李　劍

摘要:隨著基礎(chǔ)建設(shè)的迅速發(fā)展,基樁被大量應(yīng)用于各種建設(shè)中,然而基樁質(zhì)量帶來的工程問題也越來越多,因此,采用有效的檢測手段對(duì)基樁質(zhì)量進(jìn)行檢測,避免工程事故發(fā)生是十分必要的。文章介紹各種基樁的施工特點(diǎn)以及檢測應(yīng)注意事項(xiàng)等。

關(guān)鍵詞:樁基;反射波;傳感器;黏合劑

中圖分類號(hào):TU472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1674-1145(2009)26-0149-02

一、基樁的施工特點(diǎn)

樁基由樁和樁承臺(tái)組成(見樁基礎(chǔ))。樁的施工法分為預(yù)制樁和灌注樁兩大類。打樁方法的選定,除了根據(jù)工程地質(zhì)條件外,還要考慮樁的類型、斷面、長度、場地環(huán)境及設(shè)計(jì)要求。隨著建筑工業(yè)的發(fā)展,為了適應(yīng)大型樁基工程的需要,樁基礎(chǔ)施工技術(shù)既要增加錘重和改進(jìn)起重、吊裝操作工藝,又要減少震動(dòng)噪聲和對(duì)環(huán)境的污染。

預(yù)制樁的施工:預(yù)制樁的施工方法有:錘擊法、振動(dòng)法、和壓入法。(1)錘擊法。樁基施工中采用最廣泛的一種沉樁方法。以錘的沖擊能量克服土對(duì)樁的阻力,使樁沉到預(yù)定深度。一般適用于硬塑、軟塑黏性土。用于砂土或碎石土有困難時(shí),可輔以鉆孔法及水沖法。常用樁錘有蒸汽錘、柴油錘(見打樁機(jī));由于錘擊會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲,一般在大城市中少用。(2)振動(dòng)法。振動(dòng)法沉樁是以大功率的電動(dòng)激振器產(chǎn)生頻率為700～900次/分鐘的振動(dòng),克服土對(duì)樁的阻力,使樁沉入土中。一般適用于砂土中沉入鋼板樁,亦可輔以水沖法沉入預(yù)制鋼筋混凝土管樁。用于振動(dòng)沉樁的振動(dòng)機(jī)的常用規(guī)格為20噸及40噸。目前,使用高頻率達(dá)10000次/分鐘的沉樁機(jī)頭,震動(dòng)與噪聲小,沉樁速度快(見振動(dòng)沉樁機(jī))。(3)壓入法。壓入法沉樁具有無噪聲、無震動(dòng)、成本低等優(yōu)點(diǎn),南寧市常用壓樁機(jī)有400噸及600噸兩種。壓樁需借助設(shè)備自重及配重,經(jīng)過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)加壓把樁壓入土中,故適用于較多的地基,但遇到回填有較大塊石或舊基礎(chǔ)的地基時(shí)要注意引孔,有時(shí)會(huì)把樁壓斷。

灌注樁的施工:主要工序是成孔及灌注混凝土,成孔可分為套管成孔和泥漿護(hù)壁成孔。(1)套管成孔灌注樁。將帶有鋼筋混凝土預(yù)制樁尖或活瓣樁尖的套管用錘擊法或振動(dòng)法沉入土中擠土成孔。在管中灌注混凝土后,邊振動(dòng)邊將套管拔出,同時(shí)混凝土得到振實(shí),在土中成圓柱樁體。套管成孔灌注樁適用于軟土地基,不受地下水位影響。由于套管灌注樁在淤泥中成孔,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)縮頸和斷裂,施工時(shí)要嚴(yán)格掌握操作順序、灌注混凝土量和拔管時(shí)間,必要時(shí)可二次沉管、復(fù)打予以補(bǔ)救。(2)泥漿護(hù)壁成孔灌注樁。以鉆(沖)機(jī)切削土體,排土成孔。灌入泥漿,泥漿稠度可根據(jù)土層情況確定。其作用是穩(wěn)定孔壁,維持孔徑。經(jīng)清除底部石渣后用“導(dǎo)管法”灌注水下混凝土。按不同土層選用沖擊鉆機(jī)或旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)可穿過砂土層,碎石土層,并可鉆入基巖。建筑上常用的灌注樁直徑為600～1500毫米。遇軟土層使用潛水鉆成孔。

