摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，樁基工程已成為巖土工程領(lǐng)域非常興旺的一支，與此相關(guān)的樁基檢測技術(shù)也得到了長足的發(fā)展。目前，國內(nèi)外關(guān)于樁基檢測技術(shù)的發(fā)展是多方面的。有的是對傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行改造，有的是對一些發(fā)展中的技術(shù)進(jìn)行規(guī)范使用，也有的是開發(fā)新的技術(shù)或新的手段，這些都毫無例外地預(yù)示著樁基檢測技術(shù)又進(jìn)入了一個(gè)全盛的發(fā)展期。本文簡單就錨桿錨固質(zhì)量檢測中的低應(yīng)變樁基檢測方法的應(yīng)用以及過程做了詳細(xì)的描述，下面我們一起學(xué)習(xí)一下。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水利水電，鐵路建設(shè)，公路建設(shè)的迅速崛起，錨桿錨固在工程應(yīng)用中的應(yīng)用也逐漸變多，保證錨桿錨固的質(zhì)量，對于工程建設(shè)有很重要的作用。但是按照現(xiàn)在的規(guī)范，基本都是采用用錨桿拉拔器測力，利用測力計(jì)計(jì)數(shù)，然后進(jìn)行錨力的力測試，在學(xué)術(shù)上我們稱之為靜載試驗(yàn)進(jìn)行測試，此種方法對錨固力的設(shè)計(jì)要求較低。按照理論上講，這種辦法還算精確，但是實(shí)際情況是，實(shí)施過程比較困難，尤其對于隧道頂部錨的測量，水利發(fā)電廠的斜上方進(jìn)行錨的測量等。由于在實(shí)際測量情況中，難度系數(shù)較大，相應(yīng)的檢測費(fèi)用也會很高，于是有了我們所說的低應(yīng)變樁基檢測方法
1低應(yīng)變樁基檢測方法概述
低應(yīng)變基檢測方法指的是一種快速，方便，準(zhǔn)確的無損檢測方法。低應(yīng)變樁基檢測方法的基本原理是基樁低應(yīng)變動力檢測反射波法的基本原理是在樁身頂部進(jìn)行豎向激振，彈性波沿著樁身向下傳播，當(dāng)樁身存在明顯波阻抗差異的界面（如樁底、斷樁和嚴(yán)重離析等部位）或樁身截面面積變化（如縮徑或擴(kuò)徑）部位，將產(chǎn)生反射波。經(jīng)接受放大、濾波和數(shù)據(jù)處理，可識別來自樁身不同部位的反射信息，以判斷樁身完整性。
2錨桿錨固理論分析辦法
(1)因?yàn)榛炷翗兜拈L徑比大于40，它符合用一維波動方程及傳播學(xué)理論進(jìn)行分析，但是在分析的時(shí)候需要注意不但要分析錨桿錨固的縱波，還要分析檢測出橫波。通過一定的計(jì)算，我們可以得知，當(dāng)桿件出現(xiàn)軟弱夾層或者橫截面積減小時(shí)，就會出現(xiàn)兩種不同的變化。一種是出現(xiàn)同相反射或者反相反射，也叫新的震相，另外一種則是原來的振動，本來是呈現(xiàn)衰減模式，但是由于反射波德疊加，振幅反而增強(qiáng)。后續(xù)的波列振幅因?yàn)榀B加也有所增強(qiáng)，但是波列振幅衰減變慢。在波形圖中，位移波不但有擴(kuò)徑，其他缺陷處德反射波與入射波同位相，而且振幅更大，擴(kuò)徑處出現(xiàn)的反射波與入射波相位相反，而且振幅增加較小。
(2)在樁土質(zhì)量保持不變的情況下，隨著剛度的減小，振動頻率一定減小，而且伴隨著周期增大。因此一旦樁體本身斷成幾段時(shí)，樁土體系總剛度就減小，波列優(yōu)勢頻率變小，振動頻率也變小?？梢姴ㄐ螆D震相和周期的一般異常變化是由波列衰減特征來確定的。
3低應(yīng)變動力檢測結(jié)構(gòu)組成
3.1傳感器
傳感器的選擇：傳感器是低應(yīng)變動測中最基本的重要測試元件之一，它直接與被測樁相連接，將機(jī)械振動參量換成電信號。它的性能參數(shù)的好壞，直接影響到轉(zhuǎn)換電信號的數(shù)據(jù)是否真實(shí)反映本身的反射信息。因此，必須滿足以下條件：一是動態(tài)范圍很寬；二是頻率響應(yīng)范圍要寬；三是失真度要??；四是傳感器性能穩(wěn)定；五是受非振動環(huán)境影響較小。
傳感器的安裝：傳感器安裝應(yīng)用化學(xué)黏結(jié)劑或石膏等黏結(jié)，使黏結(jié)盡量薄，不應(yīng)采用手扶式；必要時(shí)可采用沖擊鉆打孔安裝方式，但傳感器應(yīng)與樁頂面緊密接觸。安裝時(shí)必須保證傳感器與樁頂面垂直。
3.2信號采集
根據(jù)樁徑大小，圍繞樁心沿樁身對稱布置2~4個(gè)檢測點(diǎn)，每個(gè)檢測點(diǎn)記錄的有效信號數(shù)不宜少于3個(gè)，以便通過疊加平均提高信噪比和實(shí)驗(yàn)曲線的可靠性。應(yīng)力波反射波法所收集的較好波形應(yīng)該是：多次錘擊的波形重復(fù)性好；波形真實(shí)反映樁的實(shí)際情況，完好樁樁底反射明顯；波形光滑，不應(yīng)含毛刺或振蕩波形；波形最終回歸基線。
