王希財

摘要本文對樁基無損檢測的兩種方法的檢測原理、標(biāo)準(zhǔn)波形進行了簡單介紹，通過兩顆樁基無損檢測實例的結(jié)果進行了分析、討論及驗證，驗證了兩種檢驗方法的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵字樁基無損檢測 超聲波 低應(yīng)變

中圖分類號：TU473文獻標(biāo)識碼： A

1、概述

目前在國內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)相關(guān)領(lǐng)域，樁基仍然是最常被采用的基礎(chǔ)形式。針對樁基施工過程中常產(chǎn)生的離析、夾泥等缺陷，目前樁基澆筑成孔后的無損性試驗檢測主要有超聲透射法和低應(yīng)變檢測法，本文針對山西某大橋樁基的超聲、低應(yīng)變檢測結(jié)果進行分析，并通過現(xiàn)場開挖、超聲透射法進行驗證。對超聲、低應(yīng)變樁基完整性檢測的結(jié)果判別方法進行討論，為其他類似工程的實施提供一點參考與借鑒。

2、無損檢測原理及標(biāo)準(zhǔn)波形

2.1低應(yīng)變檢測原理及標(biāo)準(zhǔn)波形

低應(yīng)變檢測是以線彈性桿的一維波動理論為基礎(chǔ)的，通過在被檢測樁基施加的擊打力，在樁基中產(chǎn)生波動，當(dāng)波動在樁基傳播過程中，遇到樁基外形產(chǎn)生較大差異或樁體密度等產(chǎn)生較大差異時，波形也會隨之產(chǎn)生變化的原理進行檢測。根據(jù)上述理論，在實驗室條件下，完整優(yōu)良的樁基的低應(yīng)變檢測標(biāo)準(zhǔn)波形如下圖1所示。即樁基類型為Ⅰ類樁時，檢測波形應(yīng)符合樁基的波形規(guī)則、有明顯的樁底反射波，且波速在所用混凝土正常波速范圍之內(nèi)，樁體本身結(jié)構(gòu)規(guī)則、完整。

圖1典型基樁低應(yīng)變檢測速度波形

2.2超聲檢測原理及標(biāo)準(zhǔn)波形

檢測儀器發(fā)射器產(chǎn)生脈沖波——超聲波在被檢樁基中傳播——波形在樁基形狀變化處產(chǎn)生相應(yīng)變化——相應(yīng)的接收儀器——分析波形變化所包含的信息。此為超聲波檢測樁基的一般理論，同時也是樁基超聲檢測的一般步驟。當(dāng)被檢樁體 存在不練學(xué)界面時，會在缺陷面處產(chǎn)生透射和反射；當(dāng)樁體內(nèi)存在松散、蜂窩、孔洞時會產(chǎn)生波的散射與繞射；根據(jù)波的初始到達時間對比波本身的傳播特性、畸變情況以及其他聲學(xué)參數(shù)的變化，可以推測被檢樁體混凝土的密實度參數(shù)。在實際檢測中最常用到的幾個超聲檢測判別參數(shù)分別為聲速、聲時和PSD參數(shù)。按照此種檢測方法的理論，超聲檢測樁基的標(biāo)準(zhǔn)波形如下圖2所示，即各檢測剖面的聲學(xué)參數(shù)均無異常，無聲速低于低限值異?？膳卸ū粰z樁體為Ⅰ類樁。

圖2 典型基樁超聲波檢測波形

3、山西某工程樁基無損檢測實例

3.1低應(yīng)變檢測實例

3.1.1樁基概況

山西某大橋的0#橋臺采用樁基礎(chǔ)，樁基長度為10.2m，樁經(jīng)為1.2m，采用C25混凝土，此大橋所處地質(zhì)情況為0~3m為素填土，3~8.6m為黃土，8.6~14.7m為強風(fēng)化砂巖，采用低應(yīng)變檢測的方法進行成樁檢測。

3.1.2檢測結(jié)果分析

下圖3為0#橋臺2#樁基低應(yīng)變檢測的實測波形典型結(jié)果，整個樁基實測波速為3928m/s,正常C25混凝土的波速值一般在3600m/s~4000m/s,說明樁體本身混凝土較均勻且強度符合要求。從波形看，在距樁頂3.9m左右處，波形有明顯的“先下后上”的趨勢，按照低應(yīng)變樁基檢測缺陷的一般判別標(biāo)準(zhǔn)，此處為樁基擴徑或者地質(zhì)情況有明顯變化，再參照上處的地質(zhì)情況，樁頂以下3~8.6m均為黃土，即地質(zhì)情況未有明顯變化。初步可以判定此處為良性缺陷樁基擴徑。綜合判定此樁基為Ⅱ類樁，即樁身缺陷輕微，不影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮。通過后期對此樁基進行開挖驗證，此樁基在3.8m~4.1m處，有不規(guī)則擴徑，符合前期依據(jù)低應(yīng)變檢測結(jié)果對樁基性狀的判斷。

圖3樁號0-2#，樁長10.2m，樁徑1.2m

3.2超聲波檢測實例

3.2.1樁基概況

山西某大橋的2#橋墩3#樁基，樁基長度28.5m，樁經(jīng)為1.5m，采用C25混凝土，大橋所處地質(zhì)情況為0~3.5m為素填土，3.5~9.1m為黃土，9.1~17.7m為強風(fēng)化砂巖，17.7m~30.3m為中風(fēng)化砂巖。樁身預(yù)埋3根聲測管，兩兩互測通過三個剖面的檢測結(jié)果對樁基進行判定。

3.2.2檢測結(jié)果分析

實測樁體三個剖面的波形結(jié)果如下圖4所示，從波形上看，樁底以上0.8m，在檢測的三個剖面，波形均出現(xiàn)較大波動或缺失，PSD值同時產(chǎn)生較大波動，同時波速出現(xiàn)明顯的降低，正常C25混凝土的波速值一般在3600m/s~4000m/s，而樁基底部疑似缺陷處的波速均為約為3100m/s左右，明顯低于正常波速值，可以判定此處為較為明顯的樁基缺陷，樁基缺陷初步判定為混凝土離析、夾泥。綜合判定次樁基為Ⅲ類樁，即某一檢測剖面連續(xù)出現(xiàn)多個測點的聲學(xué)參數(shù)異常；兩個或兩個以上檢測剖面在同一深度測點的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常；局部混凝土聲速出現(xiàn)低于低限值異常。通過對施工過程的調(diào)查采訪，確定在樁基的澆筑前，樁基底部曾有部分沉渣未清除，從而確定了樁基缺陷產(chǎn)生的原因，為樁基的取芯、加固等處理措施提供了依據(jù)。

圖4 樁號2-3#，樁長28.5m，樁徑1.5m

結(jié)論

本文通過對山西某工程的兩例樁基檢測實例，對樁基的兩種無損檢測方式進行了簡單的介紹、分析與討論，并通過開挖等驗證的方式，驗證其檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。為樁基無損檢測的理論研究與工程實踐提供了經(jīng)驗，有部分借鑒與學(xué)習(xí)的意義。

參考文獻

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