二、基樁完整性檢測影響因素

(一)樁頭的處理

樁頭處理特別重要,樁頭清理的好壞將直接影響到檢測結(jié)果的質(zhì)量,無論采用哪種方法測樁,樁頭的浮漿或松散的部分都應(yīng)清除干凈,而且一般不允許與其他結(jié)構(gòu)相連,尤其在澆注承臺(tái)以后再進(jìn)行測試是非常危險(xiǎn)的。由于浮漿或松散層不密實(shí),與下部正?；炷琉そY(jié)不良,會(huì)形成一個(gè)不連續(xù)的界面。敲擊樁頭產(chǎn)生的應(yīng)力波在這一界面上多次反射,影響應(yīng)力波向下傳播,這種雜波幅值大,與正常信號(hào)疊加后,會(huì)掩蓋樁下部的信息,尤其是安裝傳感器和敲擊的部位。對(duì)于安裝傳感器的檢測面和激振點(diǎn)的敲擊面要堅(jiān)實(shí)平整,并基本與樁身軸線垂直,使激勵(lì)點(diǎn)和信號(hào)接收點(diǎn)直接處于混凝土母體上,同時(shí)樁頭應(yīng)充分地清掃干凈并吸干漬水,必要時(shí)用手提砂輪機(jī)打磨平整,以利于傳感器的安裝。

(二)傳感器的選擇與安裝

目前國內(nèi)常用的傳感器有兩種:速度計(jì)和加速度計(jì),使用時(shí)應(yīng)視具體情況而定。

1.通常在檢測小直徑、短樁時(shí)宜采用加速度計(jì),這樣可確保采集到淺部缺陷,減少“盲區(qū)”。而在測大直徑、長樁時(shí)采用速度計(jì),可避免因加速度計(jì)接收大能量激振信號(hào)時(shí)產(chǎn)生過載而致使信號(hào)阻塞。

2.選擇傳感器時(shí)要考慮振源的影響,在反射波法測樁中,除了高頻錘(寬脈沖)容易激發(fā)速度計(jì)的安裝諧振外,振源對(duì)速度計(jì)沒有明顯的不良影響;但對(duì)于加速度計(jì),當(dāng)量程小于509時(shí),如用高頻錘(鐵錘等),不僅可能誘發(fā)安裝諧振,而且會(huì)導(dǎo)致信號(hào)漂移,給分析帶來難度。

3.選擇傳感器時(shí)還要考慮輸出線路的影響,速度計(jì)是低阻抗輸出,自生電信號(hào),長線傳輸時(shí),除可能產(chǎn)生50Hz干擾外,并無其他不良影響。電荷輸出型加速度計(jì)是高阻抗電荷輸出,須經(jīng)過LS接頭、低噪聲電纜線、電荷放大器與儀器相聯(lián),不僅野外使用困難,而且干擾因素太多,這或許正是這類加速度計(jì)難以推廣的原因。

4.基樁檢測一般選用諧振頻率較高且阻尼大些的傳感器,對(duì)靈敏度的要求,速度型傳感器靈敏度應(yīng)大于300mv/cn/s,加速度型傳感器靈敏度應(yīng)大于100pv/g。為保證檢測數(shù)據(jù)的真實(shí)性、準(zhǔn)確性,除要配備高質(zhì)量的儀器和傳感器外,檢測時(shí)傳感器的安裝也是非常重要的環(huán)節(jié)之一。傳感器的安裝應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面:

(1)由于彈性反射波法是建立在一維縱向振動(dòng)的波動(dòng)理論的基礎(chǔ)上,傳感器的軸線與樁身的縱軸線是否平行是至關(guān)重要的,否則,入射波與反射波將產(chǎn)生夾角(相位角),二維效應(yīng)將難以克服。因此,在傳感器安裝時(shí),應(yīng)必須確保傳感器的軸線與樁身的縱軸線平行(或確保傳感器的軸線與樁頭平面垂直)。

