桩身完整性检测

桩身完整性检测（共4篇）

桩身完整性检测 篇1

近年来随着我国建筑工程建设事业整体的蓬勃发展, 在这一过程中桩基础也开始得到了广泛采用, 并且已经开始成为我国建筑工程建设过程中最为重要的一种基础形式。由于桩基工程的造价在建筑工程中通常占有很大的份额, 并且其质量通常也会也直接关系到整个工程的安危。因此在这一前提下对超声波透射法检测桩身完整性解析就具有极为重要的经济意义和现实意义。

1 超声波透射法简析

对超声波透射法进行分析是一项系统性的工作, 其主要内容包括了技术原理、使用设备、常用参数等内容的分析。以下从几个方面出发, 对超声波透射法进行了简析。

1.1 技术原理

众所周知建筑工程的桩基础通常处于地下位置或者水下位置, 大多数属于隐蔽性较强的工程, 并且其具有工序繁杂、技术要求高、施工难度大等工程特点, 在这些特点的影响下导致了其很容易出现质量问题。因此可见对于桩基础工程质量检测的研究非常重要。而声波可以根据其自身波动频率的将其分为次声波、可闻声波、超声波特超声波等不同的声波种类, 而人能够听到的声波频率范围通常是20~20000Hz, 这一区间内的声波通常也被称为可闻声波, 但是当声波的频率超过20000Hz时, 人的耳朵无法听到这些声波, 这种声波就被称之为超声波。另外, 如果声波在物体中传播时当物体中各质点均进行连续不歇的振动时, 这种波就会被称之为连续波, 这一连续波就是建筑过程中混凝土检测中常用的脉冲波。

1.2 使用设备

在超声波透析法的应用过程中, 超声波检测往往需要能够解决声能和电能相互转换的问题, 因此这意味着通常会需要使用声波换能器来解决这一问题。除此之外, 工作人员在使用换能器时通常会需要对换能器进行有效的祸合, 而祸合的主要目的是在于尽可能的让更多的声波能量能够迅速的进入被测介质中, 并且在另一方面能够促使经介质传播后的声波信号最大限度的被测试系统迅速接收, 从而在此基础上提升测试系统的工作效率和工作精度。需要注意的是, 在超声波透析法的应用过程中U52OA自动测桩系统和U520型超声仪都是得到广泛应用的设备, 这些设备的应用能够有效提升自动系统的运行效率, 并且能够使用自动提升系统的机械滑轮装置, 从而能够十分轻松地移动并且定位声测管内存在的换能器。

1.3 常用参数

在超声波透析法的应用过程中通常会需要不同参数的支持, 例如在建筑工程中常用的混凝土质量检测中, 较为常用的超声波学参数主要包括了波速、波幅、频率、波形等内容。除此之外, 在混凝土桩的完整性测试过程中其波速与其弹性的性质通常是与其混凝土的内部结构有关, 而波幅则往往表示声波在穿过混凝土后的能量衰减程度, 这一指标的强弱通常会与混凝土桩的薪塑性有关, 即其对于缺陷区的反应比声时更为敏感。而接收波的主频率其本质是介质衰减作用中的一个表面参数, 即当其遇到桩身的缺陷时会出现较为严重的衰减, 而接收波形这一参数可以根据波形的畸变程度来作为判断缺陷的重要参考依据。

2 超声波透射法检测桩身完整性

超声波透射法检测桩身完整性需要许多步骤的有效支持, 这主要包括了建立关系曲线、检测数据整理、完整性计算等内容。以下从几个方面出发, 对超声波透射法检测桩身完整性进行了分析。

2.1 建立关系曲线

建立关系曲线是使用超声波透射法检测桩身完整性的第一步。通常来说桩基础和桩身通常会处于地下或者是水下, 因此导致了其施工程序繁琐并且技术要求较高, 因此在对其使用超声波透析法时需要首先建立相应的关系曲线来对比规范并且在已有判据的基础上对桩身的质量进行有效的判定。根据模糊数学中的相关理论, 在桩身的质量评价中, 其混凝土的整体强度与超声波的波速之间通常会存在着一定的相关性, 究其原因可以发现是因为混凝土的强度与弹性模量之间具有一定程度的相关性, 即弹性模量越高时混凝土桩身的完整性往往也就越高, 即通过这种相关性我们可以推导出其中的关系曲线。

