淺析基樁低應變檢測常見缺陷的波形特征

劉琳

摘 要：本文通過對基樁低應變法實測波形曲線的分析，說明樁身缺陷的波形特征。

關鍵詞：基樁；低應變法；缺陷；波形特征

1 前言

基樁低應變檢測因其機理清晰、測試方法簡便，成果較可靠，并且成本低、檢測比例大、效率高、便于對樁基工程進行普查等特點而受到工程界的歡迎。然而，由于其方法本身的局限性，如測試“盲區”的問題（一般認為距樁頂1-1.5倍樁徑為測試“盲區”）、大直徑樁高頻干擾的問題、嵌巖樁的問題等，在判斷樁身缺陷時往往有一定的難度。而樁身存在較嚴重缺陷時將導致樁身的承載力明顯降低，達不到設計要求，給整個工程帶來很大的安全隱患。所以，對樁身缺陷的判定具有重要的工程實際意義。

2 檢測技術要求

為了保證檢測質量，受檢樁混凝土強度應達到規范要求（混凝土強度至少達到設計強度的70%，且不小于15MPa）。

2.1樁頭的處理

為了確保檢測時應力波的正常傳遞，樁頂的混凝土質量應能代表樁身混凝土質量。檢測前對于灌注樁應鑿去樁頂浮漿、松散或破損部分，樁頂表面應平整干凈且無積水，樁頭部分樁身截面不規則時，也應將截面不規則部分鑿除后進行檢測。對于預應力管樁，當端板與樁身混凝土之間結合緊密時，可不進行處理，否則應鋸掉后檢測。

2.2傳感器的選擇與安裝

加速度傳感器不僅具有良好的幅頻特牲，而且具有良好的相頻特牲，所以測試最好選用加速度傳感器。同時傳感器安裝的好壞對測試效果的影響很大，理論上傳感器與樁面連接越緊密，與樁面之間的接觸剛度越大，傳遞的特性就越好，測試信號也越真實。此外，激振點與傳感器安裝點的位置也很重要，對于灌注樁，錘擊點在樁頂中心，傳感器安裝點與樁中心的距離宜為樁半徑的三分之二，這樣可以有效的減少大直徑樁的高頻干擾；對于預制管樁，錘擊點與傳感器安裝點宜為樁壁厚的二分這一處，錘擊點、傳感器安裝點與樁頂中心構成的平面夾角宜為90度。

2.3激振技術

激振技術在整個檢測工作中占據著重要的位置，現場檢測時，應針對不同的測試對象選擇不同的激振源。一般來說，當檢測長樁的樁底反射信息或深部缺陷時采用頻率比較低的脈沖波；當檢測短樁、樁的淺部缺陷及預制樁的淺部水平裂縫時用頻率比較高的脈沖波；當要判斷測試“盲區”時使用又輕又硬的金屬錘乃至小鐵釘，可以很好的提高振源頻率和測試分辨率。

3 檢測實例分析

例1：2#樁，樁型為靜壓預制管樁，樁徑400mm，樁長14.90米，分上下兩節，上節長2.9米，下節長12.0米，實測波形見圖1-1。從實測波形可以看出，約3.0米處反射明顯，初步判斷為接樁焊縫斷裂。經開挖證實，在距樁頂約2.9米兩節樁對接處脫焊，用錘敲擊樁身可見樁身晃動。重新焊實后的實測波形見圖1-2，從實測曲線看波形正常。

圖1-1 2#樁實測曲線

圖1-2 2#樁補焊后實則曲線

例2：8ZH68#樁，樁型為素混凝土樁，樁徑800mm，實測波形見圖2-1。從實測波形可以看出，首波尚未完成，就見缺陷反射波疊加其上，而且出現多次等間距反射波，初步判斷樁身淺部斷裂。經開挖證實，在距樁頂約1.8米處出現一條大裂縫，用腳踢可見樁身晃動。實測波形為典型的斷樁波形。截去2.2米后重新測試，波形如圖2-2所示，實測曲線波形正常。

圖2-2 8ZH68#樁截去后實測曲線

例3：10ZH11#樁，樁型為素混凝土樁，樁徑800mm，實測波形見圖3-1。該波形與8ZH68#樁波形似，但反射幅度和反射次數略遜于8ZH68#樁，初步判斷約4.5米處有明顯缺陷。經開挖證實，在距樁頂約4.4米處出現一條裂縫。實測波形為裂縫缺陷樁的波形。截去4.7米后重新測試，波形如圖3-2所示，實測曲線波形正常。

圖3-1 10ZH11#樁實測曲線

圖3-2 10ZH11#樁破除后實測曲線

例4：80#樁，樁型為旋挖灌注，樁徑1200mm，樁長8.47米（一層地下室，空樁約5.0米），設計持力層為微風化巖，實測波形見圖4-1。從實測波形可以看出，在樁底反射前有一個明顯的缺陷反射，初步判斷為樁底沉渣過厚，建議抽芯。抽芯檢測如圖4-2所示：樁身砼長7.66米，有約0.8米的沉渣，分析是塌方所致。

圖4-1 80#樁實測曲線

圖4-2 80#樁鉆芯檢測相片

例4：BY5#樁，樁型為旋挖灌注，樁徑1000mm，樁長34.0米，設計持力層為強風化巖，實測波形見圖5-1。從實測波形可以看出17.5米左右見寬緩的同向反射波，樁底反射不清晰，而該工地大部分曲線樁底反射清晰，對該樁樁身完整性有懷疑，建議抽芯驗證。抽芯檢測結果如圖5-2所示：在17.30～17.90m水泥砂漿富積，砼芯樣尚完整，但觀感上看強度較低。該樁為離析缺陷。

圖5-1 BY5#樁實測曲線

圖5-2 BY5#樁實測曲線

4 結束語

1、一維波理論是在桿的橫向尺寸影響可以忽略的背景下建立的，并沒有排除淺部有嚴重缺陷的情況，因此存在淺部缺陷準確定位的問題。一般情況下可以通過提高振源頻率來對淺部缺陷做出定位，如果缺陷部位太淺，測到的波形為低頻寬幅振蕩波形，則只能定性做出判斷，估計缺陷的大致范圍。

2、當發現樁身存在缺陷時，應更換檢測點和激振源反復測試，排除其它因素的影響，進一步證實缺陷的存在。對于淺部缺陷，可以開挖驗證，截去缺陷以上部后重新檢測樁身質量；對于深部或樁底缺陷，可以抽芯驗證，根據缺陷的情況再商討補強方案。

3、大直徑灌注樁荷載較大，對樁身砼完整性要求較高，離析是一種常見的缺陷，低應變法檢測往往對該類缺陷漏判，造成安全隱患。建議進行聲波透射法檢測，從而使基樁得到更準確的質量判定，而不至由于低應變法引起的漏判或誤判。

參考文獻：

[1]中華人民共和國行業標準《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ 106-2014）.中國建筑工業出版社，2014.

[2]廣東省標準《建筑基樁檢測技術規范》（DBJ 15-60-2008）.中國建筑工業出版社，2008.

[3]袁慶華等.工程樁質量檢測技術培訓教材.中國建筑工業出版社，2009.