謝立翔

摘 要：對(duì)于低應(yīng)變樁基檢測(cè)來(lái)說(shuō)，檢測(cè)過(guò)程中可能會(huì)面臨各種因素的影響，比如現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘查資料、樁基施工圖、施工設(shè)備、成孔形式、樁基設(shè)計(jì)承載樁型等，并且部分情況下也可能會(huì)因人為因素影響而出現(xiàn)檢測(cè)偏差，數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性也會(huì)對(duì)低應(yīng)變無(wú)損檢測(cè)的可靠性帶來(lái)影響。對(duì)此，在樁基低應(yīng)變無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中便需要明確并排除各項(xiàng)影響因素，重點(diǎn)掌握低應(yīng)變無(wú)損監(jiān)測(cè)特征信號(hào)的分析，從而制定對(duì)應(yīng)的改進(jìn)對(duì)策。本文便根據(jù)工程實(shí)例展開(kāi)論述，探討樁基低應(yīng)變無(wú)損檢測(cè)的特征信號(hào)，以及低應(yīng)變法的具體應(yīng)用，期望能夠?yàn)闃I(yè)內(nèi)人士提供參考。

關(guān)鍵詞：樁基檢測(cè);低應(yīng)變無(wú)損檢測(cè);特征信號(hào)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU473.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 工程概況

本文以某工程為實(shí)例，需要檢測(cè)的項(xiàng)目工程為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，樁端持力層為⑦層，為中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，總樁有66根，采用低應(yīng)變法對(duì)其中的17根樁進(jìn)行檢測(cè)，I類(lèi)樁有16根，約占被檢測(cè)總數(shù)的94.12%，這類(lèi)樁體混凝土波速基本在4 000 m/s～4 280 m/s之間，II類(lèi)樁有1根，占被檢測(cè)總數(shù)的5.88%。

2 低應(yīng)變法無(wú)損檢測(cè)特征信號(hào)簡(jiǎn)述

對(duì)于低應(yīng)變無(wú)損檢測(cè)法來(lái)說(shuō)，其應(yīng)用原理如下：在樁頂施加瞬時(shí)沖擊力后，將會(huì)生成縱向振動(dòng)應(yīng)力波，從樁頂向樁體傳播，而應(yīng)力波向下傳播的過(guò)程中會(huì)對(duì)應(yīng)力波的傳播產(chǎn)生影響，并且在遭遇變異波時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的反射作用。在反射波傳播到樁基礎(chǔ)頂部之后，頂部傳感設(shè)備便可以接受反射波，同時(shí)獲取反射波的動(dòng)態(tài)波形信息，經(jīng)過(guò)有關(guān)設(shè)備便可以對(duì)反射波信息進(jìn)行收集與記錄，對(duì)反射應(yīng)力波的特征信息進(jìn)行收集與分析，能夠幫助技術(shù)人員獲取樁基礎(chǔ)質(zhì)量信息。在這一系列過(guò)程中，可以采用樁基不同應(yīng)力波曲線測(cè)試的方法，錘打樁頂?shù)挠嘘P(guān)位置，但錘打過(guò)程中也要規(guī)避點(diǎn)激現(xiàn)象，錘打后會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力波，應(yīng)力波會(huì)向下傳播，倘若應(yīng)力波對(duì)樁阻界面帶來(lái)影響，導(dǎo)致樁阻界面發(fā)生改變，比如樁體開(kāi)裂或混凝土分離膨脹等，應(yīng)力波便會(huì)向下傳播的同時(shí)向上反射，在達(dá)到樁底后依然會(huì)產(chǎn)生反射現(xiàn)象。應(yīng)力波傳播過(guò)程中，加速度傳感器能夠接收到一定信號(hào)，信號(hào)技術(shù)的應(yīng)用則可以針對(duì)這一信號(hào)生成曲線或時(shí)域曲線，時(shí)域曲線能夠在多種條件下進(jìn)行信號(hào)的判斷與處理，幫助技術(shù)人員進(jìn)行判斷[1]。

3 樁基無(wú)損檢測(cè)特征信號(hào)分析

3.1 完整樁

若應(yīng)力波為F（t）、傳播速度為V、樁阻抗為Z，在z1=z2時(shí)，樁體所產(chǎn)生的反射信號(hào)并不一定，測(cè)量波形中大多數(shù)情況下也只有一種固定的反射信號(hào)。若是摩擦樁，那么可能會(huì)因材料因素影響，形成的波阻抗z1會(huì)高于樁底形成水位土的波阻抗z2，而反射波與入射波則為同相。若樁體為嵌巖樁，那么樁體材料的波阻抗z1便會(huì)比樁要高，相比于摩擦樁來(lái)說(shuō)，波阻抗z1則要更低?；A(chǔ)Z2波阻抗也就是反射波會(huì)與入射波相反。兩個(gè)樁的標(biāo)準(zhǔn)波形如圖1所示。

3.2 縮徑樁和擴(kuò)徑樁

若A1大于A2，z1大于z2，那么反射波形會(huì)具備正負(fù)疊加特點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)波形如圖2。

3.3 分樁及斷樁

若的情況下，反射波的波形和縮徑樁基本上相同，整體平均波速則會(huì)更低，可以確定為隔離樁。因應(yīng)力波會(huì)在斷樁位置阻斷反射，斷樁位置通常不具備樁底有關(guān)的反射信號(hào)，斷樁部位信號(hào)一般和入射波相同。當(dāng)波速確定時(shí)，可以按照實(shí)測(cè)波的到達(dá)時(shí)間了解斷樁的位置信息。該工程對(duì)19#樓樁基礎(chǔ)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)特征信號(hào)，經(jīng)過(guò)對(duì)結(jié)果的分析能夠了解到，該工程多數(shù)樁體為完整樁[2]。

