【摘要】本文首先概述了反射波法檢測(cè)基樁完整性的方法，然后分析了基樁檢測(cè)中遇到的問(wèn)題，探討了影響基樁低應(yīng)變檢測(cè)質(zhì)量的因素，最后提出了具體的解決方法以及檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。本文是個(gè)人的一些觀點(diǎn)和看法，可供同行參考。

【關(guān)鍵詞】反射波法；檢測(cè)質(zhì)量；影響因素

前言

利用反射波法檢測(cè)基樁的完整性， 具有方法簡(jiǎn)單， 時(shí)間短效率高， 能及時(shí)提供測(cè)試結(jié)果， 查出基樁的質(zhì)量隱患， 為及時(shí)穩(wěn)妥地處理樁基工程事故， 提供依據(jù)， 便于有針對(duì)性地采取補(bǔ)救措施， 防止重大安全質(zhì)量事故的發(fā)生， 減少工期延誤， 可達(dá)到事半功倍的效果。

一、反射波法基本原理分析

反射波法是一種瞬態(tài)激振無(wú)損測(cè)樁法， 它基于以下假設(shè)： 將樁假設(shè)成一端彈性連接的一維桿件， 其材質(zhì)均勻連續(xù)， 信號(hào)沿樁身傳播過(guò)程中不發(fā)生衰減，樁周土對(duì)樁身應(yīng)力波的傳播不產(chǎn)生影響。在樁頂進(jìn)行豎向激振， 彈性波沿樁身向下傳播，當(dāng)波沿樁身傳播遇到阻抗（ 如樁底或樁身缺陷等部位） 發(fā)生變化時(shí)， 應(yīng)力波將產(chǎn)生反射， 安裝在樁頂?shù)母哽`敏度傳感器接收響應(yīng)信號(hào)， 經(jīng)過(guò)放大、濾波和數(shù)據(jù)處理， 可識(shí)別來(lái)自樁身不同部位的反射信息， 據(jù)此判斷樁身完整性， 推斷缺陷類型及其在樁身中的位置， 驗(yàn)證核對(duì)有效樁長(zhǎng)， 對(duì)樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)做出定性估計(jì)。

二、樁身質(zhì)量分類標(biāo)準(zhǔn)分析

I類樁： 樁身混凝土完整性好， 無(wú)不良缺陷， 波速正常， 混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。II類樁： 樁身混凝土基本完整， 有小缺陷， 波速基本正常， 混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。III類樁： 波形有明顯的缺陷反射， 波速較低或呈低頻曲線， 但不是斷樁等嚴(yán)重缺陷， 且混凝土強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 80% 。IV類樁： 波形有多次樁間缺陷強(qiáng)反射， 波速偏低， 樁身有嚴(yán)重缺陷或斷樁等， 或樁身混凝土強(qiáng)度小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 80%。其中I類樁為優(yōu)質(zhì)樁， II類樁為合格樁， III類樁需經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算分析， 以確定修補(bǔ)方案或繼續(xù)使用，IV類樁為不合格樁。在樁的質(zhì)量分類標(biāo)準(zhǔn)方面， 不同的行業(yè)有許多不統(tǒng)一之處， 應(yīng)在實(shí)際工作中去完善， 使檢測(cè)結(jié)論更明確實(shí)用。

三、影響基樁檢測(cè)質(zhì)量的因素分析

1、準(zhǔn)備工作。（ 1） 檢測(cè)前應(yīng)具有下列資料： 樁位平面布置圖、樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖、原始打樁記錄、地質(zhì)勘察報(bào)告； 掌握樁基類型、成樁工藝、樁長(zhǎng)、樁徑、樁身混凝土強(qiáng)度等參數(shù)。（ 2） 進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查， 了解其實(shí)際施工質(zhì)量。例如： 是否存在樁頭潮濕、夾泥、疏松、大頭樁等現(xiàn)象。樁頭須達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高， 清理干凈， 并保證樁頭的平整、完好無(wú)破損， 用砂輪機(jī)打磨出 3～ 4 個(gè)直徑 8～ 10 cm 的光面， 作為激振點(diǎn)并利于安裝傳感器。激振點(diǎn)宜選在樁中心， 傳感器安放在距樁半徑 2/ 3處， 出露的鋼筋應(yīng)倒向兩側(cè)， 且不應(yīng)有較大晃動(dòng)。在全線檢測(cè)初期， 一些施工單位對(duì)檢測(cè)工作不太了解，沒(méi)按有關(guān)要求清理樁頭， 給數(shù)據(jù)采集和室內(nèi)分析帶來(lái)一些困難和影響。