2.2 检测数据整理

在建立完关系曲线后工作人员应当注重对之前获得的检测数据进行整理, 从而能够更好地将其带入关系曲线中。通常来说建筑工程的检测数据中, 灌注桩各根声测管之间的实测值在大多数情况下一般分布在400~1100mm之间。除此之外, 在桩身混凝土达到30天的龄期之后, 工作人员应当在尽可能达到同一工作状态进行测试的要求下来测试同一剖面中的多点, 对这些点尽可能的取离散性较小的数据的均值进行分析, 从而能够更好地找出在不同管距下不同的波速和波幅的具体变化规律。举例来说, 以380mm混凝土桩的超声波透射法检测结果中波速和波幅和波形的检测数据与参数通常会采用模糊的综合判定方法来进行综合判定, 从而能够对桩身的完整性和整体质量以及强度进行更加有效的检测, 并且确保检测结果的精确性与正确性。

2.3 完整性计算

在检测数据整理完毕后, 在通常情况下工作人员需要对数据进行完整性的计算。在计算的过程中需要注意由随机分布引起的计算误差。根据模糊数学中的相关理论, 可以证实混凝土桩身的完整性超声波检测的质量波动是符合正态分布的。在这一过程中需要注意的是, 虽然超声波的波速和混凝土桩身的强度之间具有一定程度的相关性, 但是能够直接影响到波速的因素还有很多, 因此在完整性计算的过程中可以发现其计算结果并不会完全的符合模糊数学中的正态分布。因此在这一前提下应当对桩身强度可靠度的计算, 在计算方法上可以采用一次二阶矩法来进行完整性计算结果的验算, 从而促进超声波透射法检测桩身完整性计算整体水平的有效提升。

3 结束语

随着我国建筑工程整体水平的持续提升和超声波透射法理论基础的持续完善, 在许多建筑工程中超声波透析法都得到了越来越广泛的应用。因此工作人员应当对超声波透析法有着清晰的了解, 从而在此基础上对于其在桩身完整性检测中的合理运用有着更大的帮助。

参考文献

[1]陈奕柏.超声波法在基桩反射波检测中的应用[J].暨南大学学报, 2005, 26 (0l) :127-129

[2]朱理生.超声波法检测灌注桩缺陷的探讨[J].交通科技, 2004, 203 (02) :12-14

桩身完整性检测 篇2

20世纪80年代以来, 我国基桩检测技术得到了迅猛的发展, 尤其是基桩动测技术有着全新的改变。这使的我们检测人员的技术能力和检测经验有着更高的要求。既需要有岩土工程、桩基设计理论、桩基施工技术等方面的知识, 也要有土 (动) 力学、波动和振动理论、计算机应用技术等多门理论与技术, 既要掌握检测技术和熟练操作仪器设备的能力, 也要善于对数据进行综合的有效评价。还有, 在检测前期, 必须考虑到检测参数和方法的有效统一和建筑工程的成本、进度的控制。目前, 我国对于桩基检测主要包括基桩桩身质量检测 (包括桩身强度检测和桩身完整性检测) 和基桩承载力检测。而桩身质量检测我国规范认可的主要方法有四种, 分别为低应变检测法、高应变检测法、声波透射检测法及钻芯检测法。

1 分析基桩完整性检测方法的优劣及选用

1.1 低应变检测法

技术原理是当桩长L远大于桩径D (L>D) 时, 可称为一维弹性杆件。当在桩顶施加一激振源, 产生的压缩波将沿桩体向下传播, 其传播特性与桩身材质、桩体长度、桩身截面及桩端、桩周土有直接关系。在桩顶设置一速度 (或加速度) 型传感器与检测仪器相连接。当振动波沿桩体向下传播时, 遇到介质密度波速及桩径发生变化, 形成波阴抗界面, 弹性波将向上反射并到达桩顶。传感器将反射信号送入测试仪器即可记录到一条完整的振动波形时域曲线。从仪器上读出波的双程旅行时间T, 根据桩长L可计算波在桩身中传播的速度V。

