■陳世夏 ■福建工大巖土工程研究所有限公司，福建 福州 350011

低應(yīng)變?cè)囼?yàn)檢測(cè)樁身完整性的原理是將樁身作為連續(xù)的一維桿件，并且將波阻抗用于描述樁身的截面變化，再根據(jù)彈性波的傳播原理，通過對(duì)樁頂?shù)腻N擊而使樁身產(chǎn)生波動(dòng)，最終樁底反彈，通過粘結(jié)于樁頂?shù)膫鞲衅鱽韨鲗?dǎo)到接收儀，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的波動(dòng)圖，最后通過我們的分析波動(dòng)圖來判斷樁身的完整性，判定樁身缺陷的程度及位置。在工程實(shí)例當(dāng)中，做低應(yīng)變?cè)囼?yàn)的時(shí)候如何選取正確的波動(dòng)圖，舍棄人為因素所產(chǎn)生的錯(cuò)誤的波動(dòng)圖就變得異常重要了。根據(jù)樁身完整性的評(píng)判依據(jù)，對(duì)樁基質(zhì)量的分類如表1 -1 所示，其中一類和二類樁可以正常使用，而三類樁需要進(jìn)行處理后方能進(jìn)行使用，四類樁則需要處理后使用或者直接不能使用。通過合格的波形圖我們可以測(cè)算出相應(yīng)的樁長(zhǎng)或者波速等，對(duì)于樁身完整性的判定具有很大的作用。

表1 樁身完整性判定

在具體的工程實(shí)例當(dāng)中，做低應(yīng)變檢測(cè)的時(shí)候，根據(jù)樁身的成型方法的不同，一般采用不同的振源，預(yù)制樁所產(chǎn)生的波形也是相對(duì)比較簡(jiǎn)潔有規(guī)律，因?yàn)轭A(yù)制樁的制樁工藝是規(guī)范化的，所制造出來的樁身材質(zhì)一般比較均勻，只有在施工過程中，打樁的時(shí)候有可能會(huì)出現(xiàn)斷樁或者產(chǎn)生裂縫，從而使得樁身不完整。相對(duì)于預(yù)制樁，灌注樁的波形圖變化幅度比較大，因?yàn)樵诠嘧兜氖┕み^程中，打樁的成孔過程、鋼筋籠的下放過程以及混凝土的澆灌過程都有可能對(duì)樁身質(zhì)量產(chǎn)生比較大的影響，容易出現(xiàn)擴(kuò)徑、縮徑、離析、斷樁等問題。在采用低應(yīng)變檢測(cè)的過程中，對(duì)樁身的評(píng)判是定性不定量，只能大概判定出樁身的缺陷，很難具體準(zhǔn)確到數(shù)量問題;如果是淺層缺陷的話，對(duì)于具體的缺陷位置也是比較難以判別的，不過可以通過開挖樁頭來檢驗(yàn)。下面主要通過一些工程實(shí)例動(dòng)測(cè)波形圖來判別樁身有缺陷的波動(dòng)圖的采集和判斷問題。

1 無法判斷具體位置的淺部缺陷

圖2 淺部缺陷

在實(shí)際工程的檢測(cè)過程中，有一些比較隱蔽的樁身質(zhì)量問題不容易被發(fā)現(xiàn)并不是說因?yàn)樵搯栴}不夠突出或者不夠受重視，而是因?yàn)閱栴}所出現(xiàn)的位置比較隱蔽，這就需要在檢測(cè)的過程中通過豐富的工程經(jīng)驗(yàn)來判斷問題的所在。如圖2 所示的波動(dòng)圖很容易被誤判為一類樁，因?yàn)榍€足夠光滑，有規(guī)律且無明顯的缺陷體現(xiàn)。但是通過仔細(xì)的觀察我們可以看到大概在0～1 米之間的曲線出現(xiàn)了不和諧的“漂移”，具有反常的現(xiàn)象即可通過經(jīng)驗(yàn)初步判定該范圍內(nèi)可能出現(xiàn)了一些問題，再結(jié)合該曲線先是向上凸起來而后又向下凹下去，最后回歸到完整曲線的軌跡，可以判定該范圍內(nèi)的樁身可能出現(xiàn)了離析或者斷層，如果是灌注樁其原因有可能是施工過程中拔管太快出現(xiàn)夾泥或者樁頭振搗不夠，樁頭混凝土離析;如果是預(yù)制樁有可能是打樁過程中把樁頭打爆。因此該波動(dòng)圖所體現(xiàn)的是淺部有缺陷的樁，一般在樁頭一下1 米范圍內(nèi)，但是因?yàn)閱栴}不是非常嚴(yán)重，體現(xiàn)得也不是很明顯，所以無法判定具體的位置。檢測(cè)報(bào)告中一般以淺部缺陷來描述。對(duì)于這種曲線，在檢測(cè)的過程中，當(dāng)我們的遇到這類曲線的時(shí)候應(yīng)該馬上采集，另外再多采取幾條以作對(duì)比，最后做出比較準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果判定。

