發(fā)布時(shí)間：2020-08-19所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要:樁基礎(chǔ)是目前工程中常用的基礎(chǔ)形式之一，基樁的主要作用就是把上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到持力層，基樁工程作為一項(xiàng)重要的隱蔽工程，在整個(gè)結(jié)構(gòu)受力中起著至關(guān)重要的作用，由于樁基礎(chǔ)的成樁質(zhì)量和樁身完整性受施工環(huán)境、施工人員以及機(jī)械的可操作性等諸多因素
摘要:樁基礎(chǔ)是目前工程中常用的基礎(chǔ)形式之一，基樁的主要作用就是把上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到持力層，基樁工程作為一項(xiàng)重要的隱蔽工程，在整個(gè)結(jié)構(gòu)受力中起著至關(guān)重要的作用，由于樁基礎(chǔ)的成樁質(zhì)量和樁身完整性受施工環(huán)境、施工人員以及機(jī)械的可操作性等諸多因素的影響，在施工過程中存在多種質(zhì)量安全隱患。因此樁基質(zhì)量檢測(cè)工作檢測(cè)基樁樁身完整性以及成樁質(zhì)量的好壞至關(guān)重要。本文將闡述低應(yīng)變法、聲波透射法以及對(duì)這兩種檢測(cè)方法綜合應(yīng)用研究，以便于更好的完成對(duì)樁基的檢測(cè)工作，以提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
關(guān)鍵詞:低應(yīng)變法;聲波透射法;樁基檢測(cè);
1低應(yīng)變法的應(yīng)用研究
1.1低應(yīng)變法的基本原理
低應(yīng)變法的檢測(cè)原理是假設(shè)樁身為一根彈性的桿件，當(dāng)使用激振錘對(duì)樁頂進(jìn)行錘擊時(shí)，在激振錘敲擊點(diǎn)周圍會(huì)產(chǎn)生能量較低的振動(dòng)，這些振動(dòng)會(huì)形成應(yīng)力波，當(dāng)應(yīng)力波傳播過程中遇到波阻抗界面變化的時(shí)候?qū)?huì)產(chǎn)生反射波和透射波，此時(shí)表明該處存在缺陷界面，反射波和透射波成為新的振源在此引起周圍振動(dòng)，最后反射波和透射波經(jīng)過基樁再次返回到樁頂?shù)臅r(shí)候，被樁頂?shù)膫鞲衅魉邮眨纬梢欢ǖ牟ㄐ危ㄟ^對(duì)反射波形傳輸?shù)臅r(shí)間能夠推測(cè)出缺陷位置，根據(jù)缺陷反射的幅值可以確定樁基缺陷的程度和深度，然后通過反射波形得到具體的相位和幅值等參數(shù)就能推算出缺陷的異常類型，這就是低應(yīng)變法的檢測(cè)的基本原理。
1.2低應(yīng)變法的技術(shù)要點(diǎn)
在進(jìn)行低應(yīng)變法檢測(cè)之前，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)被測(cè)樁頂進(jìn)行預(yù)處理，保證樁頂表面干凈無積水，若樁頂出現(xiàn)浮漿或者不密實(shí)等現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)提前鑿去露出密實(shí)的混凝土，保證與下部混凝土粘結(jié)情況良好。激振點(diǎn)和傳感器安放位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離主筋，提前打磨光滑以便于激振操作和傳感器的粘結(jié)。在現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集過程中，根據(jù)柱徑的大小，對(duì)稱布置多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)各測(cè)點(diǎn)應(yīng)采集不少于3次，必要時(shí)可多次采集，激振錘的激振方向垂直向下，樁基長軸與傳感器的安裝方向保持一致，傳感器應(yīng)用耦合劑粘結(jié)在樁基上，常用的耦合劑為凡士林、黃油等粘結(jié)性好的材料，激振技術(shù)和傳感器耦合度將會(huì)對(duì)直接影響反射波的反射信號(hào)質(zhì)量。