若桩身有缺陷存在时, 可根据波形的形态、相位、振幅及频率来判断其性质, 并可读出双程旅行时间△T, 用波速可反求出其深度位置△L。

上述计算是通过向计算机程序输入有关参数自动完成的。

在低应变检测过程中发现, 完整桩的曲线可从四个方面确定:第一, 曲线光滑无毛刺;第二, 曲线最终回归基线;第三, 曲线实际反应的情况与设计参数相吻合;第四, 多次锤击后, 曲线的重复性好。

用低应变检测基桩的主要优点是, 检测仪器体积小, 携带方便, 检测时间快, 造价在四种检测方法中最低, 不会对基桩产生破坏, 缺点是对缺陷程度不好确定, 需要采用其它检测方法进行验证。

1.2 高应变法

高应变动力基桩检测时, 将2只加速度传感器对称安装在距桩顶1.0 m的桩侧表面, 另2只加速度传感器对称安装在锤两侧。吊起重锤, 自由落下, 锤击桩顶的中心, 冲击产生的力, 沿桩身传递应力波, 安置在桩侧的传感器采集到来自桩身不同部位的加速度信号与力的信号, 通过桩基动测系统的收集、放大和A/D转换, 转变成数字信号, 后传给计算机, 再经过分析软件的处理之后存入磁盘。室内分析时, 将现场采集的数据回放, 通过波动拟合程序进行实测曲线拟合, 判定地基土处于天然状态下的单桩竖向抗压极限承载力。波动拟合程序的基本理论依据是一维波动理论, 将桩视为均质弹性杆件, 若忽略去基桩的桩身粘结性, 则可建立一维波动方程。利用实测信号进行多次拟合与计算来估算基桩的桩侧和桩端土的阻力分布情况, 拟合静载试验的Q-s曲线。在高应变检测过程中发现, 承载力确定主要以静参数加动参数, 所以在动参数测定时要保证锤重、落距、仪器的安置情况与实际采集的数据是否相符外, 还应确定静参数的设定和取值, 最好以该场地相应的静载荷检测数据为准, 没有此类数据时, 需参照类似的静载荷数据, 才能保证高应变的检测结果。用高应变检测基桩的主要优点是, 缺陷的位置较为准确, 能对承载力进行评价, 检测时间短, 不会对基桩产生破坏;缺点是造价与钻芯的价格基本一致, 缺陷程度不好确定, 需要通过其他检测手段进行验证。

1.3 声波透射法

声波透射法的检测原理是将超声脉冲发射换能器与接收换能器放置于预埋声测管中, 管中注满清水。通过仪器发出一系列电压脉冲, 经发射换能器转换为超声脉冲, 该脉冲被接收换能器接收并转换成电信号, 由超声仪器对信号进行综合分析处理, 即可对桩身混凝土的完整性、缺陷的范围、位置和程度, 以及桩身混凝土整体均匀性等做出准确判断。声测管的埋设是根据桩径大小, 在桩身内预埋2~4根声测管。声测管内径要大于换能器外径;声测管要有足够的径向刚度、下端封闭、上端加盖、管内无异物;连接处应光顺过渡, 管口高出混凝土顶面100mm以上;浇筑混凝土前应将声测管有效固定。声波透射检测时, 检查声测管是否通顺, 并在管内注满清水, 每两根声测管编为一组。发射和接收声波换能器分别放置到声测管内的相同高度, 由下向上等高同步提升。提升间距不大于100 mm。提升过程中, 应校核换能器的深度和校正换能器的高差, 并确保测试波形的稳定性, 提升速度不宜大于0.5 m/s。实时显示、记录每条声测线的信号时程曲线, 并读取首波声时、幅值。声测线的间距, 仪器设置参数在同一检测剖面上应保持不变。声波透射法数据分析时按照规范要求, 绘制声速-深度曲线和波幅-深度曲线, 计算声速异常判断临界值和幅度异常判断临界值。在声波透射检测过程中发现, 曲线有问题时, 不能完全确定该基桩存在问题:需要重新测量管距再次测量, 观察两次采集的数据是否一致;采用斜侧的方法对缺陷位置再次进行检测。最终确定基桩缺陷的位置, 并通过低应变方法和钻心法进一步确定基桩的缺陷程度。用声波透射检测基桩的主要优点是, 缺陷的位置比较准确, 造价适中, 时间比钻芯要短;缺点是缺陷程度不好确定, 要靠其它辅助方法进行确定。

