劉雨嵐（甘肅省交通科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州730030）

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超聲波透射法、低應(yīng)變反射波法在基樁工程中的對(duì)比檢測(cè)

劉雨嵐
（甘肅省交通科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州730030）

摘要：超聲波透射法和低應(yīng)變反射波法在全國(guó)基樁檢測(cè)中的應(yīng)用比較普遍，但由于各地的地質(zhì)條件不同、樁長(zhǎng)樁徑變化較大以及對(duì)這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)認(rèn)同度差異，各地采用這兩種方法比例差別較大。對(duì)檢測(cè)過(guò)程中比較典型的基樁用兩種方法進(jìn)行對(duì)比檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，總結(jié)兩種方法在基樁完整性檢測(cè)中的優(yōu)勢(shì)與不足。關(guān)鍵詞：超聲波透射法；低應(yīng)變反射波法；基樁，對(duì)比檢測(cè)

1　概述

超聲波透射法和低應(yīng)變反射波法在全國(guó)基樁檢測(cè)中的應(yīng)用比較普遍，但由于各地的地質(zhì)條件不同、樁長(zhǎng)樁徑變化較大以及對(duì)這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)認(rèn)同度差異，各地采用這兩種方法比例差別較大。目前，在甘肅地區(qū)，自2008開(kāi)始公路項(xiàng)目上除了部分服務(wù)區(qū)房建工程及抗滑樁工程、軟基處理工程中CFG樁采用低應(yīng)變反射波法外，其他全部采用超聲波透射法檢測(cè)樁基完整性。文章對(duì)檢測(cè)過(guò)程中比較典型的基樁用兩種方法進(jìn)行對(duì)比檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，總結(jié)兩種方法在基樁完整性檢測(cè)中的優(yōu)勢(shì)與不足。為了提高檢測(cè)的可靠性，避免缺陷的誤檢、漏檢，采用兩種方法聯(lián)合檢測(cè)，很有必要。

2　兩種檢測(cè)法的特點(diǎn)對(duì)比

超聲波透射法與低應(yīng)變反射波法同時(shí)都具備設(shè)備輕便、檢測(cè)效率高、成本低、技術(shù)比較成熟的特點(diǎn)，因此，一般在工程檢測(cè)中都會(huì)選擇這兩種檢測(cè)方法作為普查手段。

2.1檢測(cè)范圍對(duì)比

使用低應(yīng)變反射波法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，由于受樁周土約束、激振能量、樁身材料阻尼、傳感器、樁身截面阻抗變化和淺部盲區(qū)等因素的影響，應(yīng)力波從樁頂傳至樁底、再?gòu)臉兜追瓷浠貥俄數(shù)膫鞑ミ^(guò)程是一個(gè)能量迅速衰減的過(guò)程。若樁身截面變化較大或者檢測(cè)樁長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，都可能出現(xiàn)應(yīng)力波還沒(méi)有返回樁頂甚至還沒(méi)有到達(dá)樁底，能量就已經(jīng)完全耗散或者提前反射的情況。因此，低應(yīng)變實(shí)際上存在一個(gè)有效檢測(cè)樁長(zhǎng)，在這個(gè)樁長(zhǎng)范圍內(nèi)，低應(yīng)變反射波法可以很好的檢測(cè)，樁底反射信號(hào)明顯。而聲波透射法一般不受樁長(zhǎng)的限制，只要是聲測(cè)管可以設(shè)置到的地方，都是可以被超聲波透射法有效檢測(cè)。但是由于聲波透射法應(yīng)用的聲波頻率相對(duì)較高，波長(zhǎng)較短，在砼中傳播時(shí)，波的能量衰減的很快，傳播的距離也相對(duì)比較短。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的換能器，空氣中可測(cè)距離達(dá)到12m以上，在無(wú)缺陷混凝土中對(duì)測(cè)穿透距離可達(dá)10m。

2.2檢測(cè)盲區(qū)對(duì)比

低應(yīng)變反射波法由于受到激振方式的影響，在樁頭附近存在一段檢測(cè)盲區(qū)，這個(gè)盲區(qū)的范圍受到激振頻率的影響，激振頻率越高，淺部盲區(qū)范圍越小，但同時(shí)會(huì)由于能量衰減快而形成深部盲區(qū)。超聲波透射法則因其檢測(cè)原理，盲區(qū)為聲測(cè)管以外的砼，對(duì)于擴(kuò)徑和輕微縮頸無(wú)法有效檢測(cè)，無(wú)論對(duì)于摩擦樁還是嵌巖樁，擴(kuò)徑均有利于提高基樁承載力，所以，從實(shí)際意義上講，超聲波透射法的盲區(qū)就是聲測(cè)管以外的輕微縮頸范圍。

