缺陷現(xiàn)象。

②振幅的大小可判斷缺陷的程度。

③樁身缺陷位置應(yīng)按下式計(jì)算：

式中：L′—測點(diǎn)至樁身缺陷的距離（m）；

△T′—時(shí)域信號(hào)第一峰與缺陷反射波峰間的時(shí)間差（ms）；

△f′—幅頻曲線上缺陷相鄰諧振峰間的頻差（Hz）；

c—樁身波速（m/s），無法確定時(shí)用樁身波速平均值替代。

（2）樁底反射信號(hào)明確時(shí)可以驗(yàn)證樁長。

L=cm●△T

式中：L—樁長（m）；

△T—測得的樁底反射信號(hào)時(shí)間（ms）；

cm—樁身波速平均值（m/s）。

樁身波速平均值的確定：當(dāng)樁長已知、樁底反射信號(hào)明顯時(shí)，選取相同條件下不少于5根Ⅰ類樁的樁身波速計(jì)算而得。

2、目前《鐵路工程基樁檢測技術(shù)規(guī)程》TB10218-2008中對(duì)數(shù)據(jù)判定的規(guī)定

樁身完整性類別應(yīng)結(jié)合缺陷出現(xiàn)的深度、測試信號(hào)衰減特性以及設(shè)計(jì)樁型、成樁工藝、地質(zhì)條件、施工情況，按表1所列實(shí)測時(shí)域或幅頻信號(hào)特征進(jìn)行綜合判定。

目前《鐵路工程基樁檢測技術(shù)規(guī)程》TB10218-2008的判斷標(biāo)準(zhǔn)存在重大漏洞，判斷樁等級(jí)時(shí)，未將摩擦樁與嵌巖樁區(qū)別開，未對(duì)樁底反射相位進(jìn)行描述，容易將不合格樁誤判成合格樁。

3、工程實(shí)例

3.1實(shí)例1

合福鐵路涇縣某特大橋5號(hào)墩6號(hào)樁，樁長17.5米，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C30，齡期7天，設(shè)計(jì)為嵌巖樁。該墩總共8根基樁，設(shè)計(jì)長度相同，波形相近。設(shè)計(jì)文件中地質(zhì)情況如下：從樁頭向下依次為地表腐質(zhì)土、粘性土、強(qiáng)風(fēng)化砂巖、弱風(fēng)化砂巖。采用低應(yīng)變法檢測，樁底反射明顯，波速實(shí)測波形如下：（檢測日期2011年5月2日）

上述波形如果按現(xiàn)行《鐵路工程基樁檢測技術(shù)規(guī)程》TB10218-2008進(jìn)行樁類別判定應(yīng)為I類樁。但經(jīng)過筆者的經(jīng)驗(yàn)此樁樁底反射樁號(hào)明顯且與入射波同向，是典型的摩擦樁樁底反射信號(hào)。通過取芯驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)此樁樁底位于強(qiáng)風(fēng)化砂巖上，承載力與設(shè)計(jì)的弱風(fēng)化砂巖相差很大，達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，此樁雖然樁身完整，但承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)值，屬于不合格樁。后經(jīng)設(shè)計(jì)院重新驗(yàn)算后補(bǔ)強(qiáng)，在此墩上補(bǔ)了8根樁長相同的基樁。

3.2實(shí)例2

合福鐵路涇縣某某河特大橋12號(hào)墩4號(hào)樁，設(shè)計(jì)樁長7米，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C30，齡期12天，設(shè)計(jì)為嵌巖樁。設(shè)計(jì)地質(zhì)情況如下：從樁頂向下依次為粘性土、強(qiáng)風(fēng)化花崗閃長巖、弱風(fēng)化花崗閃長巖。該墩總共8根基樁，設(shè)計(jì)長度相同，有四根樁波形相近，實(shí)測波形如下：

該墩另4個(gè)樁波形相近，實(shí)測波形如下：

對(duì)比上述兩個(gè)波形可以發(fā)現(xiàn)1圖樁底反射與入射波相同，是典型的摩擦樁樁底反射信號(hào)。2圖在樁底反射時(shí)刻前有明顯的與入射波相位相反的信號(hào)，是典型的嵌巖樁信號(hào)。但如果按現(xiàn)行《鐵路工程基樁檢測技術(shù)規(guī)程》TB10218-2008進(jìn)行判斷則4號(hào)樁應(yīng)判成I類。通過取芯驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)樁底全風(fēng)化，報(bào)驗(yàn)單提供的基樁嵌巖1.0米，并進(jìn)入弱風(fēng)化花崗閃長巖，未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，后該四根變更加長3米，原樁位沖孔重新灌注新樁，復(fù)測合格。

3.3實(shí)例3

武廣鐵路客運(yùn)專線友誼水庫1號(hào)大橋6號(hào)墩，7號(hào)樁。設(shè)計(jì)樁長16米，樁徑1米，C30強(qiáng)度等級(jí)。6號(hào)墩設(shè)計(jì)全部為嵌巖樁。地質(zhì)情況由樁頂向下依次為1-1粉質(zhì)黏土，硬塑，夾少量碎石，Ⅱ類等級(jí)，σ0=150kPa

1-2粉質(zhì)黏土，硬塑，Ⅱ類等級(jí)，σ0=180kPa

1-3碎石土，中密～松散，Ⅲ類等級(jí)，σ0=250kPa

1-4淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，軟塑，Ⅱ類等級(jí)，σ0=80kPa

2-1板巖，全風(fēng)化，呈土狀，Ⅲ類等級(jí)，σ0=250kPa

2-2板巖，強(qiáng)風(fēng)化，呈碎塊狀和小柱狀，節(jié)理發(fā)育，Ⅳ類等級(jí)，σ0=350kPa

2-3板巖，弱風(fēng)化，呈短柱狀，節(jié)理較發(fā)育，Ⅳ類等級(jí)，σ0=600kPa

檢測時(shí)齡期14天。樁底同向反射明顯，波速3800m/s。實(shí)測波形如下：

6號(hào)墩6號(hào)樁實(shí)測波形如下：可以看出6號(hào)樁樁底反相反射波顯，是典型的嵌巖樁

通過分析7號(hào)樁及與6號(hào)樁對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)7號(hào)樁為摩擦樁，6號(hào)樁為嵌巖樁。判斷7號(hào)樁應(yīng)是不合格樁。后對(duì)7號(hào)樁進(jìn)行取芯檢測，混凝土芯樣長度12.2米，對(duì)樁底下部繼續(xù)取樣發(fā)現(xiàn)，樁底下部20cm是巖石芯樣，穿過此范圍過的1.5米范圍內(nèi)是含水量很大的粘土，后判斷此處是一小型溶洞。后將樁身變更為16米，原樁位沖孔重新灌注新樁。但按現(xiàn)行《鐵路工程基樁檢測技術(shù)規(guī)程》TB10218-2008進(jìn)行判斷則7號(hào)樁也應(yīng)判成I類。

4、建議

通過上述幾個(gè)工程實(shí)例可以看出：現(xiàn)行《鐵路工程基樁檢測技術(shù)規(guī)程》TB10218-2008中對(duì)樁的類別判斷未區(qū)分嵌巖樁與摩擦樁，建議增加如下條款：

當(dāng)基樁設(shè)計(jì)成嵌巖樁時(shí)，采用低應(yīng)變法檢測時(shí)，當(dāng)樁底反射信號(hào)明顯且與入射波同相時(shí)，就判為四類樁。

參考文獻(xiàn)

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