1.4 钻心法

钻芯法是一种科学、直观、实用的检测方法, 是验证检测桩身完整性的方法之一, 通过钻芯法可以对基桩的整体情况进行确定, 检查混凝土有无气孔、松散、断桩或桩底沉渣厚度等, 也能对芯样进行抗压强度试验, 确定桩身强度。但钻芯时成孔的垂直度很难控制, 对于受检桩的桩长较长时, 钻芯就很容易偏离桩身, 故规范要求受检桩的桩径不宜小于800mm, 长径比不宜大于30 m。在钻心检测过程中发现, 在钻取芯样时, 第一, 需保证速率均匀且不能过快;第二, 芯样位置位置的选取也很重要;第三, 根据基桩强度的不同应选取不同的设备。用钻心检测基桩的主要优点是, 检测的结果比较直接, 缺陷的位置与程度容易确定;缺点是对基桩会产生局部破坏, 且造价高, 时间长。

总之, 四种基桩完整性检测方法各有所长。所以, 桩基工程的合理检测方法如下:对于直径大于800 mm, 并已埋置声测管的基桩, 建议用声波透射法检测;对于直径小于800 mm, 建议用低应变法检测;对于有承载力要求的用高应变法检测;对于有检测中有疑问的基桩用钻心法检测。

2 结语

总之, 基桩检测方法都有其优缺点, 只有根据实际情况与要求, 选用不同的检测方法, 相互配合和补充, 使其在基桩检测中发挥不同的作用, 才能做出准确、可靠的判定。而促进基桩检测技术的进步, 提高检测人员自身的工作水平, 对我们从事岩土工程检测的人员来说非常重要。也只有这样, 才能为检测质量的提高做有力保障, 这样才能满足和适应检测市场的需要。

参考文献

[1]JGJ106-2014.建筑基桩检测技术规范[S].

桩身完整性检测 篇3

关键词：低应变反射波法,检测,桩身,缺陷

0 引言

预应力高强度混凝土管桩代号为PHC(简称PHC管桩)和人工挖孔桩,因施工工艺简单、质量可靠、单桩承载力高等优点,目前在建筑工程上应用比较广泛。对桩身完整性的检测,目前较为快速有效的首选方法是低应变反射波法,此方法因理论上的局限性,在实际应用中有时会得出与实际不相符的结果,本文通过工程检测实例对浅部虚假缺陷现象进行了初步分析,以期在实际工作中得以提高认识。

1 检测原理和方法

基桩反射波法检测桩身结构完整性的基本原理是:通过在桩顶施加激振信号产生应力波,该应力波沿桩身传播过程中,遇到波阻抗变化界面(如桩身裂缝、桩身断裂、接桩处焊接不良、混凝土低强度区等桩身缺陷形式)和桩底面时,将产生反射波,通过分析反射波的到时、幅值和波形特征,就能判断桩的完整性。

假设桩为一维线性弹性杆,其长度为L,横截面积为A,弹性模量为E,质量密度为ρ,弹性波速为$c(c=\sqrt{\frac{E}{\rho }})$,广义波阻抗为Z=Acρ,土阻力为R,根据相关理论推导可得桩的一维波动方程:

$\frac{\partial {}^{2}u}{\partial t{}^2}=c{}^2\frac{\partial {}^{2}u}{\partial x{}^2}-\frac{R}{\rho A}$ (1)

假设桩身中某处波阻抗发生变化,当应力波Vi从介质Ⅰ(Z1=A1c1ρ1)进入介质Ⅱ(Z2=A2c2ρ2)时,将产生反射波Vr和透射波Vt。

它们与波阻抗的关系为:

Vr=Vi×(Z1-Z2)/(Z1+Z2) (2)

Vt=2Vi×Z1/(Z1+Z2) (3)

在低应变反射波法检测桩身完整性检测中,通常只考虑速度量。下面分两种情况讨论:

1)当桩底与持力层胶结良好,波阻抗近似不变时(Z1≈Z2),由式(2)和式(3)可知,应力波在桩底几乎全透射入持力层,基本无反射信号,一般看不到桩底反射(先决条件是激振的能量充分影响到桩底情况下)。

2)当界面上应力波从高阻抗进入低阻抗时(Z1>Z2),桩长较短或者如桩端上浮、桩身裂缝、桩身断裂、接桩处焊接不良等缺陷时,由式(2)可知,Vr和Vt符号一致,在时程曲线上反射波与入射波同相。

