低應變反射波法在樁基檢測中的應用研究

■周小康 ■惠東縣建筑工程質量檢測站，廣東 惠州 516000

進入21世紀以來，我國建筑工程行業得到了快速的發展建設，工程竣工后使用過程的舒適性、穩定性和安全性是工程施工的目標。而建筑工程的樁基對工程整體的適用性能、質量有著不可忽視的作用。可是如何確保樁基施工的質量成為建筑工程基礎施工的不可忽視的問題。樁基檢測技術不僅可以有效的檢測出樁基的最大承載能力，而且還可以科學的檢測出樁基的完整性，進而科學的評估樁基的施工質量。

1 常見的樁基施工質量問題

1.1 樁傾斜度過大

樁傾斜度過大，其主要是指在鉆孔結束后，其孔徑垂直度存在偏差，其傾斜度不滿足樁基設計相關規范的要求。研究發現，導致樁基出現傾斜度較大的原因是多方面的。其中，最根本的因素是在架設鉆機過程中，鉆機出現偏斜，而導致鉆孔出現傾斜，然后在放鋼筋籠時也相應發生較明顯的傾斜。若樁基的傾斜超過規定的范圍，則樁基作廢，需要重新打樁。

1.2 樁的完整性存在缺陷

在工程項目樁基質量檢測過程中，常檢測出樁基內部存在局部斷樁質量問題。研究表明，樁基斷樁的原因主要是在樁基施工過程中，提取導管的速度較快，造成混凝土中夾雜泥砂顆粒，造成樁身的斷樁。而斷樁對樁基的承載能力影響較大，若檢測出樁身出現斷樁問題，需要重新進行施工。這樣不僅增加了施工成本，還延誤了施工工期。

1.3 單樁承載力不足

樁基驗收檢驗過程時，單樁承載力不足的問題也經常出現，并且危害極其嚴重。因為樁基出現承載力不足，不能支撐設計的壓力，則會影響周圍其他樁基，進而影響整個樁基礎的施工進度。由此可見，樁基的承載力檢驗是道橋樁基施工質量驗收的主要工作。

2 常見的樁基檢測技術

2.1 高應變法

高應變法的檢測原理主要是利用大小為單樁極限承載力1%鑄鋼或者是重錘，在與樁基的頂部有10～20米的高度處自由的下落，給樁基的頂部以豎向的沖擊力，致使樁基與土體之產生一定大小的相對位移，樁基的側向阻力與樁尖的土體的阻力得到相應的發揮，然后在用儀器樁基的頂部接收信號，根據接收的信號進行評判樁基的承載力是否符合樁基規范的要求。此外，還可以檢測樁基是否完整。

2.2 低應變發射法

低應變反射法檢測的主要原理是在樁基的頂部得到一瞬間的低能量瞬態震力作用下時，在樁頂產生沿樁身向下的縱向振動的速度波，當波速波在向下傳播途中，如果與變異波相遇到，則會阻抗速度波繼續向下傳播，且速度波會產生反射與透射現象，當反射波傳輸到樁基的頂部時被安裝在樁基樁頂的傳感器設備接收，這樣就可以得到相應的動態波形，然后儀器對反射波進行采集記錄，根據反射回來收集到的速度波的基本特性，就可以判斷樁基的質量。

2.3 聲波無損檢測

聲波無損檢測，主要是利用在混凝土結構聲學檢測技術的基礎上發展而來的，其主要檢測樁基的完整性。其主要對在撞擊中傳播的應力波進行分析，如果應力波的波形、波速、波峰值保持不變，如果應力波在樁基中均勻傳播，則表明樁基的完整性比較好。如果應力波的波形、波速、波峰值發生變化，則表明沿樁基在長度方向上存在缺陷。同時，在樁基存在缺陷部位應力波將發生突變，從而使得應力波發生透射波、反射波或者散射波等現象。由于，無損檢測對樁基不產生破壞，所以特別適用于橋梁工程的樁基完整性的檢測工程中。

3 低應變反射波樁基檢測技術

主要原理是在樁基的頂部得到一瞬間的低能量瞬態震力作用下時，在樁頂產生沿樁身向下的縱向振動的速度波，當波速波在向下傳播途中，如果與變異波相遇到，則會阻抗速度波繼續向下傳播，且速度波會產生反射與透射現象，

