周建桃 李寧

【摘要】文章通過工程實(shí)例，分析了超聲波透射法和低應(yīng)變反射波法在樁基檢測(cè)中的一致性，以期作為參考。

【關(guān)鍵詞】超聲波透射法;低應(yīng)變反射波法;樁基檢測(cè);一致性

隨著工程建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，鐵路、公路、港口碼頭及城市建設(shè)得到了迅速發(fā)展。橋梁、塔架、重型構(gòu)筑物、堤壩、高層建筑及海上采油平臺(tái)以及核電站等工程大量采用樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)己經(jīng)成為了一種應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)形式。但基礎(chǔ)質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到主體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全，但因其屬于地下或者水下隱蔽工程，施工的質(zhì)量較難控制，因此對(duì)樁基的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)就變得非常必要。

一、超聲波透射法與低應(yīng)變反射波法概述

（一）超聲波投射法

超聲波透射法是指在混凝土灌注樁中預(yù)埋聲測(cè)管，并在聲測(cè)管之間發(fā)射、接收高頻超聲波信號(hào)，通過檢測(cè)超聲波在混凝土介質(zhì)中傳播的時(shí)間、PSD、頻率和波幅等聲學(xué)參數(shù)，與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并需要工程檢測(cè)人員的一定經(jīng)驗(yàn)，來判定樁身完整性以及缺陷類型、位置、嚴(yán)重程度等的檢測(cè)方法。

（二）低應(yīng)變反射波法

低應(yīng)變方法目前主要采用的是反射波法，反射波法源于應(yīng)力波理論，基本原理是利用手錘（或力棒）在樁頭施加一小沖擊擾動(dòng)，激發(fā)一應(yīng)力波沿樁身傳播，應(yīng)力波在沿樁身傳播過程中，當(dāng)遇到樁身存在明顯波阻抗界面（如樁底斷樁、嚴(yán)重離析等）或樁身截面變化（如縮徑、擴(kuò)徑）時(shí)，應(yīng)力波就會(huì)發(fā)生反射，利用安裝在樁頂?shù)募铀俣扔?jì)或者速度計(jì)接收由初始信號(hào)和由樁身缺陷或者樁底產(chǎn)生的反射信號(hào)組合的時(shí)程曲線（或成為波形），通過對(duì)帶有樁身質(zhì)量信息的波形進(jìn)行處理和分析，并結(jié)合有關(guān)地質(zhì)資料和施工記錄做出對(duì)樁的完整性的判斷。

這兩種方法不但在理論上存在一致性，在實(shí)際工程施工檢測(cè)方面也均具有巨大優(yōu)勢(shì)。設(shè)備易于運(yùn)輸、檢測(cè)手段較為成熟、效率高且成本低等都是超聲波透射法與低應(yīng)變反射波法的特點(diǎn)。

二、檢測(cè)實(shí)例

（一）工程案例

在某橋梁工程中，由于施工地區(qū)的巖石風(fēng)化現(xiàn)象較為嚴(yán)重，并且橋梁施工地點(diǎn)大多位于跨河道位置。因此在開始施工之前，需要對(duì)橋梁基樁進(jìn)行檢測(cè)，以確定基樁的性能是否滿足橋梁工程的實(shí)際需求。為了避免缺陷的錯(cuò)檢以及漏檢，有效提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性。我們選取在建橋梁的7根具有代表性的基樁進(jìn)行檢測(cè)，主要采用低應(yīng)變反射波法和超聲波透射法兩種方法進(jìn)行檢測(cè)。并且通過對(duì)檢測(cè)結(jié)果的分析和比較，研究低應(yīng)變反射波法和超聲波透射法在進(jìn)行橋梁基樁完整性檢測(cè)中是否具有一致性？

該7根基樁均為摩擦灌注樁，采用旋挖機(jī)鉆孔，基樁編號(hào)按照檢測(cè)順序依次編號(hào)1，2，3w?w?7，樁長(zhǎng)（樁初依次為17.0?m?（1200mm）?，39.5?m?（1800mm）、

40.0?m?（1200mm）、32.5?m?（1800mm）?，24.0m（1500mm）?，32.8m?（1500mm）?，32.5m?（1800mm）。

（二）檢測(cè)結(jié)果

1.采用超聲波透射法對(duì)上述7根基樁進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)之后，檢測(cè)結(jié)果如下：

1號(hào)樁，各剖面聲速、波幅均大于臨界值，波形正常，樁身完整性良好，缺陷數(shù)為0;2號(hào)樁，各剖面聲速、波幅均大于臨界值，波形正常，樁身完整性良好，缺陷為0;3號(hào)樁，AB，BC剖面在12.25m處聲速、波幅值明顯低于臨界值，其他剖面物理參數(shù)均在正常范圍內(nèi)，波形基本正常，缺陷為2;4號(hào)樁，BC，BD，CD，AC?4個(gè)剖面波幅值在14.6?m處明顯小于臨界值，9.0m處PSD值異常，21.7m處AC剖面聲速值偏低。初判為14.6?m處有夾泥，9.0?m處混凝土離析，21.7?m處有小泥團(tuán)或小氣泡，缺陷為3;5號(hào)樁，AB，BC剖面在1.75?m處的聲速、波幅值明顯低于臨界值，波形異常，各剖面在22.4?m處波形異常，初判為均存在少量夾泥，缺陷為2;6號(hào)樁，各剖面聲速、波幅、波形在10.7m處異常，初判為夾泥;AB，AC兩個(gè)剖面在樁底處聲速值低于臨界值，而BC剖面在樁底處的聲速值異常升高，初判為聲測(cè)管傾斜，缺陷為2;7號(hào)樁，6個(gè)剖面中5個(gè)剖面的聲速、波幅曲線在樁身17.3-17.6?m處均異常，初判為夾泥，在29.0?m處各個(gè)剖面異常，初判為夾泥。缺陷為2。