根据桩身缺陷反射波的幅值定性确定桩身缺陷的严重程度;根据反射波的到时Δtx由下式确定桩身缺陷位置:Lx=c×Δtx/2。

在桩顶用激振装置产生应力波,该应力波沿桩身传播过程中,在桩身不连续界面(如蜂窝、离析、缩颈、夹泥、裂缝等)和桩底面将分别产生反射波,其反射波由安装在桩顶面的接收传感器接收,并由检测仪存储。通过专用软件分析各反射波的到达时间、波幅和波形特征,以判断桩身完整性。

2 工程实例

深圳市宝安中心区某房地产二期工程,其中多层建筑为15栋,建筑设计为框架结构,采用PHC管桩,桩径为300,单桩容许承载力设计值为800 kN,桩身混凝土强度等级为C80,设计桩长为25 m左右,桩端持力层为强风化混合岩,根据勘察报告本场地表层土为回填土,厚度在1.5 m～8.0 m。检测采用美国PDI公司生产的PIT桩身完整性检测仪,按照相关规范对该工地抽检了700多根基桩,现场检测发现有多根桩出现了如图1所示的类似信号,图1显示,这根桩在3.0 m左右有一个与入射波同相位的峰值波,因是预应力管桩经核对非接桩处,推断应为断桩或裂缝的反映,因这两根桩桩头都位于地面,于是征得建设单位同意,这根桩机械开挖到相应位置观察缺陷,在开挖过程中发现这两根桩桩周分别在2.0 m～2.6 m左右回填水泥块和石头,桩身并没有发现缺陷,于是在桩身上部裸露情况下重新进行检测,其重测的波形表明桩身较完整(如图2所示),据此我们推断,本工程待检测的基桩如果检测面完好,再出现类似的信号,说明是桩周充填物所致,在接下来的工作中,我们又开挖了几桩类似信号的基桩,证明我们的推断是正确的。

3 浅部虚假缺陷现象探究

如上所述,在PHC管桩和人工挖孔桩检测中,测试信号经常表现为浅部有缺陷反应,经过开挖验证桩周浅部土层(充填物)对测试信号影响很大,当桩周充填物刚度与桩身材料刚度差别不是特别悬殊时,相当于桩身浅部先扩颈再缩颈,检测信号会出现有明显缺陷反应,如果对成桩工艺、地质条件等情况未进行综合分析,很容易得出与实际不相符的结论,这是由此方法的检测原理决定的:反射波法理论基础是一维线弹性杆件纵波理论,其前提是瞬态激励脉冲有效高频谐波分量的波长与实检桩的半径之比足够大(一般宜大于10),否则平截面假设不成立,即一维纵波沿杆传播的问题转化为应力波沿具有一定横向尺寸柱体传播,即三维问题。当桩身存在不止一个阻抗变化截面(包括在桩身某一范围内阻抗渐变的情况)时,由各阻抗变化截面的一次和多次反射波想到叠加,除距桩顶第一阻抗变化截面的一次反射能够辨认外,其后的反射信号可能变得十分复杂,难于分析判断[1]。

4 结语

有些所谓浅部缺陷现象,并非真正的缺陷,而是假象的缺陷,即虚拟缺陷现象的反映。在检测预应力混凝土管桩时,桩头检测面是完好的,如发现波形有明显异常,而一时又无法肯定是什么原因引起,最好对桩身浅部开挖或锯掉桩头一段,再重新进行检测,连续采集3个以上相似的波形,重新对桩身质量进行评价,以做出正确的判断。在检测人工挖孔桩时,如确认为是虚拟缺陷现象,则要打掉桩头附近护壁或重新清理好桩头,再进行检测,以便得到反映桩身结构的真实波形;不同场地出现类似的信号,要进行区别对待,在充分验证的基础上进行综合判断比较符合实际。

