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    淺談建筑基樁的完整性檢測
     
     

    重慶建筑檢測淺談建筑基樁的完整性檢測:

    引言:隨著我國國民經濟與工程建設的快速發展,基樁檢測作為隱蔽工程驗收的重要環節,對保證整個工程建設的安全穩定起著十分重要的作用。在各種檢測方法中,反射波法目前應用最廣泛、使用最便捷,理論與實踐發展也比較成熟,有比較先進的儀器設備及應用分析軟件。但是總體而言,基樁檢測技術在我國的應用發展時間不長,許多測試方法不僅理論上不夠完善,實際應用中也存在一些問題。反射波法是低應變測定混凝土樁樁身完整性的一種檢測方法,其經過多年的研究、應用及發展,該項技術已經逐漸走向成熟,事實證明它是一種準確可靠、經濟快捷的檢測手段。近年來,隨著深層攪拌樁在軟土地區的廣泛應用,工程上迫切需要一種能夠對此攪拌樁樁身質量進行快速有效地分析與評估的檢測手段。但是長期以來,對攪拌樁樁身質量的檢測往往只能依賴于鉆孔取芯或開挖取樣等方法,這些方法盡管直接可靠,但由于其時間長、成本高,所以很難對大批量的攪拌樁進行綜合質量評估,其結果也就難免以偏概全。
    1、 反射波法的理論基礎與可行性分析
    1.1基本原理
    基樁低應變動力檢測反射波法的基本原理是在樁身頂部進行豎向激振,彈性波沿著樁身向下傳播,當樁身存在明顯波阻抗差異的界面(如樁底、斷樁和嚴重離析等部位)或樁身截面面積變化(如縮徑或擴徑)部位,將產生反射波。經接受放大、濾波和數據處理,可識別來自樁身不同部位的反射信息,據此計算樁身波速,以判斷樁身完整性及估計混凝土強度等級。還可根據視波速和樁底反射波到達時間對樁的實際長度加以核對。
    1.2 低應變反射波法檢測樁體完整性的可在性分析
    反射波法是建立在一維波動理論的基礎上的。假設樁為質地均勻、各向同性的一維線彈性體(樁的長度遠大于直徑,且入射波波長 大于樁的直徑),當用手錘在樁頂敲擊時,產生的應力波在樁身傳播滿足一維波動方程,對于水泥攪拌樁的假設設定如下:水泥攪拌樁是否可視為一維桿件。水泥攪拌樁樁身材料是否可視為彈性材料。水泥攪拌樁樁身波阻抗是否可以被識別。從目前工程上的應用來看,水泥攪拌樁樁徑多為5Ocm,樁長多為8m以上,長徑比一般在1 6以上,符合樁長遠大干樁徑的理論條件,樁體可視為一維桿件。水泥攪拌樁是由水泥就地與地基土充分攪拌硬化而成,水泥土在受力初期,應力與應變關系基本上符合虎克定律?梢暈閺椥圆牧。與混凝土灌注樁相比,盡管水泥攪拌樁樁身波阻抗明顯要小,但目前大量的工程試驗資料證明,水泥攪拌樁樁身抗壓強度可達1.2MPa以上(425#水泥,噴灰量50kg/m,齡期90d),其抗壓強度遠大干樁周土強度,基本符合一維波動方程的理論假設。對實際工程樁的檢測也表明,一維壓縮波在水泥攪拌樁樁身以內的入射、透射、反射特征清晰;谝陨戏治,反射波法檢測水泥攪拌樁的樁身質量是可行的。從該種方法的實際應用與可靠性分析來看。與檢測混凝土灌注樁相比,反射波法檢測水泥攪拌樁有著其自身的特殊性。首先是檢測時確定檢測齡期的問題。統計資料表明,到28d齡期時,水泥土的強度為設計強度的60%左右,到90d齡期時才能達到設計要求。從檢測效果的角度出發,齡期越長,強度越高,檢測效果越好。如果過早地進行檢測,水泥土尚未完全硬化,水泥土的波阻抗與樁周土的波阻抗較為接近,則不滿足一維波動方程的理論假設;蛴捎阪R擊時,因為樁身整體強度不高,形成波形的低頻震蕩,導致無法進行有效的分析與判斷。因此建議水泥攪拌樁最佳的檢測齡期為28d以后。其次由于水泥土無粗骨料,彈性波在水泥土內部傳遞時,介質散射引起的衰減較小,而介質吸收產生的衰減較大。為了取得良好的檢測效果,應盡可能破除樁頂松散層,打磨各測點,并選擇合適的振源,一般尼龍錘具有較好的指向性和穿透力。為減少彈性波的損失,應采用如黃油、凡士林一類的膠狀或漿狀物質作耦合劑。最后,選擇合理的波速成為一次成功檢測的關鍵,反射波測出的實際有效樁長:L=tc/2式中:t為彈性波由樁頂傳至樁底,經反射后傳至樁頂的時間(由儀器測定);C為彈性波在樁身內傳播的波速,m/s。因此,波速的選擇直接影響到實測樁長與缺陷位置判斷的準確性。波速選擇的越合理,越具代表性,實測樁長的誤差就越小,反射波法檢測的可靠性就越高。經過大量的實踐證明,只要選擇合理,處理得當,在滿足一定的條件下,完全可以利用反射波法檢測水泥攪拌樁的樁身完整性。
    2 、反射波法檢測水泥攪拌樁不確定因素與局限性
    盡管反射波法檢測水泥攪拌樁有著快速、可靠等諸多優點,但仍有其一定的局限性。
    首先,經驗波速隨著齡期、強度、水泥含量、土樣含水量變化存在著明顯的不確定性,造成經驗波速范圍波動過大,直接造成檢測結果誤差增大。而為取得有代表性的經驗波速,在工程樁同期打試樁,既不太可能也不太實際。所以這還得通過今后不斷的積累和完善,建立起一套完整的經驗波速與各影響因素的相關數據庫,才能真正使反射波法檢測水泥攪拌樁走向應用。其次,反射波法應用的對象應是一彈性的均勻體,而目前落后的施工工藝造成的樁身不均勻性,也制約著反射波法檢測水泥攪拌樁的應用。有時因攪拌不充分造成的水泥層狀、片狀分布將會令反射波法很難甚至無法分析。
    3、 反射波法檢測水泥攪拌的檢測步驟在檢測中使用PIT—V型基樁動測儀,該儀器采用的加速度型傳感器,橫向靈敏度低,只有錘擊到一個有效脈沖時,傳感器才會記錄一個信號,數據傳輸到現場接收計算機進行儲存。錘擊力量太大或太小都不產生能被記錄的脈沖。激振產生的波動模式單一,只含縱波,可以得到清晰的底部反射。具體的檢測步驟如下:清理平整樁頭;調試儀器,選擇適當參數;將加速度傳感器垂直安放在樁頭的平整部位,用小棰在樁頭選擇適當的能量激振;選取較為理想的波形曲線并存儲;將數據傳輸至計算機,對記錄曲線進行分析、計算,并評價樁身質量。
    4、 結語
    總之,應用基樁低應變動力檢測法檢測樁基礎的成樁質量簡便、快捷可以在較短的時間內完成大量而且復雜的的工作,是微波電子檢測技術與電子計算機技術在土建工程實際應用取得良好效果的又一典
    范。值得在日后工程大力推廣應用。同時,反射波法檢測水泥攪拌樁的樁身質量目前還處于探索、發展階段。反射波法在一定條件下可以對水泥攪拌樁的質量進行檢測,但還需綜合采用其它一些方法如取芯,載荷試驗等對樁身進行綜合評價。


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