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(山西交設巖土工程有限公司，山西 太原 030006)

引言

基樁低應變檢測方法中用于檢測樁身完整性的方法有反射波法、機械阻抗法、水電效應法，目前普遍采用的是反射波法，其基本原理是在受檢樁樁頂施加一個豎向的激振力，彈性波沿著樁身向下傳播，如果樁身某處材質(zhì)存在明顯差異的界面或樁身的截面積發(fā)生了變化(如擴徑、縮徑)，會產(chǎn)生一個反射波，后經(jīng)儀器的接收、放大和濾波處理等，就能識別樁身不同部位的反射信息，然后通過對這些反射信息進行分析、計算，來判斷樁身混凝土的完整性以及缺陷的位置及程度。低應變反射波法檢測樁身完整性已經(jīng)過多年的研究和應用，加之該方法操作簡單、檢測效率高，在工程基樁檢測中得到了廣泛應用，為樁基工程質(zhì)量提供了重要保障。目前，常用的是中科院武漢巖土力學研究所中科智創(chuàng)巖土技術(shù)有限公司生產(chǎn)的RSM-PRT(T)基樁低應變動測儀，我們在檢測過程中采集到過各種各樣的數(shù)據(jù)，通過不斷地總結(jié)和學習積累了一定的經(jīng)驗，以下就檢測過程中對數(shù)據(jù)的一些主要影響因素進行探討。

1 樁頭處理

在使用低應變反射波法檢測混凝土灌注樁的過程中，樁頭混凝土的處理對檢測數(shù)據(jù)有很大影響。根據(jù)規(guī)范要求，應鑿掉樁頭松動的浮漿或松散、破損部分，直至露出堅硬的新鮮混凝土表面，敲擊點與傳感器安裝點打磨平整，樁頭干燥，并且斷開樁與墊層的連接。其中經(jīng)常遇到的是樁頭松散，從動測曲線上得到的是一組毫無規(guī)則的、失真的曲線(如圖1所示)，其實在檢測過程中根據(jù)錘擊的響聲就基本可以判斷樁頭的情況。此外，對于混凝土灌注樁，尤其是水下灌注的長樁，樁頭浮漿一般較厚，這時如果樁頭的浮漿未被鑿掉，對所得檢測曲線會有很大的影響，主要因為表面的浮漿對應力波的吸收較大，致使傳到樁身的應力波能量衰減，當樁身有缺陷時，缺陷位置的反射波變得很小甚至完全測不到缺陷反射波，從而影響到對樁身完整性的判定。

圖1 基樁動測實測波形

2 傳感器的安裝

(1)在低應變反射波法檢測樁身完整性的過程中，傳感器的安裝對采集的信號影響較大。首先，傳感器的安裝位置應選擇在樁面新鮮、密實的混凝土處，并磨成大小合適的平面，平面應與樁身軸線基本垂直；其次，在現(xiàn)場檢測過程中要檢查傳感器的安裝是否與樁面完全耦合，是否與樁身軸線平行以及安裝的位置是否避開了鋼筋籠的主筋(其目的是減少主筋對檢測信號的干擾)。另外，經(jīng)常有檢測人員為了測試簡便，會少用耦合劑或不用耦合劑，最后導致測試信號振蕩很明顯，不利于對基樁的分析判斷(見圖2)。

圖2 傳感器與樁面耦合情況實測波形

(2)根據(jù)受檢樁樁徑適當增加測點(傳感器安裝位置)，并沿樁圓周均勻分布。若受檢樁樁身局部存在缺陷，各測點(傳感器安裝位置)所測試的波形曲線會不盡相同，此時也應增加測點，反復檢測，以獲得較多的實測曲線，便于對缺陷的位置及程度進行定性、定量的分析和判定。

總之，在測試過程中傳感器的安裝是否合格、規(guī)范對測試結(jié)果會有很大影響，此項工作非常重要，必須嚴格按照規(guī)范要求操作，以獲得較準確的第一手數(shù)據(jù)，在判定樁身完整性時才不會出現(xiàn)漏判、誤判的情況。

3 激振點及錘擊振源

3.1 激振點

激振信號的強弱對采用低應變反射波法測試時的信號采集同樣影響很大，激振點位置應選擇在樁的中心，對于實心樁的測試，錘擊要垂直于樁面，以減少敲擊時的水平分量，錘擊點應平整，錘擊干脆，形成單擾動。

3.2 錘擊振源

在實際檢測過程中遇到的樁長不盡相同，對于低應變反射波檢測法來講，既要測到基樁的完整的信號，還要能對信號中懷疑有缺陷的位置進行識別、分析，所以選擇一款合適的錘擊振源就顯得尤為重要。

瞬態(tài)激振通過改變錘的質(zhì)量及錘頭材料，可以改變沖擊入射波的脈沖寬度及頻率成分，如圖3所示。

圖3 錘頭材質(zhì)實測波形對比

錘頭質(zhì)量較大或剛度較小時，入射波脈沖較寬，以低頻成分為主，當錘擊力大小相同時，其能量較大，應力波衰減較慢，適合獲得長樁樁底信號或?qū)ο虏咳毕莸淖R別。錘頭較輕或剛度較大時，入射波脈沖較窄，含高頻成分多，較適宜對樁身淺部缺陷的識別及定位。錘擊振源適應情況對比見表1。

表1 錘擊振源適應情況對比

采用低應變反射波法測樁時，應多準備幾種材質(zhì)、質(zhì)量的錘頭，不能一成不變地使用一種錘頭，根據(jù)對樁的不同檢測目的而選用不同的錘擊振源。在同一工地中基樁施工工藝、混凝土配合比、地質(zhì)條件基本相同，在開始測樁時應隨機抽取部分基樁進行試敲，以確定合適的錘擊振源，這對以后的檢測工作能起到事半功倍的效果。

4 關(guān)于波速與樁身混凝土強度的關(guān)系

采用低應變反射波法檢測樁身完整性，樁身的混凝土波速是一個重要的判斷依據(jù)。反射波法檢測基樁時，一般會由監(jiān)理或施工單位提供樁身混凝土的設計強度和施工樁長，根據(jù)波速與混凝土強度正相關(guān)的關(guān)系，混凝土強度越高，波速越大，但往往實測波速與理論上的波速會有較大差別，不能依據(jù)波速來評定混凝土的強度等級，波速只是一個相對參考值，對于樁身完整性的判定不能說明實質(zhì)問題。波速會隨許多因素的變化而變化，如樁身幾何尺寸的變化、樁周土體阻力的影響、樁身混凝土配合比、養(yǎng)護方式及成樁工藝等。由縱波在樁身混凝土中的傳播速度公式可知，計算的波速是否準確與實測波形曲線中樁底信號能否正確判斷、能否正確讀取樁底反射波的到達時間以及現(xiàn)場提供的施工樁長的準確性有很大關(guān)系。

5 結(jié)語

近年來，隨著國家基礎設施建設項目的開展，相應地基樁檢測任務也隨之增加。在這幾年的實際檢測工作中，我們深刻認識到檢測經(jīng)驗對于低應變反射波法測樁的重要性，一線檢測人員應對檢測過程中的每個步驟進行嚴格控制，盡可能保證得到能反映樁身真實情況的實測信號，第一手數(shù)據(jù)才是判斷樁身質(zhì)量的關(guān)鍵，只有這樣，最終的數(shù)據(jù)才能對樁身的完整性進行定性與定量判定。

參考文獻：

[1]JGJ106—2003，建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[2]JTG/TF81-01—2004，公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2005.