建筑樁基檢測(cè)中低應(yīng)變反射法的應(yīng)用分析

吳玉梅

江西天域工程檢測(cè)技術(shù)有限公司 341000

當(dāng)前，在建筑工程施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到軟土地基，故為了確保樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量，提升樁基的承載力，需要對(duì)復(fù)雜地質(zhì)進(jìn)行處理，以確保工程施工順利開展和人員安全。而在建筑復(fù)雜地質(zhì)處理時(shí)，首先要從樁基礎(chǔ)檢測(cè)著手，通過(guò)對(duì)地基基礎(chǔ)質(zhì)量檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及采取有效的處理措施，以消除施工過(guò)程中存在的安全隱患，確保建筑施工質(zhì)量。本文從建筑檢測(cè)角度出發(fā)，著重探討了建筑樁基檢測(cè)中低應(yīng)變反射法的應(yīng)用。

1 低應(yīng)變反射法概述

近年來(lái)，低應(yīng)變反射法由于操作方便、檢測(cè)結(jié)果可靠、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，從而在建筑工程檢測(cè)工作中得到了廣泛的應(yīng)用，其常用于建筑工程樁身完整性檢測(cè)。反射波法作為建筑樁身質(zhì)量檢測(cè)中常用方法，是根據(jù)相應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果來(lái)確定樁位，提升檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，且能夠有效解決靜載試驗(yàn)中抽樣率不高問(wèn)題；另外，在靜載試驗(yàn)中，它可以加大不合格樁的檢測(cè)面，為樁基處理人員提供依據(jù)?？梢姡蛻?yīng)變反射法在建筑工程樁基礎(chǔ)檢測(cè)具有眾多的優(yōu)勢(shì)。

低應(yīng)變反射波法在樁基檢測(cè)中的應(yīng)用，是通過(guò)采用一維線彈性桿件模型，采用手錘在樁頂進(jìn)行敲擊，進(jìn)而產(chǎn)生一些振動(dòng)，并沿樁身以波的形式向下傳播，當(dāng)應(yīng)力波通過(guò)有質(zhì)量問(wèn)題的部位時(shí)，包括混凝土離析、夾異物、縮頸等，就會(huì)使得質(zhì)量變化界面的樁阻抗Z發(fā)生變化，其中，Z=ρAC。

其中，ρ為樁的材料密度；A為截面積；C為縱波波速。這時(shí)，有些應(yīng)力波就發(fā)生了反射，并傳至樁頂，而另一些應(yīng)力波則傳至樁端，且出現(xiàn)反射。與些同時(shí)，還可以采用樁頂?shù)募铀俣扔?jì)進(jìn)行反射波信號(hào)的接收，并采用測(cè)樁儀來(lái)放大信號(hào)，最后得到加速度的時(shí)程曲線。最后，我們可以結(jié)合曲線的形態(tài)來(lái)確定阻抗變化位置，實(shí)現(xiàn)缺陷的位置判定和樁長(zhǎng)校核。

根據(jù)一維理論要求，樁的長(zhǎng)徑比與橫向尺寸之比不能小于5，樁身截面應(yīng)滿足這一理論要求。應(yīng)力波在樁身傳播時(shí)，其平面截面假設(shè)成立，而對(duì)于H型鋼樁、薄壁鋼管等異形樁，并不適用低應(yīng)變反射波法。

2 低應(yīng)變反射法樁基檢測(cè)中應(yīng)注意問(wèn)題

根據(jù)筆者的工作實(shí)踐，低應(yīng)變法在樁基完整性檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：1)在樁基缺陷定量分析時(shí)，低應(yīng)變法需要根據(jù)具體位置進(jìn)行判定。2)在樁基檢測(cè)時(shí)，應(yīng)先獲取地質(zhì)條件下的靜動(dòng)對(duì)比系數(shù)，以降低檢測(cè)難度。3)考慮到樁側(cè)阻力直接影響到應(yīng)力波能量，且會(huì)導(dǎo)致波形衰減，這樣不利于樁體長(zhǎng)度測(cè)量。因此，應(yīng)確保檢測(cè)樁長(zhǎng)不大于50m，樁徑不大于1.8m，如果超過(guò)這些限值，將會(huì)大大降低樁底反射信號(hào)，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)誤判。4)若樁基周邊地質(zhì)復(fù)雜，低應(yīng)變法就會(huì)降低樁基質(zhì)量檢測(cè)的準(zhǔn)確度，反射波就會(huì)引起土體阻抗發(fā)生變化，進(jìn)而引起反射而產(chǎn)生誤判。5)在采用嵌巖樁時(shí)，如果樁身混凝土阻抗接近于樁底巖質(zhì)，當(dāng)反射波傳至樁底時(shí)，如果仍向下傳播，并衰減為零，或者未出現(xiàn)反射波形，即難以判定樁基質(zhì)量。

