■張鑫 吳斌

（浙江省工程勘察院浙江寧波315012）

柔性樁的低應(yīng)變動力檢測技術(shù)研究

■張鑫 吳斌

（浙江省工程勘察院浙江寧波315012）

柔性樁和其他的樁基相比，其剛度較低，而且彈性模量更小，對檢測技術(shù)的要求較高，本文正是結(jié)合這一背景，以水泥土攪拌樁，高壓旋噴樁為例對其中應(yīng)用的低應(yīng)變動力檢測技術(shù)進行了探討。

柔性樁 低應(yīng)變動力檢測技術(shù) 高壓旋噴樁 水泥土攪拌樁 應(yīng)用

0　引言

對于建筑物來說，樁基就如同樹根一樣，有著維持建筑物穩(wěn)定性的作用，其質(zhì)量性不言而喻。但是在實際的施工中，由于各種因素的存在，樁基有可能會發(fā)生各種質(zhì)量問題，而加強這些問題的檢測就顯得很有必要。在眾多的檢測技術(shù)中，低應(yīng)變動力檢測技術(shù)作為一種新型的檢測技術(shù)，具有檢測快和成本低等突出特點，可以在最短的時間內(nèi)檢測出更多的問題。

1　低應(yīng)變動力檢測技術(shù)的基本原理

在低應(yīng)變動力檢測中，可以將樁身看成一維彈性桿件，當在樁頂添加了一個沖擊荷載時，則就會在樁身內(nèi)產(chǎn)生一個應(yīng)力波沿著樁身的軸線傳向樁底。而應(yīng)力波在樁身內(nèi)產(chǎn)生的各種信號則主要由粘結(jié)在樁頂部的傳感器接收。如果應(yīng)力波在樁體內(nèi)的傳播過程中遇到了阻抗變化時，也即是樁身存在缺陷（裂縫、夾泥、空洞、斷裂、離析等問題）時，便會產(chǎn)生反射。即入射的應(yīng)力波在變阻抗的界面上有一部分透過界面繼續(xù)沿著桿往下傳播，而另一部分則從界面上反射回來。前者稱為透射波，而后者稱為反射波。當樁界面上下兩段阻抗相差愈大時,反射的能量愈大，故測到的反射波也愈明顯，根據(jù)一根樁不同阻抗變化界面其反射波的時域和頻域曲線的不同特征，就可以判斷樁身缺陷,評定樁身質(zhì)量。圖1展示了低應(yīng)變動力檢測技術(shù)的基本原理。

圖1　低應(yīng)變動力檢測技術(shù)的基本原理示意圖

2　低應(yīng)變動力檢測技術(shù)在高壓旋噴樁中的應(yīng)用

正是由于低應(yīng)變動力檢測技術(shù)為一種樁基無損檢測的檢測技術(shù)，使得其可以很好地被用于水泥混凝土攪拌樁的樁身完整性檢測之中。其主要檢測原理為：當用力錘敲擊樁頭，產(chǎn)生的應(yīng)力波向下傳播，傳播過程中遇到樁身噴射不均、樁底土等阻抗變化處時，應(yīng)力波即發(fā)生反射。通過對基樁測試儀接收到的信號采用時域、頻域程序分析，判定樁身阻抗的變化，即可確定基樁的樁身質(zhì)量情況。其中信號的時域和頻域分析過程主要如下：

2.1信號的時域分析

在低應(yīng)變動力檢測技術(shù)檢測高壓旋噴樁中，得到的波形主要是時域的波形，橫坐標主要表示時間，其主要表示波在高壓旋噴樁內(nèi)傳播一個來回周期需要的時間。而縱坐標主要代表波形的幅度，表示了信號在樁內(nèi)反射的強弱程度，而波形曲線主要表示態(tài)激振響應(yīng)隨時間變化的曲線。而彈性波在高壓旋噴樁體內(nèi)傳播的關(guān)系主要如下公式所示：

在上式中，ν主要表示彈性波在高壓旋噴樁內(nèi)傳播的速度；L為高壓旋噴樁的長度；t為檢測傳感器檢測到樁底反射波所需要的時間。

而如果高壓旋噴樁內(nèi)某個部分出現(xiàn)了缺陷，便可以根據(jù)下式推算出缺陷所在的具體位置：

在上式中，L′表示高壓旋噴樁的具體缺陷位置；t為檢測傳感器接受到缺陷位置的發(fā)射波所需要的時間；C為波形在樁體內(nèi)的平均傳播速度。

3　低應(yīng)變動力檢測技術(shù)在水泥土攪拌樁中的應(yīng)用

當檢測柔性樁的低應(yīng)變時，因為柔性樁本身的樁身波速較低，所以檢測柔性樁的時候用小鐵錘等頻率較高的錘來敲擊效果會比較好，頻率越高對于檢測結(jié)果也越準，但同時對于信號的處理要求也更高。下圖為某廠房的水泥土攪拌站低應(yīng)變檢測曲線：

水泥土攪拌樁的樁長為12.0m，樁徑500mm。

由圖中可以看出樁底清晰，樁身完整，測試數(shù)據(jù)比較真實，說明低應(yīng)變動力檢測方法在水泥土攪拌樁等柔性樁的測試中也是可行的。

4　結(jié)束語

綜上所述，低應(yīng)變動力檢測技術(shù)作為目前一種成本低、檢測快的新興檢測技術(shù)，受到了很多施工單位的青睞。對于灌注樁的檢測應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛，此次在對于柔性樁的檢測中，可以發(fā)現(xiàn)低應(yīng)變同樣適合于較短的柔性樁檢測。

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U472.9[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～466～2