2、齡期要求。由于混凝土強(qiáng)度與其齡期密切相關(guān)， 齡期較短的情況下， 對(duì)測(cè)試質(zhì)量影響較大， 這些影響主要表現(xiàn)在判別缺陷的性質(zhì)和程度上。依據(jù)規(guī)范要求， 被檢測(cè)的灌注樁應(yīng)達(dá)到規(guī)定養(yǎng)護(hù)齡期后進(jìn)行， 對(duì)打入樁，應(yīng)在達(dá)到地基土有關(guān)規(guī)范規(guī)定的休止期后施測(cè)， 尤其是長(zhǎng)樁和場(chǎng)地地質(zhì)條件較差的樁， 更為必要。

3、儀器選用。若基樁長(zhǎng)徑比過(guò)大， 且地基土強(qiáng)度較高， 入射波衰減較快， 樁底反射信號(hào)較難探測(cè)到。在檢測(cè)時(shí)， 采用的儀器為 PIT 基樁完整性動(dòng)測(cè)儀及R S1616K （ P） 工程樁動(dòng)測(cè)儀， 該兩種儀器性能較好，可以較好地采集到樁底的微弱反射信號(hào)， 能夠保證野外數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。

4、信號(hào)采集。一是振源的選擇及其對(duì)信號(hào)的影響。由于不同深度的缺陷對(duì)測(cè)試的頻率范圍要求不同， 選用不同頻響力棒， 可使測(cè)試結(jié)果更加準(zhǔn)確。檢測(cè)淺部缺陷或短樁時(shí)， 宜用高頻振源， 以提高分辨率， 而對(duì)于長(zhǎng)大樁或深部缺陷宜選用低頻振源。振源對(duì)測(cè)試效果影響很大， 不同的激振方式會(huì)產(chǎn)生相差很大的曲線。由于力棒較重， 易造成二次沖擊， 導(dǎo)致信號(hào)失真， 所以使用力棒時(shí)， 應(yīng)避免二次沖擊的干擾， 同時(shí)力棒敲擊樁頂面不應(yīng)損壞樁頂， 防止信號(hào)畸變； 現(xiàn)場(chǎng)司錘人員應(yīng)相對(duì)固定， 盡可能進(jìn)行專門訓(xùn)練， 熟練掌握敲錘的輕重、垂直度等。二是傳感器的選擇及其對(duì)信號(hào)的影響。傳感器是接收樁身反射信號(hào)的關(guān)鍵設(shè)備， 其性能的好壞直接影響波形的采集質(zhì)量。傳感器以及電纜選用輕型的， 必須保證傳感器與樁體緊密連結(jié)， 使之與樁體一起運(yùn)動(dòng)， 以便于跟蹤響應(yīng)， 能真實(shí)反映出樁頂?shù)恼駝?dòng)。判斷淺部缺陷， 加速度計(jì)較為合適， 而使用速度計(jì)檢測(cè)時(shí)， 由于其高頻響應(yīng)不夠， 難以從曲線上確定淺部缺陷位置。針對(duì)疑點(diǎn)較大的樁， 應(yīng)采用不同的激振方式或更換傳感器類型， 進(jìn)行對(duì)比。三是信號(hào)的選擇。檢測(cè)過(guò)程中， 對(duì)前幾根樁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析， 設(shè)置合理的采集參數(shù)， 這樣能夠大大提高檢測(cè)速度； 測(cè)試信號(hào)不理想的情況下， 應(yīng)排除影響測(cè)試的不良因素后再重復(fù)測(cè)試， 存儲(chǔ)信號(hào)應(yīng)選擇重復(fù)性好、曲線規(guī)則、樁底反射明顯的波形。對(duì)于有缺陷的樁應(yīng)重復(fù)測(cè)試， 用不同文件名存儲(chǔ)兩次以上， 以便室內(nèi)對(duì)比分析使用。