(2)傳感器的安裝可采用膠粘貼、石膏粘貼、薄蠟或潤滑脂粘貼和橡皮泥粘貼、我公司采用白色黏土等方法與樁黏貼。下面介紹幾種較常用的耦合劑:黏性好的黃油或凡士林,經(jīng)濟(jì)實(shí)用,但黃油較臟,凡士林較干凈,這種黏合劑需要較平整的粘貼面;黏性好彈性差的橡皮泥;干凈方便的牙膏;用口加工好的口香糖;白色黏土用行星適量的水溶解,其黏性較好且顆粒較細(xì),能保證傳感器與粘貼界面的充分接觸,手臟后易于清洗,缺點(diǎn)是易干燥,因此在使用時(shí)需保證白色黏土的濕度。不論采用何種方式粘貼,都必須保證傳感器與樁頂之間有一個(gè)良好的黏合效果。在保證黏接效果的前提下,盡可能減少傳感器和樁頂之間的粘貼材料厚度,并在黏接物材料完全固化后進(jìn)行檢測。學(xué)者們通過在振動(dòng)臺(tái)上檢測不同條件下動(dòng)圈式速度計(jì)的安裝諧振頻率,通過改變橡皮泥厚度,發(fā)現(xiàn)過厚的黏合劑會(huì)降低傳感器的安裝諧振頻率,這點(diǎn)在實(shí)際檢測中如不注意會(huì)經(jīng)常遇到,有時(shí)由于過厚的黏合劑,所采集到的曲線會(huì)無法正確分析,嚴(yán)重時(shí)會(huì)把完整樁判成斷樁。安裝諧振振蕩屬不良干擾,提高安裝諧振頻率或采用低頻激發(fā),加大激勵(lì)信號(hào)的脈沖寬度(樁頭加墊)均是非常行之有效的干擾消去法。另外,加速度計(jì)的諧振振蕩一般在積分成速度后會(huì)大為削弱,即便稍有剩余,亦可利用數(shù)字平滑或?qū)掝l帶數(shù)字濾波予以解決;而速度計(jì),更為有效的方法便是調(diào)整儀器的模擬濾波設(shè)置或采用數(shù)字濾波處理。一般認(rèn)為傳感器越輕、越貼近被測物、與被測物之間的接觸剛度越大,傳遞特性就越好,測試信號(hào)也越接近被測物表面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)。

(3)為排除檢測過程中面波、直達(dá)波及其他干擾波對(duì)有效反射縱波的干擾,傳感器應(yīng)安裝在基樁平面中心位置,在樁中心距(或樁半徑)的2/3處錘擊激發(fā),基樁較大時(shí),可繞基樁半徑1/2范圍處不同點(diǎn)激發(fā)。傳感器是否安裝好,可用手指輕彈傳感器側(cè)面,若傳感器紋絲不動(dòng)則說明已經(jīng)安裝好。

綜上所述在實(shí)測過程中應(yīng)在詳細(xì)了解施工情況和當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)技術(shù)資料等后,再選定合理的傳感器、激振器和激振方式等進(jìn)行檢測,在測試過程中,對(duì)懷疑有缺陷尤其是嚴(yán)重缺陷的基樁應(yīng)謹(jǐn)慎檢測。對(duì)信號(hào)進(jìn)行合理的技術(shù)處理,去偽存真,然后運(yùn)用科學(xué)的理論,結(jié)合豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析判斷,才能得出與實(shí)際相符的檢測結(jié)果。此外在整個(gè)檢測過程中人為因素的影響也非常大,所以檢測人員一定要有責(zé)任心。

三、結(jié)語

通過對(duì)基樁完整性檢測過程相關(guān)因素的分析, 應(yīng)對(duì)檢測的每一個(gè)環(huán)節(jié)加以嚴(yán)格的控制, 以確保基樁檢測結(jié)果的真實(shí)可靠性, 最終達(dá)到保證工程質(zhì)量的目的。

參考文獻(xiàn)

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[4]吳曾慶.樁基完整性檢測.探礦工程,1999,(2).

作者簡介:李劍(1969- ),男,供職于廣西建工集團(tuán)第一建筑工程有限公司,研究方向:建材檢驗(yàn),工程檢測。