對不同檢測點(diǎn)要進(jìn)行多次實(shí)測，如果發(fā)現(xiàn)信號一致性較差時(shí)，應(yīng)分析原因，增加測點(diǎn)；如果發(fā)現(xiàn)信號失真或產(chǎn)生零漂或信號幅值超過測量系統(tǒng)的量程時(shí)，應(yīng)重新測試。
4錨桿錨固質(zhì)量檢測典型波形圖
?。?）完整樁
一般比較完整樁在時(shí)程曲線上的特征為：波列清晰，波形規(guī)則，樁底反射波明顯，易于讀取反射波到達(dá)時(shí)間。
該樁為樁徑1000mm、樁長30.3m鉆孔樁，設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級為C30，樁身完整，波速為3700m/s，在8m以前曲線下降，為粉砂土較好地層反應(yīng)。樁底反射與入射同相，樁底反射明顯。
?。?）縮頸(夾泥)樁
縮頸處截面積變小，波阻抗減小，應(yīng)力波遇到縮頸會產(chǎn)生與入射波振動方向同相的反射，波形比較規(guī)則，波速一般正常。一般能看到樁底反射，若縮頸部位較淺，縮頸還會出現(xiàn)幾次反射，但若縮頸程度嚴(yán)重，則難以看到樁底反射。
該樁為直徑426mm、樁長18m的沉管樁。鋼筋籠長6m，設(shè)計(jì)承載力標(biāo)準(zhǔn)值320kN。經(jīng)測試，樁身6.5~7m處存在縮徑或局部離析，系因成樁時(shí)拔管太快所致，說明鋼筋籠底部存在缺陷，但樁底基本可見，屬Ⅱ類樁。
該樁為直徑1500mm、樁長44.5m、C25的鉆孔樁。測試時(shí)發(fā)生在2m處同向子波反射幅值高于初至波，并有后繼的多次反射，檢測人員誤認(rèn)為是傳感器黏結(jié)引起的正常振蕩，判為Ⅰ類樁。經(jīng)證實(shí)在2.2m左右樁身嚴(yán)重缺陷(夾泥)，應(yīng)屬于Ⅲ類樁，后鑿去樁頭缺陷上部段，重新接樁。
（3）離析樁
由于離析部位的混凝土松散，對應(yīng)力波能量吸收較大，形成的缺陷子波不規(guī)則，后續(xù)信號雜亂，而且頻率較低，計(jì)算得到的波速偏小，一般不易見到樁底反射。
該樁直徑1000mm、樁長45m，護(hù)筒直徑1200mm、護(hù)筒長2.0m，設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級為C30，在測試中發(fā)現(xiàn)14.8m處明顯呈低頻同相反射，屬離析反映，無法見到樁底反射，經(jīng)鉆孔檢測，發(fā)現(xiàn)均存在離析面。
?。?）斷裂樁
由于在斷裂處波阻抗的突變，在時(shí)程曲線上的反應(yīng)有以下三種情況：①上部斷裂往往呈高頻多次同相反射，反射波幅值較高，衰減較慢；②中部斷裂反映為多次同相反射，缺陷的反射波幅值較低；③深部斷裂波形反映下，類似摩擦樁樁底反射，但計(jì)算的波速明顯高于正常樁的波速。
該樁直徑700mm、長54.9m、C25。由于地下室開挖，造成部分樁斷裂，樁頭傾斜。經(jīng)測試，曲線呈等距多次同相反射。開挖后發(fā)現(xiàn)在1.6m處斷裂。
該樁為直徑377mm、樁長16m的沉管樁。設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級為C20，鋼筋籠長度4.5m，承載力450kN。經(jīng)測試在1.4m處有強(qiáng)的同相多次反射，衰減慢，無樁底反射，判為2.8m處斷。開挖檢查發(fā)現(xiàn)2.85m處斷裂。屬機(jī)械開挖時(shí)受損。
?。?）脫焊虛焊等不良焊接樁
預(yù)制樁和管樁的焊接缺陷及成樁時(shí)受損造成的焊接問題，表現(xiàn)為有同相反射，嚴(yán)重時(shí)難以見到下部位較大的缺陷或樁底反射。
?。?）樁頭疏松
樁頭疏松或強(qiáng)度偏低的樁，測試結(jié)果無法反映樁的完整性，曲線反應(yīng)為入射波波峰較低、脈沖較緩，而且后續(xù)波形呈低頻，此類現(xiàn)象均屬樁頭強(qiáng)度偏低。
5現(xiàn)場測試方法
(1)把混凝土樁頂灌漿部分鑿去鑿平，使樁頂出露新鮮表面，為減少雜波干擾，此表面必須平整干凈，出露的鋼筋不應(yīng)有較大晃動；
(2)傳感器應(yīng)穩(wěn)固地粘放在樁頂上，并進(jìn)行敲擊測試；
(3)每根樁測試曲線如出現(xiàn)異常波形應(yīng)在現(xiàn)場及時(shí)研究，排除影響測試的不良因素后再重復(fù)測試；
6結(jié)語
由上面概述可知，利用低應(yīng)變樁基檢測方法可有效的測試錨桿錨固的質(zhì)量體系，相比于以前所用方法，此辦法更為簡單可行，是現(xiàn)今主要的測試方法
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