参考文献

[1]陈凡,徐天平.基桩质量检测技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

桩身完整性检测 篇4

关键词：低应变法,检测,桩身完整性

0 引言

近年来, 桩基础的使用得到了迅猛的发展。但是, 不同的施工水平和工艺流程都会对桩的完整性造成影响。由于桩身的完整性直接关系到整个建筑物的安全性和使用性能, 因此对桩基础的完整性检测成为了对桩基础质量评价的一项重要内容。目前, 常用的检测方法主要有:低应变法、高应变法、声波透射法和钻芯法等。低应变法是桩基础无损检测中的一种方便、快捷、省时的方法, 因此广泛的应用在工程当中。根据波形图以及反射波的位置, 将桩分为Ⅰ类桩、Ⅱ类桩、Ⅲ类桩和Ⅳ类, 具体的分类标准参见JGJ 106-2003建筑桩基础检测技术规范[1]。

1 基本原理

低应变法是一种由反射波法发展而来的一种检测方法, 它以一维线弹性杆为模型, 其基本原理是:通过在桩顶施加激振信号产生应力波脉冲, 该应力波在沿桩身的传播过程中, 阻抗发生改变时将产生反射波, 检测分析反射波的传播时间、幅值和波形特征, 进而来判断桩身的完整性。

低应变法是以一维线弹性杆为模型的, 其波动方程是:

一维波动方程是双曲型的方程, 进行如下代换, 令:

简化后得到方程 (1) 的达朗贝尔通解为:

其中, f (x-ct) 为应力波以速度c向下传播;g (x+ct) 为应力波以波速c向上传播。当桩中某处的阻抗Z2发生改变, 即应力波从一种介质 (阻抗Z1) 进入另一种介质 (阻抗Z2) 时, 将产生速度反射波和透射波。设桩身的完整性系数为β=Z2/Z1, 反射系数为α, 根据行波理论可得:

设ΔZ=Z1-Z2, Z=ρc A=EA/c (ρ为桩身材质密度, c为波速, A为桩身截面面积) 。由上述各式得出以下结论:

1) 若β=1, 即ΔZ=0, 则有反射系数=0, 说明界面阻抗没有变化, 不存在反射波。2) 若β<1, 即ΔZ>0, 则有反射系数>0, 说明界面的阻抗值减小, 出现与入射波同向的反射波。3) 若β>1, 即ΔZ<0, 则有反射系数<0, 说明界面的阻抗值变大, 出现与入射波相反的反射波。根据波形图的特征可以判断出桩身的完整性。例如对于完整桩来说, 已知桩长为L, 应力波完成一个反射周期的时间为t, 应力波波速为c, 则有:

若桩身存在缺陷, 缺陷的程度可以根据波幅的大小来确定, 缺陷的位置Lx可以根据下式确定:

常见桩截面的波形图见图1。

2 低应变法检测桩完整性时应注意的事项

低应变法是检测桩身完整性的有效方法之一, 虽简便、快捷, 但也存在一定的局限性, 主要有:土阻力的干扰、波阻抗缓慢渐变、浅部缺陷难以辨别、难以识别多缺陷桩 (波的透射能力限制) 等。此外, 应力波的衰减机理十分复杂, 并且测试时的信号又受到诸多外界因素的干扰, 因此, 测试时对一些人为因素的控制对合理的解释试验结果和对桩身完整性做出正确的评价是十分必要的。这些因素主要表现在以下几个方面:

1) 脉冲发生器的影响。混凝土的材质和混凝土的强度不同, 产生的应力波也不相同。同时, 不同的脉冲对检测对象的灵敏度也不相同。例如:低频脉冲能够有效的探测桩深部的缺陷, 相反, 高频脉冲则有利于检测桩浅部的缺陷。因此, 当检测对象为大直径桩时, 应选用能激发出高能量低频脉冲的重型脉冲发生器;为小直径桩时, 应选用能激发出低能量高频脉冲的轻型脉冲发生器。此外, 还应该结合混凝土的材质, 龄期等因素综合考虑脉冲发生器的选用。

2) 桩头的处理。桩头处理的好坏直接影响到测试信号的质量。桩头的处理应按照检测的要求, 保证桩顶表面干净、干燥无积水;另外, 在脉冲发生的部位和脉冲接收的部位也应该按要求处理平整, 否则可能造成测量信号的失真。当检测与承台或垫层相连接的桩时, 在桩与承台或者桩与垫层相接处, 阻抗一般会发生变化, 不利检测, 一般应断开二者的连接。

