反射波法桩基检测中砼波速异常原因浅析

1、.反射波法桩基检测中砼波速异常原因浅析工程科技反射波法桩基检测中砼波速异常原因浅析谈万洲(盐城市建设工程质量检测中心有限公司江苏盐城224000)摘要:本文通过工程实例中反射菠法检测时砼波速异常情况分析.提出反射波法检测波速异常时应加以考虑的一个主要因素.关键词:反射汶法桩基检溯没速异1前言桩基检测中,低应变动力试桩法"反射波法"是目前最普遍采用的方法之一.其理论依据充分,测试技术简单,波形判断直观,可诊断桩身断裂,砼离析,缩颈,扩径等缺陷,并能确定其所在部位,同时也能对桩长进行查核.所以反射波被广泛应用于桩基的质量普查.但桩基动测是一门新技术,知识面广,多学科交叉,涉及振

2、动,波动理论,土的力学特性,测试技术,电子计算机知识等.因此在实际测试过程中,如果不综合分析异常情况,常常会出现误判.问题是波速的确定,操作过程中确定与桩的砼强度相对应的波速显得至关重要,前人已通过大量的对比试验得到两者间的关系(见表1).表1砼强度与砼波速的关系(在空气介质中)龄期Cl5C2OC3OC407天,2170,l4天/2840,21天,2840,28天2700350042604360由于桩入土后波速会大大降低,因此2反射波检测中存在的问题又建立起适合工程使用的对应关系.(以钻2.1正常波速孔灌注桩成桩1个月左右为例):C20r对应在工程的实际检测中我们普遍遇到的的砼波速大致在320

3、03500m/s;C25f其波l1(圈二)=:哆.一一;f髓三)'嬲瑶)稿静f霸七,=卜一j爨六)斑FV一rjtI凰八鞴瓯吨B_自啦m*雄精Itt朔趣触-l薯I蕾"'孽t晒绺-It94#*?t速大致为3400-3700m/s.若超过此范围则应怀疑其有质量问题:如波速偏低可能是砼强度低,有离析等问题存在;波速偏高可能有效桩长偏短或断桩的可能(视具体情况而定).此时砼波速是一个中间值,它是桩身砼强度的反映,一般来说砼强度愈高,砼波速愈高,反之就低.2.2异常波速在多年的工程实践中,又不少例子似乎说明砼强度与砼波速间的关系超常规.如:不少钻孔灌注桩C25砼波速不但超过380

4、0m/s,甚至达到4000m/s以上,(虽然类似情况所占比例不高),但若按传统方法(现普遍采用钻芯取榉验证桩达设计桩长后提高波速),往往容易产生误判或无法判的现象,这应引起我们高度重视.3工程实例及原因分析以我市某工程为例:基础采用沉管灌注桩,设计桩径4(mm,设计桩长.l3.5m,砼强度为C20.用低应变对所有工程桩进行检测,发现桩底反射信号清晰,按3500m/s波速试算,桩长普遍偏短2.0-3.0米,平均波速需提高U4200m/s,以上桩长方可符合实际情况,这与理论不符,最后仍按3700m/s的平均拟设波速,被判桩长普遍偏短1.5m左右.典型图形(如图1).出现异常后通过向现场监理和施工单

5、位质询,他们都认为施工中钻孔深度肯定不小于设计要求,沉渣也控制在规定以内,且砼灌注浇筑正常,也就是说施工过程中无异常情况出现,实际桩长应达到设计长度,同时也排除了桩检测仪器的原因.这样就产生了一个矛盾,若按桩长13.5m反过来推算砼波速一般都在4200m/sPA上,这同砼强度与波速取值的对应关系严重不相符合.经与各方商定,最后将做静载试验用锚桩(钢筋通长且桩直径较小无法钻芯),通过用直径500mm钢套将桩连桩周土一起拔出(示如图2).通过测量:桩长达l3.5米,桩径基本符合设计要求.我们用低应变对此桩进行了全面检测:首先用低应变将桩底作为测试端连同桩钢套和桩周土进行检测(如图3).波速3700

6、m/s,桩长l3.2m.其次割断钢套管后,检测自由桩体,将桩底作为测试端检测(如图4),波速3400m/s,桩长13.5m,再通过取芯试验表明桩身砼强度并不超标,平均值接近C20,最低的只有Cl0左右.这样一个矛盾的问题出现了:如按砼强度与波速的关系选择正常波速所测桩长与实际桩长严重不符,如调整成很高的砼波速则违反砼强度与波速存在的关系(砼强度并不高)本人通过各方情况综合分析认为:低应变所测桩底反射并不是真正的桩底反射商品与质量2010年12N:FU19一书工柱科技信号,而是变截面反射信号.通过对拔出桩施工现场拔出情况说明,当钢套管向下套桩时,在距离桩底2.0m左右非常困难,经加大冲击力后迅速