4 低應(yīng)變法在樁基檢測(cè)中的運(yùn)用

4.1 低應(yīng)變法的應(yīng)用原理

在樁頂上施加激振信號(hào)，之后便可以在樁體結(jié)構(gòu)中獲取對(duì)應(yīng)的應(yīng)力波，以客觀的角度分析，應(yīng)力波在成樁之后會(huì)逐漸跟隨實(shí)際樁體來(lái)傳播，實(shí)現(xiàn)傳播效率的提高。若遭遇不連續(xù)界面的情況，應(yīng)力波便會(huì)在反射作用下變?yōu)槠渌ㄐ?，在反射波波形特點(diǎn)及傳播時(shí)間的判斷方面，可以更高效地檢測(cè)樁基礎(chǔ)完整性。

4.2 提高低應(yīng)變法應(yīng)用效果的方法

（1）在檢測(cè)初期，技術(shù)人員需要做好一系列準(zhǔn)備工作，先將待檢測(cè)的樁頭進(jìn)行位置調(diào)整，保證其標(biāo)高能夠達(dá)到檢測(cè)要求，這一步驟能夠確保樁體及混凝土強(qiáng)度可以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一般試驗(yàn)最好要保證高于15 MPa，并且樁頂也要保證干凈沒(méi)有雜物，讓混凝土表面充分表露出來(lái)。同時(shí)還需要切斷樁頂外部突出，會(huì)對(duì)檢測(cè)過(guò)程帶來(lái)影響的鋼筋，保證縱向時(shí)樁頂與樁周基礎(chǔ)的牢固性。此外，在預(yù)應(yīng)力管樁低應(yīng)變?cè)囼?yàn)之前，若樁頭凸緣和樁體混凝土連接，那么可以免去第二次處理環(huán)節(jié)，若未連接則需要進(jìn)行樁頭清洗。

（2）為了改善低應(yīng)變法的應(yīng)用效果，技術(shù)人員在樁基檢測(cè)中也需要運(yùn)用一定的方法和手段，確保樁基能夠經(jīng)受住重復(fù)試驗(yàn)，同時(shí)也能夠降低試驗(yàn)誤差，避免試驗(yàn)過(guò)程受外在因素影響。除此之外，試驗(yàn)人員也可以通過(guò)信號(hào)增強(qiáng)或重復(fù)激發(fā)等方式改善檢測(cè)效果。

（3）樁長(zhǎng)取樁頂測(cè)點(diǎn)到樁底長(zhǎng)度，樁身界面為施工斷層面，期間試驗(yàn)人員需要對(duì)時(shí)域信號(hào)進(jìn)行記錄，實(shí)踐周期在2 L/c左右，時(shí)間在5 ms左右。在結(jié)合同種樁試驗(yàn)值的同時(shí)合理控制樁的波速。不管是采樣間隔還是頻率，都需要根據(jù)樁長(zhǎng)和樁波速進(jìn)行合理控制，采取一定方法確保時(shí)域信號(hào)采樣點(diǎn)在1024點(diǎn)以?xún)?nèi)，此外還要設(shè)計(jì)好傳感器。

（4）為了保證樁基檢測(cè)的可靠性和準(zhǔn)確性，現(xiàn)場(chǎng)需要在試驗(yàn)之前制定完善的方案，降低樁身質(zhì)量不合格而導(dǎo)致的質(zhì)量問(wèn)題，若樁基質(zhì)量存在質(zhì)量問(wèn)題，便需要提供有關(guān)的報(bào)告資料，包括項(xiàng)目地質(zhì)調(diào)查報(bào)告、樁身混凝土設(shè)計(jì)報(bào)告、樁長(zhǎng)施工報(bào)告等。

（5）在收集低應(yīng)變信號(hào)時(shí)，需要確保傳感器的位置安裝合理，使得傳感器能夠與樁頂耦合。需要選擇合理的錘擊方法，為了保證樁下部缺陷反射信號(hào)，可以選擇寬脈沖低頻法，而若想獲取樁身缺陷的反射信號(hào)則需要選擇窄脈沖高頻法。鉆孔灌注樁激振點(diǎn)是樁芯的重點(diǎn)位置，傳感器的安裝一般在距離樁芯2/3半徑的位置，預(yù)應(yīng)力管樁激振點(diǎn)需要保證和測(cè)量傳感器對(duì)應(yīng)，平面和樁中心線夾角保證在90°左右，此外還要確保激振點(diǎn)與測(cè)量傳感器設(shè)計(jì)在樁壁厚度1/3的位置。

5 結(jié)束語(yǔ)

雖然低應(yīng)變法在實(shí)際應(yīng)用中具有明顯優(yōu)勢(shì)，但應(yīng)用過(guò)程也要明確這一技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，合理應(yīng)用才能充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，也為樁基施工帶來(lái)更加可靠的支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]陽(yáng)亮.對(duì)低應(yīng)變檢測(cè)樁底信號(hào)的分析[J].建筑知識(shí)：學(xué)術(shù)刊，2013（B02）：32-33.

[2]劉洋.低應(yīng)變法在基樁無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報(bào)，2009（S1）：184-187.