3.1 檢測樁基前的準備工作

(1)在樁基檢測以前，首先要獲取樁基的施工材料，從而明確樁基的施工工藝、樁徑、樁長、成樁日期、混凝土強度等;(2)在進入樁基檢測現場后，先觀察樁頭的完整性，輕敲樁頭，從而基本了解樁基的施工質量，例如，樁基的頂部是否存在夾泥、樁頭混凝土澆筑疏松、樁頭潮濕等;(3)在檢測前，還需要將樁基頂部的鋼板切開，并清理樁頭的混凝土浮漿以及混凝土疏松部位，直到樁頭露出密實的混凝土時。

3.2 樁基檢測基本假設

在檢測中有以下假定:樁基材料分布均勻;樁基等截面的細長桿;樁基變形中其截面保持為水平面，其截面保持平行;樁基截面上應力分布均勻。樁基混凝土結構中縱波波速、缺陷位置可根據下式進行分析:c=2L/t。

上式中:C為樁基中縱波的波速，m/s;L為樁長，m;t為反射波到達樁頂面的時間。根據檢測儀器屏幕上顯示出的波形曲線，可判斷出樁基質量。

3.3 樁基檢測的數據處理

(1)完整樁。若樁基的施工質量良好，則樁身低應變反射波檢測的速度波表現光滑完整，并且有完整的樁底反射信號，波速均勻。例如圖1所示為某橋梁鉆孔灌注樁基低應變反射波完整樁，其中樁徑1200mm，樁長為47m，檢測波速設置為3860m/s。

圖1 完整樁速度波形圖

(2)鋼護筒引起的樁身縮徑。由于在鉆孔灌注樁樁頂澆筑混凝土時采用鋼護筒，使得樁基直徑增加，從而導致在樁基檢測中表現為縮徑。如圖2所示，其樁基直徑為1.5m，樁長23m，根據低應變速度波形圖可以看出在樁基2.3m處存在縮徑問題。而經查驗施工記錄，在樁基頂部混凝土澆筑施工時，設置了鋼護筒，其壁厚為8cm，且與樁身形成整體，這就使得樁基直徑增加到1.64m，因此在護筒底部表現為明顯的縮徑問題。人工挖孔樁，在遇到比較厚的流塑狀淤泥層時，樁孔護壁通常采用鋼護筒。

圖2 鋼護筒引起縮徑問題

(3)斷樁。在樁基的低應變反射波中，斷樁的速度波形圖中表現出末端有90°彎鉤。在樓層，填充墻凈高如果大于4m，則砌體每1200mm高則需增設一個2Φ6.5鋼筋，鋼筋橫向Φ6.5@250，需喲啊拉通，砼強度等級C20，60mm厚度的板帶。

(2)對每一板墻，在施工前，首先需做的便是繪制排版圖。通過繪制排版圖，雀斑上下錯縫搭接不出現錯誤，嚴格控制搭接長度，控制在砌體長度的1/2左右，不小于150mm。如果無法滿足要求，則需要放置拉結鋼筋。

此外，內、外墻轉角位置、中縫交接位置等，都要把砌體接槎，交錯搭接處理。水平灰縫15mm、垂直灰縫20mm。而對于頂砌磚，在填充墻砌至頂砌磚下一皮磚的情況下，至少7d再砌，嚴格杜絕出現頂砌與梁板連接處裂縫的情況，頂砌磚以60°左右角度砌筑。

2.6 抹灰工藝、工序引起的空鼓、開裂及其防治措施分析

在抹灰施工之前前，需要根據相關的規范要求，在不同界面處釘掛≥200mm寬鉛絲網;第二，在安裝管道剔槽、接線盒等位置，都需要懸掛鉛絲網。

圖3 填充墻與砼交接處掛網示意圖

(1)在施工中，需要基層清理干凈，特別是在拆模之后，會留下大量的木屑子等雜物，需要把這些雜物清除干凈，然后子啊墻面澆水。做好這兩項工作，則在抹灰后砂漿中，砂漿中的水分便不容易被基層吸收，自然與水泥水發生反應，生成施工所需的水泥石，粘結力會大幅增強。

(2)配制砂漿和原材料質量需要嚴格檢驗，確保符合要求。而在施工的過程中，材料的使用應恰當，聘請專業的人員把關，嚴格控制原材料、砂漿的配比，確保抹灰面的質量不出現問題。

此外，抹灰面不平，陰陽角不方正、不垂直等問題，在抹灰之前，需要做好灰餅(在陰陽角需先找方)等工作，從而保證抹灰面的外觀不受影響。

3 結語

在我國城市化進程中，拆遷問題是一個影響比較大的問題，因此，施工單位必須重視拆遷安置房的質量，確保質量不出現問題。否則，可能會引發群體性事件。在本文中，筆者結合自身的工作實際和工程實例，從拆遷安置房當前存在的問題和預防措施等兩方面分析了該命題。

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