低應(yīng)變曲線形態(tài)的影響因素分析

張明峻

摘 要：基樁檢測中低應(yīng)變曲線復(fù)雜多變，形狀欠規(guī)則，單獨(dú)分析曲線有時會造成誤判。針對這一問題，本文結(jié)合工程實際，對地質(zhì)條件和施工工藝、方法等因素對低應(yīng)變曲線形態(tài)的影響進(jìn)行了分析，分析結(jié)果說明，實際工程中由于各種因素的影響，曲線往往不規(guī)則，不易分析，為了對成樁質(zhì)量做出正確的評價，需結(jié)合實際條件綜合判定。

關(guān)鍵詞：低應(yīng)變;曲線形態(tài);地質(zhì)條件;施工工藝

1 低應(yīng)變檢測原理

低應(yīng)變動力檢測視樁為一維彈性體。當(dāng)用手錘敲擊樁頂后，產(chǎn)生一應(yīng)力波并沿樁身向下傳播，根據(jù)一維波動理論：應(yīng)力波在波阻抗變化界面處或樁底將產(chǎn)生反射，反射到樁頂?shù)膽?yīng)力波通過安裝在樁頂?shù)氖罢衿鳎▊鞲衅鳎┧邮眨⒂貌蓸觾x采集下來，整個過程由計算機(jī)控制。檢測到的波形便反映出樁本身的結(jié)構(gòu)特性，即不同形式的樁身結(jié)構(gòu)，會導(dǎo)致應(yīng)力波的反射特性不同;結(jié)構(gòu)面變化的位置不同則反射應(yīng)力波到達(dá)的時間不同。

在一些教科書、專業(yè)書籍或文獻(xiàn)中都可找到關(guān)于低應(yīng)變曲線判釋的標(biāo)準(zhǔn)，一般認(rèn)為缺陷處有同向反射信號且反射波幅愈高缺陷就愈嚴(yán)重。但在實際應(yīng)用中，缺陷是千變?nèi)f化的，有時還會因施工工藝造成缺陷假象，這就要求在分析樁身質(zhì)量時，不能僅僅依靠低應(yīng)變曲線，還要結(jié)合施工工藝、施工過程、工程地質(zhì)條件等影響因素綜合分析，必要時采取其他方法驗證，以確保判斷的準(zhǔn)確性。

2 實例分析

以某電廠基樁低應(yīng)變檢測曲線為例，對三種典型的低應(yīng)變曲線進(jìn)行分析。

2.1 理想的實測曲線

圖1 煤場隧道樁1SD2低應(yīng)變曲線

電廠1#圓形煤場樁基施工區(qū)域上部地層為天然粘土層，無回填土，施工工藝為旋挖干作業(yè)成孔。現(xiàn)場部分開挖揭露的樁身形狀規(guī)則，無擴(kuò)徑、縮頸等現(xiàn)象。該區(qū)域基樁檢測低應(yīng)變曲線普遍比較理想，平滑規(guī)則，樁底反射明顯，如圖1所示。

2.2 地層條件變化對曲線形態(tài)的影響

圖2 1#冷卻塔區(qū)域三根低應(yīng)變曲線

以第三根樁為例，12.5m位置處有類似樁底反射的同相反射波出現(xiàn)，如果該位置處為樁底，那么該樁長度與施工單位提供的16.7m的樁長有4.2m的差距，樁長明顯不夠。通過綜合分析該區(qū)域其它樁的低應(yīng)變檢測曲線發(fā)現(xiàn)，以圖2所示的三根樁的低應(yīng)變曲線為例，每根樁在12m附近深度都出現(xiàn)了類似樁底反射波或擴(kuò)徑反射波出現(xiàn)，并且深度基本一致。由此可見該反射波的出現(xiàn)并非個例，而是該區(qū)域的普遍現(xiàn)象。鉆孔抽芯的結(jié)果表明，該區(qū)域樁的長度與施工單位提供的樁長信息是基本一致的，因此可以排除以上三根樁樁長不夠的可能。綜合以上分析，最大的可能性就是11m左右深度處出現(xiàn)的地層的突變，導(dǎo)致土阻力的突變，從而導(dǎo)致此深度處出現(xiàn)了異常反射信號。通過附近的地層鉆孔資料，可基本證實上述判斷。

2.3 回填土與護(hù)筒對曲線形態(tài)的影響

圖3 2#電除塵46#樁低應(yīng)變曲線

圖3顯示的是2#電除塵46#樁（設(shè)計樁徑800mm）的低應(yīng)變檢測曲線。由該曲線可以看出，樁頭下3米存在疑似缺陷的反射信號。該區(qū)域回填土質(zhì)量較差，存在較多大塊石沒有破碎，為防止表層填土塌落，施工單位在成孔過程中使用了長護(hù)筒，護(hù)筒直徑為1m。反觀46#樁，樁頭實測直徑1m，3m深度恰恰是護(hù)筒底的位置，樁在此位置以下便進(jìn)入穩(wěn)定的天然土層，樁徑恢復(fù)至800mm，相對于護(hù)筒范圍內(nèi)的擴(kuò)頸，形成了一個相對的“縮頸”假象。過程中亦通過開挖驗證證實了上述判斷。

3 結(jié)語

通過以上實例分析表明，混凝土灌注樁的低應(yīng)變檢測應(yīng)注意以下幾點：

（1）掌握基樁位置的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況：是否回填區(qū)，地層是否穩(wěn)定，有無夾層等。

（2）了解所檢測樁的施工工藝和方法：是反循環(huán)、正循環(huán)、旋挖還是沖擊成孔;成孔過程中是否采用泥漿護(hù)壁等。

（3）了解施工過程中有無異常：導(dǎo)管是否始終在混凝土面以下;澆筑是否及時、連續(xù);拔護(hù)筒時有無破壞樁頭等。

總之，低應(yīng)變檢測不能僅僅依靠曲線分析判定，要多方面綜合分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]訾平華.某鐵路橋幾種典型缺陷樁的低應(yīng)變曲線實例分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2010.