低應變反射波法測樁技術

摘要：本文結合實例著重介紹目前公路橋梁建設中廣泛應用的基樁低應變反射波檢測方法。

關鍵詞：橋梁 檢測 技術

0 引言

混凝土鉆孔灌注樁是橋梁工程常用的基樁形式之一，它適用于各種復雜的地質條件，具有質量優、承載能力強、造價低廉的優點，但受地質條件、施工管理、機械設備、技術水平、原材料及配合比、質量保證體系等因素的影響很大，質量控制難度相應增加，在施工過程中稍有不慎極易發生斷樁事故或出現嚴重缺陷，如樁身夾泥、縮徑、擴徑、混凝土離析或樁頂混凝土密實性差等，據統計國內外鉆孔灌注樁的事故率高達5%～10%。樁基一旦出現缺陷，會對橋梁工程樁基承載力產生較大影響，因此鉆孔灌注樁的完整性檢測就顯得格外重要。本文著重介紹目前公路橋梁建設中廣泛應用的基樁低應變反射波檢測方法。

1 低應變反射波法

在公路橋梁工程建設中，隨著公路建設等級的提高，長大樁徑及高承載力樁基礎迅速增加，傳統的靜荷載檢驗方法由于成本高、檢驗速度慢、受檢測場地條件限制等因素的影響，很難滿足樁基檢測頻率越來越高的需要。當前，常見的鉆孔灌注樁質量檢測主要有以下幾種：鉆芯檢驗法、超聲脈沖檢驗法、射線法、低應變反射波法及高應變反射波法。低應變反射波檢測方法基本原理是用力錘在樁頭處施加一瞬態脈沖激勵，使樁身產生壓縮應力波，應力波沿著樁身自上而下傳播，在樁身存在明顯波阻抗界面（如樁底、斷樁或嚴重離析等部位）或樁身截面積變化（如縮徑或擴徑）部位，將產生反射波，通過樁頭安裝的傳感器接收樁的振動特性，在時間域和頻率域上分析阻抗變化處和樁底處的反射波特性，就可計算樁身波速，判斷樁身完整性和混凝土強度的等級。

1.1 現場檢測方法

鉆孔灌注樁灌注時間達7天以上，破除樁頭到設計位置，樁頭表面混凝土應密實，具有足夠強度，若不能滿足要求，就須繼續向下破除到滿足要求為止，清除樁頭表面浮漿，在樁頭鑿出密實、平整的平面，以使傳感器和樁頭混凝土牢固、緊密接觸。為了排除各種因素的影響，常常進行多次重復測試，這就要求多準備幾個安裝傳感器的平面。傳感器安裝好以后，校核基樁檢測儀并調試到檢測準備狀態（樁的實際樁長應預先輸入），然后用力錘在距傳感器20cm以上距離的堅硬密實混凝土面上垂直敲擊，應力反射波信號經檢測儀接收、放大濾波和數據處理，就會得到波形曲線和頻率域譜圖。我們通常所見的無破損檢驗報告中給出的是應力反射波的時間域波形圖。

1.2 實測波形的分析與判讀

1.2.1 圖1為某工程鉆孔灌注樁實測波形，樁徑為φ1.5m，樁長為24.0m，根據波形可判斷樁身完整，樁底反射清楚，信號清晰可辨，我們將此類樁定性描述為I類樁。

1.2.2 圖2為某工程鉆孔灌注樁實測波形，樁徑為φ1.2m，樁長為27.5m，波形顯示在距樁頂10m左右存在同相反射信號，樁底反射信號清楚，據此我們判斷在樁頂下10m左右存在一定程度的縮徑，由于未見該缺陷面的多次反射信號，故將該樁定性描述為II類樁。

1.2.3 關于混凝土強度等級的估計

波的傳播速度與混凝土強度具有相關性，如波速低于工程項目正常樁的波速范圍很多，就有可能是被檢驗樁的混凝土強度偏低。但實際檢測過程中，混凝土強度并不是影響波速的唯一因素，所以目前用此方法估計混凝土強度只是定性的評價，并不能定量描述混凝土強度，確定混凝土強度目前仍是以施工過程澆制的混凝土試塊的抗壓強度為準。

1.3 低應變反射波法測樁技術的缺點

1.3.1 樁基質量判定上存在不穩定性。

1.3.2 在時間域中，速度曲線的沖擊脈沖寬度范圍是測試分析結果的盲區，難于發現樁頭淺部的缺陷。

1.3.3 上層大的缺陷會掩蓋下層缺陷。

2 結論

低應變反射波法進行橋梁鉆孔灌注樁的檢測，能夠快速對樁的質量進行定性描述，判定樁身的完整性，確定缺陷存在的位置，非常適用于當前工程項目多、檢測頻率高的實際，對于確保橋梁工程建設質量滿足設計要求具有重要的意義。

參考文獻：

[1]公路橋涵施工技術規范（JTJ041-2000）.

[2]姚黎明.反射波法測樁幾個問題的認識.勘察科學技術.2000（5）.