低應變反射波法檢測樁的完整性的幾點總結

欽 莉

（徐州市路興公路工程有限公司，江蘇 徐州2210000）

工程樁基礎，自古有之。從古代人用樹干支撐棚屋到近代人在荷塘溝渠之上用木樁建住居，隨著現代社會的發展，木樁和天然地基基礎已不適應絕大多數建筑物的承重和變形要求，逐漸發展為現在常用的鋼樁、預應力管樁、鋼筋混凝土預制樁和灌注樁等各種樁基礎。由于施工人員技術參差不齊，樁基質量難以保證，容易出現工程隱患，樁基檢測成為驗收樁基質量的關鍵[1]。

本人所在試驗檢測部門于2003年購買了一臺由歐美大地生產的樁身完整性檢測儀（簡稱PIT），通過近十年幾萬多根樁的實踐體會，目前已經積累了一定的經驗，在整個蘇北地區都享有很高的知名度。本人想根據這幾年的實踐經驗談談自己的一點看法[2]。

1 鉆孔灌注樁的常見缺陷及形成機理

鉆孔灌注樁的成孔方法有回旋鉆、潛水鉆和沖擊鉆等，成孔過程中一般的土層就地造漿就可保護孔壁，防止坍塌，遇到砂等易塌孔的土層，要特制泥漿護壁，成孔完畢后要進行清孔。我國目前基本上都采用導管式水下澆筑混凝土工藝，若澆筑過程中操作不當，容易出現以下樁身缺陷。

①由于停電或其他原因，澆筑混凝土不連續。間斷一定時間后，隔水層混凝土凝固，后續的混凝土將灌不下去，只好拔導管。一旦導管下口離開混凝土表面，泥漿將進入管內形成斷樁或嚴重離析缺陷。②泥漿應按規范規定的比重配制，否則孔壁容易坍塌，形成夾泥、蜂窩、離析等缺陷。③清孔時間過短時，造成沉渣過厚，將影響端承力的發揮。④導管連接要密封要好，一旦漏水將形成斷樁缺陷。

2 PIT測試儀器與原理

PIT低應變動測在理論上屬于彈性波反射波法。反射波法是在樁身頂部進行豎向激振產生彈性波，彈性波沿著樁身向下傳播，若樁身存在波阻抗差異較大的界面（如樁底、裂縫、斷樁和嚴重離析時）或樁身截面積變化（如縮徑或擴徑）部位，將產生反射波。將該波接收放大，從而判斷樁身完整性，估計混凝土強度等級并校核樁的實際長度。

完整的低應變動測試驗設備包括：PIT檢測儀、加速傳感器、專用錘擊設備、計算機軟件和計算機。

2.1 檢測前的準備

首先搜集有關技術資料（主要是地質情況），樁頂應鑿至新鮮混凝土面，并清除頂面臟的混凝土，用打磨機將測點和激振點磨平。樁徑不大于1000mm時不宜少于2個測點，樁徑大于1000mm時不宜少于4個測點。

2.2 加速器的安裝

加速器必須緊緊地安裝在樁頂面。為了得到最好的結果，加速傳感器的安裝可采用石膏、黃油、橡皮泥等耦合劑，牢固粘結，并與樁頂面垂直。

2.3 激振時要點

混凝土灌注樁的激振點宜在樁頂中心部位，用力錘敲擊時，應使其作用力方向與樁頂面垂直。短樁檢測采用輕錘、橡皮錘（筆者試驗室PIT），長樁、大直徑樁可采用不同的錘墊來調節，這樣波形就會比較明顯。

2.4 幾種常見缺陷的反射波波形特征

由于施工時不符合規范要求，現場記錄馬虎，會出現各種類型樁身缺陷。本人根據大量的實踐體會，結合徐州市銅山區危橋改造工程某橋檢測的幾根樁來說一說幾種缺陷樁的反射波波形特征。

圖1 反射波波形圖—縮頸

圖1反射波波形特征反映出來的缺陷叫縮徑。波阻抗面反射波相位與處始波相同（6m左右），波形一般比較規則，似正弦波形，有明顯樁底反映。此類樁可判為Ⅱ類樁，樁身基本完整，有輕度缺陷，不影響正常使用。

圖2 反射波波形圖—斷裂或夾層

圖3 反射波波形圖—擴徑

圖2反射波波形特征反映出來的缺陷叫斷裂或夾層。相位與初始相位相同，在樁身可連續追蹤二次以上等距多次反射波，難以判定樁底反射。此類樁可判為Ⅲ類樁，樁身有明顯缺陷，對樁身結構承載力有影響，需經處理重新測試后使用。

圖3反射波波形特征反映出來的缺陷叫擴徑。波阻抗面反射波相位與處始波相反，波形一般比較規則，似正弦波形，有明顯樁底反映。此類樁可判為Ⅱ類樁，樁身基本完整，有輕度缺陷，不影響正常使用。

圖4 反射波波形圖—樁底沉渣過厚

圖4反射波波形特征反映出來的缺陷叫樁底沉渣過厚。在端承樁情況下，采集到較強的清晰樁尖響應信號，并與初始波同相位，樁底反映不明顯.此類樁可判為Ⅱ類樁，樁身基本完整，有輕度缺陷，不影響正常使用。

2.5 影響樁身缺陷反射波波形特征的因素

2.5.1 砼強度、波速與樁長、樁身質量問題

我們檢測過程中，樁身砼強度、波速往往依賴于施工單位提供的樁長及經驗確定（如表1），這種間接得到的樁長是否可靠？強度是否符合設計要求？這些問題直接影響了判斷。

表1 不同強度砼波速變化范圍及常用特征波速

2.5.2 樁頭出露的鋼筋的影響

一般混凝土灌注樁樁頭均有鋼筋以便與承臺連接。當小錘敲擊樁頭時，產生的波易在鋼筋上產生反射，從而疊加于入射波，會使淺部缺陷的波形發生變化。

2.5.3 樁頭浮漿的影響

大多數樁頭或多或少地存在浮漿，如果不能清除，樁頭信號失去中高頻部分，掩蓋淺部缺陷，將無法清楚地判斷樁中的缺陷。

3 結語

以上就是本人這幾年檢測樁總結的幾點看法。樁基檢測是一門正在發展中的技術，在以后的學習中需要和同行們一同探討。

［1］JTG/TF81-01-2004.中華人民共和國行業標準《公路工程基樁動測技術規程》［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［2］江蘇省工程質量監督站.樁基培訓資料［C］.1997.