2.低應(yīng)變反射波法檢測(cè)結(jié)果

采用低應(yīng)變反射波法對(duì)上述7根基樁進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)之后，檢測(cè)結(jié)果如下：

1號(hào)樁，1.4m處有明顯縮頸信號(hào)，混凝土波速偏低，有明顯信號(hào)，缺陷數(shù)量為0;2號(hào)樁，?無缺陷反射波，混凝土波速處于正常范圍，無明顯反射信號(hào)，缺陷數(shù)為0;3號(hào)樁，8.7m處有明顯縮頸信號(hào)，混凝土波速處于正常范圍，無明顯反射信號(hào)，缺陷數(shù)為1;4號(hào)樁，14.6m、21.7m處有縮頸信號(hào)，混凝土波速處于正常范圍。有微弱反射信號(hào)，缺陷數(shù)為2;5號(hào)樁，2.8m處有輕微縮頸信號(hào)，混凝土波速處于正常范圍，無明顯反射信號(hào)，缺陷數(shù)量為1;6號(hào)樁，10.7m處有輕微縮頸信號(hào)，混凝土波速處于正常范圍，無明顯反射信號(hào)，缺陷數(shù)為1;7號(hào)樁，17.5m處有明顯縮頸信號(hào)，混凝土波速處于正常范圍，無明顯反射信號(hào)，缺陷數(shù)為1。

（三）結(jié)論分析

1.理論一致性分析

通過對(duì)上述7根橋梁基樁采用低應(yīng)變反射波法和超聲波透射法進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)之后，其檢測(cè)結(jié)果顯示，二者在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)理論上具備了一致性，具體表現(xiàn)如下：第一，兩者都屬于半直接法。在現(xiàn)場(chǎng)原型的基礎(chǔ)上進(jìn)行試驗(yàn)，依靠比較成熟的理論，通過測(cè)試手段，同時(shí)結(jié)合規(guī)范規(guī)定的理論界限并依靠工程人員的經(jīng)驗(yàn)判定，加以綜合分析最終確定樁基礎(chǔ)是否出現(xiàn)質(zhì)量問題的半經(jīng)驗(yàn)方法。超聲波透射法與低應(yīng)變反射波法均是依靠某些物理參數(shù)的波動(dòng)變化來判定樁身完整性。引起物理參數(shù)的變化原因很多，例如樁身夾泥、離析、斷樁以及接樁等缺陷，均會(huì)引起波動(dòng)曲線的變化，因此如果僅從所測(cè)的曲線結(jié)合規(guī)范來進(jìn)行測(cè)判，兩種檢測(cè)方法均很容易造成誤判或者漏判;第二，在理論基礎(chǔ)中均依附于動(dòng)測(cè)理論。超聲波透射法與低應(yīng)變反射波法研究的都是由于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)而引起的機(jī)械波，本質(zhì)上均屬于采用動(dòng)力參數(shù)法研究質(zhì)點(diǎn)由于外界因素的擾動(dòng)而改變本來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的方法。

2.實(shí)例檢測(cè)結(jié)果一致性分析

經(jīng)過綜合評(píng)定：第一，1，2號(hào)樁屬于I類樁，I類樁的工程性質(zhì)良好。對(duì)于1號(hào)樁，若單獨(dú)采用低應(yīng)變反射波法，則可能將工程性質(zhì)良好的大頭樁誤測(cè)為缺陷樁，但兩種方法聯(lián)合使用可以避免誤測(cè);第二，3號(hào)樁屬于II類樁，該樁的檢測(cè)結(jié)果表明，這兩種方法的一致性并不是十分良好，有可能出現(xiàn)檢測(cè)出的缺陷并不重合的現(xiàn)象，也從側(cè)面說明了兩種方法聯(lián)合使用的必要性;第三，4，?5號(hào)樁屬于III類樁，其中4號(hào)樁有3個(gè)缺陷，5號(hào)樁有2個(gè)缺陷，但低應(yīng)變反射波法僅檢測(cè)出了4號(hào)樁的2個(gè)缺陷與5號(hào)樁的1個(gè)缺陷，其一致性并不明顯;第四，6，?7號(hào)樁屬于IV類樁，對(duì)于6號(hào)樁，低應(yīng)變反射波法對(duì)于超聲波透射法檢測(cè)的10.7?m的嚴(yán)重缺陷反射信號(hào)不明顯，對(duì)于7號(hào)樁兩種方法都檢測(cè)出了淺部缺陷，體現(xiàn)了一定的一致性。

綜上所述，雖然超聲波透射法與低應(yīng)變反射波法各自擁有優(yōu)缺點(diǎn)以及檢測(cè)的盲區(qū)，但是這兩種方法無論從動(dòng)測(cè)理論和實(shí)測(cè)結(jié)果上看，均具有一致性。但是目前來看，低應(yīng)變反射波檢測(cè)結(jié)果并不理想。因此，在實(shí)際工程中，應(yīng)以超聲波透射法為主、以低應(yīng)變反射波法為輔，進(jìn)行樁基完整性檢測(cè)，可以確保工程質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳波.超聲波透射法檢測(cè)灌注樁樁身質(zhì)量研究[D].上海同濟(jì)大學(xué)，2008

[2]張宏，鮑樹峰，馬嘩.大直徑超長(zhǎng)樁樁身缺陷的超聲波透射法檢測(cè)研究[J].公路，2007?（03）

[3]武漢中科智創(chuàng)巖土技術(shù)有限公司.基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)指南[R].中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)分院，2008