3) 传感器的安装、脉冲发生力度的掌握以及耦合剂的选用。传感器是检测桩身完整性最基本的器件, 其质量的好坏直接影响到检测结果的准确性, 通常选用的是频响应宽, 对联线要求低的内装式加速度传感器 (ICP) , 该传感器能很好的在恶劣工况下工作。为了获得真实的波信号, 传感器安装在桩径2/3处的平整坚实的部位。同时, 传感器的安装应与脉冲发生点保持一定的距离, 减轻过大负面反冲对浅部缺陷的掩盖。理论上传感器越轻、越贴紧桩面, 与桩面的接触刚度越大, 信号传递特性越好, 采集的信号也越接近桩面的振动情况[3]。

耦合剂应选择粘度强, 具有足够粘结强度的, 通常较好的耦合剂有:石膏、蜡烛、黄油及其他固态油、凡士林等。此外, 采集信号时, 应垂直安装传感器。

3 工程实例

大连某售楼处的挖孔灌注桩, 混凝土等级C25桩径1 000 mm, 桩长分别为7.5 m和6.5 m。

3.1 工程地质情况

(1) 杂填土:层厚3.4 m~10.10 m, 杂色, 松散~稍密状态, 主要由建筑、工业垃圾和中风化石灰岩、板岩、辉绿岩碎石、块石及粘性土组成, 硬质含量为30%~50%, 冲击钻进困难, 部分钻孔底部分布薄层淤泥质土, 该层在建筑场地内普遍分布。

(2) 强风化板岩:层厚0.40 m~11.20 m, 黄褐色, 变余结构, 板状构造, 主要矿物成分为粘土矿物、石英和长石等。岩石风化强烈, 节理裂隙发育, 岩芯呈片状、块状, 局部含有中风化板岩碎块, 干钻进尺困难。

(3) 全风化辉绿岩:层厚1.20 m~1.90 m, 黄绿色~灰绿色, 辉绿结构, 块状构造, 主要矿物成分为辉石、角闪石和石英。岩石风化剧烈, 岩芯呈土状, 干钻可进尺, 手掰即碎, 遇水软化。

(4) 强风化辉绿岩:层厚0.70 m~9.80 m, 灰绿色, 辉绿结构, 块状构造, 主要矿物成分为辉石、角闪石和石英。岩石风化强烈, 节理裂隙发育, 岩芯呈碎块状。

(5) 中风化辉绿岩:灰绿色, 辉绿结构, 块状构造, 主要矿物成分为辉石、角闪石和石英。岩石风化较强烈, 节理裂隙较发育, 岩芯呈块状、短柱状, 岩体基本质量等级为Ⅳ级。

3.2 检测结果

结合地质勘查资料综合分析, 抽检其中20根桩, 其中1号桩和8号桩的波形图如图2, 图3所示。

由波形图初步判断1号桩为Ⅰ类桩, 8号桩在5.1 m处存在缺陷, 后询问施工单位得知, 8号桩灌注时遇到降雨, 降雨过后灌注的混凝土。根据施工单位提供的情况, 初步判断8号桩可能出现夹泥, 为了确保桩的质量又补充了单桩静载实验, 在实验室荷载加至4 000 k N时 (设计特征值为2 300 k N) , 该桩发生破坏。为了查明影响该桩质量的因素, 对该桩钻芯取样, 样芯中出现夹土, 从而验证了之前的假设, 最后, 对该桩做出报废处理。

4 结语

低应变法是判断桩质量的重要途径之一, 能大致检测桩身的完整程度, 但是不能准确、全面地反映缺陷的真实情况。因此, 对低应变动测曲线的判定应结合具体的工程条件, 例如:工程地质情况、桩型、施工情况等因素。此外, 根据动测曲线判定桩身的完整性时要谨慎, 宁可不判但绝不能误判, 否则可能造成重大的工程隐患或工程事故。《建筑基桩检测技术规范》中规定:对低应变法检测中不能确定桩身完整性类别的桩或Ⅲ类桩, 可根据实际情况采取静载法、钻芯法、高应变法、开挖等适宜的方法进行检测。

在实际工程中, 为了更好地确定桩身的完整性, 应采用多种方法综合判定桩身的完整性, 必要时补充相应的实验, 以防发生工程事故, 造成不必要的损失。

参考文献

[1]JGJ 106-2003, 建筑桩基础检测技术规范[S].

[2]李海洋.低应变法在桩身完整性检测中的应用及实例分析[Z].广州建设工程质量安全检测中心有限公司, 2013.