激振錘的選擇。根據(jù)樁基實(shí)際參數(shù)來選擇合適質(zhì)量以及材質(zhì)的力棒，來獲得適當(dāng)?shù)拿}沖波，脈沖波主要分為低頻寬脈沖和高頻窄脈沖。在激振錘工作時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況控制激振能量，并防止二次敲擊，避免后續(xù)波的干擾，在能夠看到明顯的樁底反射的前提下盡可能小，以減少對(duì)波形的干擾。為了同時(shí)檢測(cè)樁基的深部和淺部缺陷情況，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作時(shí)需要改變激振錘激振位置或者更換傳感器。
2聲波透射法的應(yīng)用研究
2.1聲波透射法的基本原理
樁基混凝土內(nèi)部經(jīng)常會(huì)因?yàn)槭┕さ脑虺霈F(xiàn)各種缺陷，導(dǎo)致混凝土樁基中出現(xiàn)不同波阻抗的現(xiàn)象。而聲波透射法就是利用混凝土樁基該種現(xiàn)象，使用高頻超聲波，通過高精度儀器記錄高頻超聲波在樁基混凝土中傳播過程中的波動(dòng)特征，來分析樁基混凝土的內(nèi)部情況。當(dāng)混凝土內(nèi)不存在缺陷時(shí)，儀器所得到的波形是較為完整且不會(huì)出現(xiàn)明顯突變的;當(dāng)混凝土內(nèi)存在不連續(xù)、破損界面或混凝土內(nèi)存在蜂窩、麻面、松散、孔洞等嚴(yán)重缺陷時(shí)，儀器接收的波形會(huì)呈現(xiàn)出波形缺失、畸變或者波速降低等現(xiàn)象。出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因主要是超聲波在有缺陷的混凝土內(nèi)部傳播時(shí)，缺陷與混凝土之間形成的不規(guī)則界面會(huì)使超聲波出現(xiàn)反射、散射或繞射等情況。
2.2聲波透射法的技術(shù)要點(diǎn)
目前為減少聲測(cè)管對(duì)聲波傳播的影響，通常用改變聲測(cè)管材質(zhì)來實(shí)現(xiàn)，如鋼制螺紋管、鋼管以及塑料管。聲測(cè)管相互之間應(yīng)平行布置，否則將會(huì)極大影響超聲波測(cè)試的結(jié)果，給樁身完整性的判定帶來困難。樁身混凝土的檢測(cè)齡期必須達(dá)到28天以上方可進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)之前應(yīng)當(dāng)對(duì)樁基的樁徑、樁長和混凝土標(biāo)號(hào)進(jìn)行標(biāo)記，且保證預(yù)埋聲測(cè)管內(nèi)暢通，聲測(cè)管內(nèi)部耦合劑(通常為水)界面應(yīng)當(dāng)高于被測(cè)樁基頂面。聲波換能器若接觸聲測(cè)管管壁，聲波會(huì)發(fā)生畸變，應(yīng)加扶正器使換能器始終處于聲測(cè)管的中間位置，檢測(cè)時(shí)將聲測(cè)管按順時(shí)針順序進(jìn)行編號(hào)，并將接收和發(fā)射探頭放置于對(duì)應(yīng)剖面的聲測(cè)管底部，保持其相同標(biāo)高，接收和發(fā)射探頭同步提升，通常宜在5-15cm/s之間。
3實(shí)例案例分析
低應(yīng)變檢測(cè)樁基完整性重點(diǎn)環(huán)節(jié)在于檢測(cè)過程中及時(shí)收集相關(guān)資料，在檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，需立即進(jìn)行復(fù)測(cè)，并排除設(shè)備及方法等影響，切實(shí)保證數(shù)據(jù)可靠，并收集工程水文地質(zhì)、巖土工程勘察資料、樁基的設(shè)計(jì)施工圖及成孔施工資料等，分析缺陷形成的原因和因素對(duì)數(shù)據(jù)的影響，避免造成誤判。確認(rèn)存在缺陷，根據(jù)實(shí)際情況提出處理意見措施，查找原因，避免類似情況再次發(fā)生。