3 低應(yīng)變反射法在樁基檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1 工程概況

某綜合商業(yè)建筑，建筑面積為152530.0m2，地上4層，為框剪結(jié)構(gòu)，地基采用鉆孔灌注樁施工。工程樁684根，檢測(cè)樁467根，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)14-33m，呈矩形布置。單樁承載力特征值為5000kN，樁截面尺寸1200mm，樁身砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C35。本工程地層自上而下分布如下：雜填土，中粗砂，中細(xì)砂，粉質(zhì)粘土，粉土等。

3.2 檢測(cè)方法及儀器

在本工程采用樁身結(jié)構(gòu)完整性檢測(cè)時(shí)，通過(guò)低應(yīng)變反射法的應(yīng)用，在樁頂上安裝高靈敏度傳感器，再采用手錘進(jìn)行敲擊，產(chǎn)生一些壓縮波，然后采用檢測(cè)儀來(lái)接收樁身缺陷處的反射波，在屏幕上顯示。通過(guò)在不同處重復(fù)進(jìn)行樁測(cè)試，并將獲取數(shù)據(jù)中的3個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行不同位置的樁身缺陷分析。同時(shí)，還可以利用計(jì)算機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并計(jì)算出不同樁的完整性情況。本工程檢測(cè)樁數(shù)一共為21根，檢測(cè)儀器采用基樁動(dòng)測(cè)儀，型號(hào)為RSM-PDT型。

3.3 檢測(cè)結(jié)果分析

首先對(duì)17根樁基完整性進(jìn)行檢測(cè)，從3#、10#樁基的測(cè)試變化曲線來(lái)看，在樁身15m的位置，應(yīng)力波反射較為明顯，這正說(shuō)明此位置介質(zhì)明顯發(fā)生了變化，樁底埋深為15m，故與設(shè)計(jì)相符合。

在17根樁檢測(cè)過(guò)程中，其樁長(zhǎng)都是15m，檢測(cè)結(jié)果如下：1）3#樁，波速3246m/s，為I類；2)10#樁，波速3236m/s，樁身類別為I類樁；3)15#樁，波速3246m/s，樁身類別為I類樁；4)21#樁，波速3265m/s，樁身類別為I類樁；5)24#樁，波速3245m/s，樁身類別為I類樁；6)30#樁，波速3263m/s，樁身類別為I類樁；7)33#樁，波速3263m/s，樁身類別為I類樁；8)39#樁，波速3254m/s，樁身類別為I類樁；9)41#樁，波速3221m/s，樁身類別為I類樁；10)45#樁，波速3252m/s，樁身類別為I類樁; 11)52#樁，波速3274m/s，樁身類別為I類樁；12)56#樁，波速3262m/s，樁身類別為I類樁；13)60#樁，波速3254m/s，樁身類別為I類樁；14)64#樁，波速3262m/s，樁身類別為I類樁；15)70#樁，波速3253m/s，樁身類別為I類樁；16)72#樁，波速3265m/s，樁身類別為I類樁；17)81#樁，波速3254m/s，樁身類別為I類樁。

根據(jù)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(JGJ106-2014)中規(guī)定，樁身完整性類別為I類，I類代表樁身較為完整，II類是指樁身缺陷輕微，對(duì)樁身結(jié)構(gòu)承載力的發(fā)揮影響不大。因此，在本工程467根樁基檢測(cè)過(guò)程中，I類樁一共有433根，占總數(shù)的92.72%，II類一共34根，占總數(shù)的7.28%，故基本符合設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，低應(yīng)變反射波法由于具有操作方便、速度快、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)勢(shì)，從而在建筑樁基完整性檢測(cè)中應(yīng)用較為廣泛。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，低應(yīng)變法也存在著不些不足之外，如不能應(yīng)用于過(guò)長(zhǎng)的樁基。因此，在建筑樁基檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，優(yōu)選相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)，最好搭配不同檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行使用。在本工程樁基檢測(cè)過(guò)程中，通過(guò)低應(yīng)變法的應(yīng)用，大大提升了樁身結(jié)構(gòu)完整性檢測(cè)效率，且能夠有效解決了靜載試驗(yàn)檢測(cè)中存在的不足，為今后建筑樁基檢測(cè)工作提供有利的參考依據(jù)。