2 擴(kuò)徑樁

擴(kuò)徑樁主要產(chǎn)生于灌注樁，擴(kuò)徑在波動(dòng)圖上的具體表現(xiàn)是擴(kuò)徑處的反射波相位與入射波相位相反，在灌注樁工程施工中，沖擊力經(jīng)常造成打樁機(jī)械設(shè)備的位移，使得沖(鉆)樁成孔過程樁孔局部出現(xiàn)擴(kuò)經(jīng)，或者打樁位置原為魚塘等沼澤地，混凝土澆筑時(shí)自身的重量把淤泥擠開造成擴(kuò)孔，或者因?yàn)殇摻罨\在下放的時(shí)候產(chǎn)生了鋼筋的向外彎折或者是遇到極軟土層而出現(xiàn)的擴(kuò)徑情況，施工過程中經(jīng)常因?yàn)椴僮鞯氖д`，混凝土澆灌的順序等原因會(huì)導(dǎo)致這種情況的發(fā)生。

擴(kuò)徑樁的擴(kuò)徑部位反射波比較明顯，在其他位置沒有出現(xiàn)別的問題的情況下波動(dòng)曲線比較規(guī)則，可以看到樁底反射，樁身是完整的。

圖3 單一擴(kuò)徑

圖3 是擴(kuò)徑樁的比較經(jīng)典的一個(gè)波動(dòng)圖，該樁樁長(zhǎng)13 米，在7 米左右的位置可以看到非常明顯的反射波且與入射波的相位相反，是一個(gè)很經(jīng)典的中部擴(kuò)徑體現(xiàn)，在該位置可以看到曲線的走勢(shì)發(fā)生了陡降，經(jīng)過反射以后又恢復(fù)正常。波動(dòng)圖的其他部位波動(dòng)曲線比較規(guī)則，并沒有出現(xiàn)別的明顯的問題，由此可以判定該樁屬于擴(kuò)徑樁，檢測(cè)報(bào)告中可判為二類樁，是合格樁。

3 縮徑、離析、夾泥、斷裂等問題所反映的曲線

關(guān)于縮徑、離析、夾泥和斷裂等問題在波動(dòng)圖上的反映主要體現(xiàn)為與入射波相位一致的同向反射，不同的樁類型產(chǎn)生不同的缺陷，如預(yù)制樁一般是裂隙、斷裂，灌注樁一般是縮徑、離析和斷裂。本文中一概歸結(jié)為樁的缺陷。需要注意的是樁的斷裂可能出現(xiàn)多次的同向反射，甚至于無法判斷出樁底的反射，這需要在工程實(shí)踐中積累相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)方能較為準(zhǔn)確的鑒定。對(duì)于樁基缺陷的曲線選擇，首要的是能夠找出較為明顯的缺陷位置和曲線上的異常體現(xiàn)，然后根據(jù)曲線的特征來判別樁身所出現(xiàn)的問題。但是因?yàn)槿毕莸那€體現(xiàn)差異不是很大，難以鑒別，只能通過取芯等試驗(yàn)手段才能夠直觀明確的鑒別出相應(yīng)的具體問題，所以在報(bào)告中的描述一般為幾米處有缺陷。在檢測(cè)過程中采集到這些曲線的時(shí)候，要通過多換幾個(gè)位置點(diǎn)來錘擊樁頂，避免與裸露在樁頂?shù)匿摻罱佑|，以采集到最具有代表性的波動(dòng)曲線，為后面的分析提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

圖4

圖5

圖4～圖5 所示的就是樁基缺陷的代表性曲線，圖4 中可以看到大概在6.5 米左右曲線出現(xiàn)了上凸的現(xiàn)象，不再沿著曲線原有的軌跡進(jìn)行下去，可以判定在該部位有可能出現(xiàn)了明顯缺陷問題。圖5 中很明顯的在19 米左右出現(xiàn)了與入射波相位一致的同向反射，可以判定該部位出現(xiàn)了明顯缺陷問題。

4 完整樁波形曲線

概述了樁基低應(yīng)變動(dòng)測(cè)波形圖分析的結(jié)果，作為對(duì)比，完整樁的反射波波形規(guī)則，波列清晰，無缺陷反射波的存在，樁底反射明顯，波速正常。圖6 所示的是工程實(shí)踐當(dāng)中遇到的較為典型的完整樁的波動(dòng)圖。一般而言只要波動(dòng)圖上沒有出現(xiàn)較為明顯的異?，F(xiàn)像，該樁樁身質(zhì)量判定為合格樁，可正常使用。

圖6

5 結(jié)束語(yǔ)

樁基檢測(cè)的方法隨著科技的發(fā)展將越來越多，其檢測(cè)精準(zhǔn)度也越來越高。低應(yīng)變檢測(cè)方法可以較為直接簡(jiǎn)單的檢測(cè)出樁的缺陷位置，推測(cè)樁長(zhǎng)與樁身混凝土強(qiáng)度，是現(xiàn)在也是以后工程項(xiàng)目樁基樁身質(zhì)量檢測(cè)中使用最為廣泛的一種檢測(cè)方法。對(duì)于波動(dòng)圖的選取問題，應(yīng)結(jié)合工程的實(shí)際地質(zhì)情況及各種樁型自身的材料及工藝特點(diǎn)，判定樁身質(zhì)量的缺陷形式和位置。對(duì)于缺陷樁的判定，應(yīng)嚴(yán)格按照最新版的《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》來下結(jié)論。

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