5、數(shù)據(jù)分析。一是數(shù)據(jù)分析常用的幾個(gè)方法。（ 1） 數(shù)字濾波。在采集信號(hào)的過(guò)程中， 都有可能產(chǎn)生一些干擾信號(hào)或因傳感器安裝不當(dāng)出現(xiàn)的共振及因樁頭的裂紋而產(chǎn)生的附加振動(dòng)等， 影響正常信號(hào)的接收， 造成曲線不規(guī)則， 樁底反射信號(hào)不明顯甚至沒(méi)有， 不能直接進(jìn)行分析。合理選用數(shù)字濾波可以很好地將高頻信號(hào)、干擾信號(hào)濾除， 便于確定樁身缺陷位置及找到樁底反射信號(hào)。 （ 2） 指數(shù)放大。當(dāng)樁底反射較弱或不明顯時(shí)， 可采用指數(shù)放大，使尾部信號(hào)增強(qiáng)， 確保在同一屏幕中樁底反射清晰可見(jiàn)， 有時(shí)數(shù)字濾波后再結(jié)合指數(shù)放大效果更明顯。二是數(shù)據(jù)分析應(yīng)注意的事項(xiàng)：（ 1） 當(dāng)入射波由軟弱土層進(jìn)入堅(jiān)硬土層時(shí)， 可近似看作擴(kuò)徑現(xiàn)象， 反之， 當(dāng)入射波由堅(jiān)硬土層進(jìn)入軟弱土層時(shí)， 可近似看作縮徑現(xiàn)象。軟土（ 如淤泥質(zhì)土、淤泥） 或者密實(shí)土層（ 如砂性土） 可能使樁身產(chǎn)生不規(guī)則的形狀， 造成樁身反射曲線不規(guī)則及波速相對(duì)異常等。（ 2） 對(duì)于非通長(zhǎng)配筋的灌注樁而言， 樁的配筋率、鋼筋籠分界面對(duì)反射信號(hào)的影響也不可忽視， 在該分界面上， 尤其是該部位為軟弱土層時(shí)， 入射波經(jīng)過(guò)時(shí)， 有時(shí)會(huì)產(chǎn)生 縮徑 現(xiàn)象。因此， 分析樁身完整性時(shí)， 一定要結(jié)合工程資料、曲線特征以及同一場(chǎng)地其他曲線對(duì)比分析， 綜合考慮， 加強(qiáng)檢驗(yàn)， 防止誤判。三是混凝土強(qiáng)度與波速的關(guān)系。波速與混凝土強(qiáng)度具有相關(guān)性， 樁身強(qiáng)度高、質(zhì)量好， 其波速也高， 反之波速低。但這只是一種定性的關(guān)系， 因?yàn)橛绊懖ㄋ俚囊蛩睾芏啵?如混凝土的配合比， 骨料種類及粒徑大小、齡期等有關(guān)。

四、結(jié)語(yǔ)

低應(yīng)變動(dòng)測(cè)優(yōu)點(diǎn)很多， 但也有不足之處， 測(cè)試曲線具有多解性， 雖然大部分樁通過(guò)動(dòng)測(cè)可做出準(zhǔn)確可靠的判斷， 還有極少數(shù)樁波形有異常， 但又達(dá)不到斷樁的程度， 對(duì)這類樁很難用低應(yīng)變動(dòng)測(cè)準(zhǔn)確判斷樁的可用性。對(duì)于有疑問(wèn)樁的檢驗(yàn)， 建議采用沿樁身抽芯檢測(cè)方法加以對(duì)比驗(yàn)證。為更好地開(kāi)展工作， 在設(shè)計(jì)過(guò)程中就應(yīng)當(dāng)落實(shí)檢測(cè)內(nèi)容及相關(guān)的技術(shù)要求， 使檢測(cè)工作規(guī)范化系統(tǒng)化， 增強(qiáng)基礎(chǔ)施工質(zhì)量重要性的認(rèn)識(shí)， 從而更好地保證基礎(chǔ)施工質(zhì)量。