3　工程實(shí)例

3.1接樁處理（橫向裂縫）

某公路大橋,5-2樁，摩擦樁，樁徑1.8m,樁長(zhǎng)18m,C25砼。低應(yīng)變反射波法檢測(cè)結(jié)果為：樁底反射信號(hào)明顯，樁身在-6.0m左右有縮頸類缺陷反射波，砼波速較正常樁基砼波速偏低。超聲波透射法檢測(cè)結(jié)果為：6個(gè)剖面聲速、波幅曲線在樁身-5.8～-6.4m處均有異常。聲速最低值在3.56km/s左右，各剖面缺陷處聲速均低于臨界值。波幅參數(shù)最低值在86.77dB，比臨界值低29.34dB。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)反饋情況，分析該段砼為接樁處理不當(dāng)。綜合分析：綜合判定為Ⅲ類樁。低應(yīng)變反射波法只能發(fā)現(xiàn)-6.0m處存在縮頸信號(hào)，無(wú)法確定缺陷的具體類型及嚴(yán)重程度。低應(yīng)變反射波法對(duì)橫向裂縫類缺陷較超聲波透射法反應(yīng)大。如圖1～2所示。

圖1　接樁處理對(duì)比曲線低應(yīng)變

圖2　接樁處理對(duì)比曲線超聲波

3.2樁頭輕微離析

某公路橋,Y0A-0樁，該樁為嵌巖樁，樁徑1.5m,樁長(zhǎng)21m,C30砼。低應(yīng)變反射波法檢測(cè)結(jié)果為：樁身淺部有縮頸類反射波，樁底反射波明顯。超聲波透射法檢測(cè)結(jié)果為：Ⅱ、Ⅲ剖面聲速、波幅曲線在樁身-4.2～-4.6m處局部輕微異常。聲速最低值、波幅參數(shù)最低值比臨界值稍低。綜合分析：綜合判定為Ⅲ類樁。低應(yīng)變反射波法對(duì)此類缺陷出現(xiàn)在樁身上部反應(yīng)還是很明顯的。如圖3～4所示。

圖3　樁頭輕微離析對(duì)比曲線低應(yīng)變

圖4　樁頭輕微離析對(duì)比曲線超聲波

4　對(duì)比結(jié)論

通過(guò)對(duì)工程實(shí)踐中多例常見(jiàn)缺陷類型基樁的對(duì)比檢測(cè)并做數(shù)據(jù)數(shù)值分析，得出以下結(jié)論：

1）低應(yīng)變反射波法對(duì)淺部缺陷、接樁處理（橫向裂縫）、擴(kuò)徑樁（葫蘆樁、大頭樁）、斷樁類比較靈敏。

2）低應(yīng)變反射波法對(duì)摩擦樁樁底缺陷不是很靈敏，對(duì)嵌巖樁檢測(cè)入巖情況比較靈敏。

3）對(duì)于多缺陷樁，大直徑的長(zhǎng)樁低應(yīng)變反射波法只能檢測(cè)到較淺的一個(gè)，對(duì)于較深的第二個(gè)缺陷或深部缺陷，均無(wú)反射信號(hào)。但在某些情況下也可以檢測(cè)到較深的第二個(gè)缺陷（本次研究采集數(shù)據(jù)顯示，樁長(zhǎng)＜18m，第一個(gè)缺陷非斷樁，可以檢測(cè)到第二個(gè)缺陷)。

4）超聲波透射法無(wú)法檢測(cè)到輕微的縮頸缺陷，特別是聲測(cè)管以外的缺陷。

5）超聲波透射法對(duì)離析、夾泥、沉渣等缺陷十分靈敏，可靠度為100%；對(duì)多缺陷樁，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)每個(gè)缺陷的位置及嚴(yán)重程度，不會(huì)互相影響。

6）因聲測(cè)管埋設(shè)原因，超聲波法無(wú)法檢測(cè)嵌巖樁樁底入巖情況；超聲波法不宜檢測(cè)樁徑小于600mm的基樁，如CFG樁、水泥攪拌樁、管樁等。

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