樁基質量管理中樁基反射波檢測的應用

張蕊

摘 要：當前，社會處于高速發展之中，工程項目逐漸增多，工程樁的應用也逐漸增多，在高層建筑、橋梁等大型工程項目中都會使用樁基礎，樁基質量會對這些項目的質量產生重大影響。為了判定樁基質量，就產生了各種類型的樁基質量檢測方式。

關鍵詞：樁基質量管理；樁基反射波檢測；超聲波

樁基礎本身起到承重作用，能在防止建筑物沉降之中發揮重要作用，進而讓地基的承載力提升到一定的水平，而且能夠適用在存在各類差異的地層之中，被廣泛地應用在一些大型建筑物沉降的防范之中。其質量對整個建筑物的安全性較為重要，因而適用各種方式對其進行檢測具有重要意義。

1 樁基反射波檢測分析

1.1 高應變應力反射波法

在樁頂施加動荷載類型的能量，可能讓樁和土之間出現一定的位置偏離，依據這種狀況是否發生可以將樁的檢測方式分為高應變以及低應變方法。也就是相應的反射波法。其中的高應變應力反射波法，需要同時使用重錘對樁頂進行敲擊，然后在樁的兩側劃分位置，并在距離樁頂較近的地方安置相應的傳感器，其可以對力與速度實施較為明確的感應，進而在實施錘擊之后對力和速度產生的信號進行必要的監測。在使用的過程中，施加的樁頂的力非常之大，應力及應變水平與工程樁差距十分接近，動荷載使樁突破土壤的阻礙出現相應的貫入度，進而讓樁與土壤之間產生塑性位移，樁的邊緣及其尖端的阻力都能在一定程度上發揮作用。在對樁頂的響應信號進行檢測的時候，樁土相應的響應信號可以包括承載力因素，因此此項技術可以對單樁的承載力進行測定，也能夠用在樁身完整度的測定與評價之中。高應變應力反射波法對樁頂施加的振力需要非常大的能量支持，因而所需花費的成本也就相對較高，也經常性地被應用在樁基的承載力測定之中，但是在樁基質量檢測之中用到的非常之少，所以絕大多數工程都會使用低壓應變法會展開樁基完整度的檢測，因為會節省大量成本，因此，此次也將研究重點放置在低壓應變反射波法之上。

1.2 低應變應力反射波法

主要將應力波在樁中傳遞的特性根據相關理論進行分析的方法。將樁假設為一維桿，其截面處于理想狀態，不需要對其周邊的塵土進行考慮，其干擾可以忽略不計。在樁頂實施高速的錘擊，產生相應的振力，在樁內產生應力波，由于樁和四周的土壤在性質方面存在差異，因此產生的波阻抗之間有很大不同，大部分的應力都以能量的形式在樁的內部進行傳遞，當其波長超過樁徑的時候，應力波的波長超過樁徑的時候，樁就可以被當做一個一維桿，然后就可以使用相應的公式展開計算。以垂直形式入射的應力波在傳遞的時候，內部有波抗差異界面的時候，將產生反射以及投射兩種形式的波，反射波會傳到樁頂，透射波則會持續向下。樁身的缺陷以及樁底部的情況都可以根據波的相關信息得到判定。實際上，此方法在發揮作用的過程中，由于其在判斷最大承載力過程中，在理論方面表現出較為明細的缺失，導致其在實際應用的時候會存在一些方面的誤差，有時的準確性較低，很多國家都會將其應用在檢測樁身完整程度之中，可以在檢查樁基質量之中發揮重要作用。其具備設備方便攜帶、檢測時間較短、經濟適用、檢測范圍較大等優勢，而且在數學和物理等方面的理論較為完備，相關的模型也基本處于成熟狀態，在樁基質量測量當中應用面十分大。

2 工程實例分析

2.1 工程概況

將長沙縣東門尚苑二期工程作為研究工程的案例。使用樁基反射波法實施檢測。在對工程現場信息了解之后可知，場地的地層按照從上到下的順序可以判定為：素填土，其大致厚度在0.81到7.8m左右；淤泥質粉質粘土，其基本層厚在0.7到2.3m之間；粉質粘土的厚度在0.5到6.4m之間，而殘積土的基本厚度則在0.5到2.8m之間，強風化泥質砂巖的厚度在3.4到6.6m之間，中風化泥質砂巖。

使用的是人工挖孔灌注樁，其本身的直徑在？準900到1400mm之間，擴底D=900搭配2200mm，在設計樁端持力層的時候，將其材料設定為中風化巖層，混凝土標號設定為C30，灌注的合理樁長通常設定為6.4到11.4m之間。

此次研究將工程之中的245#、278#樁作為檢測對象，使用反射波檢測法實施檢測。

2.2 儀器準備

使用型號為RSM-PRT的低應變檢測設備，小錘子、機振、傳感器等。其中傳感器需要選擇電荷型。在正式開始檢測之前，應該對設備的參數進行合理的設置，取樣的間隔設定在10到60us之間。取樣的頻率則設定在1到800Hz之間，注意設定的是下限，其上限應為2000Hz。增益則應該被設定在10到48dB。

2.3 檢測結果

樁號為245#、278#的樁檢測質量檢測結果如下，245#的樁長為9.00m，波速在3945m/s，混凝土的強度頂級設定在C30，樁的等級是Ⅰ類，樁徑則為800mm，檢測完整度如圖1、圖2所示。

圖1 245#號樁完整度檢測結果圖

圖2 278#號樁完整度檢測結果圖

2.4 單樁豎向靜荷載試驗

樁號為245#的樁試驗所得的數據以及結果如表1所示。樁號為278#的樁試驗所得的數據以及結果如表2所示。

2.5 相關建議

在工程展開之前，設計人員就應該對樁基檢測的有關部分進行考慮，對需要使用的技術和標準進行明確標注，為了讓檢測工作具備更加系統的特性，要重視施工的基礎質量，從而從整體上維護施工質量。

對樁基檢測的結果應該根據施工的實際情況進行考慮，盡量以現實情況為依據，單單從各項數據中進行判定將脫離現實。在檢測工作中，對其他方法也要多多了解，不斷積累相關經驗，提升自身的工作技能。關注此方面的最新技術和設備，對設備進行定期檢查，對于其中出現的問題的部分實施必要的維修和更換。

低應變反射波法在樁基質量檢測之中優勢加大，但是也存在不足，雖然很多樁都可以實現準確判定，但是一些樁仍然受到干擾，影響檢測結果，對于一些難以檢測的樁要使用其他方法進行再次檢測。

3 結束語

當前，時代不斷向前發展，各種建設工程的質量要求逐漸提升，在工程量不斷增大的情況下，大型工程中樁基礎的使用量也逐漸增多。由于樁基礎對工程建筑物本身的使用安全有著十分重要的作用，其質量也就受到重視，此次研究中對其質量管理中的反射波檢測法展開分析，出于節約成本的考慮，將研究的重點設定為低應力反射波法，因為高應變力檢測的方式所花費的資金過高。

參考文獻

[1]張獻民，曹宗亮.樁土阻尼作用下低應變法可測樁長的分析[J].中國民航大學學報，2011（5）：114-115.

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