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設(shè)計(jì)樁長45m，樁徑0.5m，正循環(huán)轉(zhuǎn)孔灌注樁，采用C20水下混凝土澆筑。該樁在5.3m左右有同向反射同時(shí)伴有多次反射，從圖形分析判斷該樁基在5.3m左右存在斷層，判為Ⅳ類。原因分析：本批樁基附近區(qū)域內(nèi)有5根樁出現(xiàn)該情況，并且缺陷位置均集中在5.0~6.2m之間，實(shí)體查看現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)情況，翻閱設(shè)計(jì)地勘資料并對(duì)轉(zhuǎn)孔過程中的轉(zhuǎn)渣進(jìn)行對(duì)比分析，確定該批問題樁基所處位置為古河道，古河道河床底部存有1m左右的流沙層，故該批樁基均在5m多的地方出現(xiàn)嚴(yán)重的夾泥，形成斷樁。處理方法：由于問題樁批次存在，且該古河道面積較大，開挖量較大成本高，綜合經(jīng)濟(jì)及技術(shù)手段，建議采用機(jī)械鉆孔樁補(bǔ)樁，成孔時(shí)采取化學(xué)泥漿護(hù)壁，成孔后采取反射波成孔檢測(cè)儀測(cè)試孔壁及沉渣，混凝土采用C30水下混凝土澆筑。
設(shè)計(jì)樁長50m，樁徑0.6m，采用C25水下混凝土澆筑，屬于簡易鉆孔樁。該樁在距離樁頂7.5m附近有同向反射，并存在多次反射，從圖形分析判斷該樁基屬斷樁，判為Ⅳ類。原因分析：查看樁孔記錄，該樁基在轉(zhuǎn)至6~8m附近時(shí)發(fā)現(xiàn)淤泥層，并且處于液化流體狀態(tài)，但在施工過程中未做任何處理，致使在灌樁過程中在該淤泥層位置出現(xiàn)坍孔，形成夾泥層。處理方法：由于該樁基在6~8m附近的位置存在流動(dòng)性較大淤泥層，并且該淤泥層的范圍較大，采用開挖工程量非常大，而該樁處在四樁承臺(tái)中，旁邊是三樁承臺(tái)，經(jīng)設(shè)計(jì)同意，采取樁徑0.8m的轉(zhuǎn)孔樁對(duì)問題樁基接樁處理，并把兩個(gè)承臺(tái)合并成一個(gè)大承臺(tái)，并增加配筋量，重新進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算及靜載試驗(yàn)驗(yàn)證基礎(chǔ)的承載能力。從應(yīng)用中可以得知：
(1)低應(yīng)變反射波法檢測(cè)快速、費(fèi)用低，但其局限性也非常突出，在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)一定要排除各種外界干擾因素，注意收集施工過程中的記錄、地勘資料及樁孔信息、強(qiáng)度資料等幫助室內(nèi)資料分析整理。
(2)樁基質(zhì)量控制重在施工過程控制，注重工藝工法的落實(shí)，三檢制的落實(shí)，低應(yīng)變反射波法檢測(cè)發(fā)現(xiàn)有缺陷，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果可以具體判定缺陷部位及成因，可以給施工單位提供處理意見。
(3)低應(yīng)變反射波法檢測(cè)結(jié)果判定不能僅依賴檢測(cè)波形，要綜合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)收集的資料信息，有必要時(shí)再次對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘察。分析出現(xiàn)問題的原因，為工程施工的質(zhì)量提升提供意見，避免類似質(zhì)量事故或事件再次發(fā)生。
結(jié)語
綜上所述，由于低應(yīng)變法和聲波透射法檢測(cè)原理的不同，并且它們?cè)跈z測(cè)過程中具備各自的優(yōu)勢(shì)及局限性，在實(shí)際工程實(shí)踐中，應(yīng)根據(jù)樁基的實(shí)際情況選擇不同的檢測(cè)方法，在很大程度上能夠提高樁基質(zhì)量檢測(cè)的準(zhǔn)確性。——論文作者：馬文燕