7、穿透,这说明桩身在此有可能扩径.对照地质报告(见表2)由于第六层土为淤质粉砂且饱和,桩身容易形成扩径,而七层为粉砂且稍密饱和,在此层桩身不易扩径且势必将恢复原表2来直径(设计),这样就形成在桩变载面处桩径变化很大,对于低应变检测来说在此处为严重缩径.低应变错误认为是桩底信号(仪表和操作系统对采集到的数据将进行放大).从拔出桩仔细检查,发现在距桩底2.0-2.5米处砼四周被割断(由于钢套管下压所致),后将原检测低应变图形用34OOm/s(实际应更低)反算桩长为l1m土层分界土层编号土层描述层底深度本层厚度mml耕质土,褐色,疏松0.3O.32粉质粘土夹粘土,黄色,可塑1.71.43淤泥质土,灰黑

8、色,软塑5.33.64粘土夹粉土,黄色,可塑6.31.05粉砂,灰色,精密,饱和7.2O.96淤质粉砂,灰色,精密,饱和l1.94.77粉砂,灰色,精密,饱和l5.03.1,:.一一.10?图9图10(即变截面位置).波形图形如图6为了能验证这样的结果,我们对与其土质情况相近的东台市某工程采用的振动灌注桩设计桩长为14米,砼强度等级为C20,用低应变检测普遍偏短2.0米左右(图形如图7).后在其附近用同工艺,同材料,同等级,同样方式打入一根设计短2.0米的桩,再用低应变检测.(图形如图8)低应变检测结果相同,说明以上假设成立.另外,为什么桩有扩径现象,低应变却无反应.本人认为主要由于扩径不是规

9、则形状或者是梯形扩径(拟设图形如图9),而梯形扩径低应变无法检测,这通过对某工程用电线杆长度为8m,一端直径为257mm,另一端直径为150mm,砼强度等级为C30,所测图形如图10.所以桩身在第六层土中扩径不反应或反应不明显.再有桩身在钢套管中,砼波速为3700m/s,比自由状态砼波速3400m/s高,这跟理论上波在如钢等高强介质中传播速度高时相符合的.4结论综上所述:笔者认为采用低应变反射波法检测桩的质量过程中,砼波速取值不应随意变动,超出常规,切不可以单纯用钻芯取样的方法来简单加以验证,从而反推所采用的砼波速.因此,对波速异常时,应根据地质和施工等各方面情况综合考虑,并通过多种检测手段以

10、此来解决砼波速异常问题,以提高检测的科学性和准确性.(上接18页)4,建筑裂缝的控制裂缝分为运动,不稳定,稳定,闭合,愈合等几大类型.虽说骨料内部凝固时产生的微观裂缝不可避免,但从质量角度考虑应尽可能减少.由于高层建筑混凝土强度普遍较高,混凝土量较大,且带有地下室,所以裂缝产生的可能性更大.下面主要叙述有关对裂缝的"放","抗"相关措施.所谓"放",就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所采取的措施;所谓"抗",就是处于约束状态下的结构,在没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的措施.4.1&quo

11、t;放"的措施:砌筑填充墙至接近梁底,留一定高度,砌筑完后间隔至少一周,宜15d后补砌挤紧;合理分缝分块施工,在柱,梁,墙板等变截面处宜分层浇捣等.4.2"抗"的措施:尽量避免使用早强高的水泥,积极采用掺合料和混凝土外加剂,降低水泥用量(宜<450kg/1TI).实践经验表明,每m混凝土的水泥用量增加lOkg,其水化热将使混凝土的温度升高l.高层混凝土用量大,有时还有大体积混凝土,从经济,实用角度宜掺入外加剂.当然掺入外加剂后,要预计对早期强度的影响程度.据此可提请设计科研部门予以探讨和评定.选择合理的最大粒径砂石,这样可减少水和水泥用量,减少泌水,

12、收缩和水化热.有资料显示:用540ram碎石,比用525mm的碎石,可减少用水量687K/m降低水泥用量15kg/m;用M=2.8的中粗砂比用M=2.3的中粗砂,可减少用水量2025kg/m,降低水泥用量20257K/O.在施工工艺上,应避免过振和漏振,提倡二次振捣,二次抹面,尽量排除混凝土内部的水分和气泡.现浇板中的线盒置于上,下层筋中间,交叉布线处采用线盒,沿预埋管线方向增设直径为中6l5O,宽度450的钢筋网带.4.3"放","抗"相结合的措施.在混凝土裂缝的预防中,对新浇混凝土的早期养护尤为重要.为使早期尽可能减少收缩,需主要控制好构件的湿润养护

13、,避免表面水分蒸发过快,产生较大收缩的同时,受到内部约束而易开裂.对于大体积混凝土而言,应采取必要的措施(埋设散热孔,通水排热),避免水化热高峰的集中出现;同时在养护过程中对表面,中间,底部温度进行跟踪监测(尤其在前3天).对混凝土浇筑后的内部最高温度与气温宜控制在25以内,否则因温差过大产生混凝土裂缝.四过程的质量控制建筑工程的质量,都是在人们操作过程中一步一步形成的.只有做好施工过程的质量控制,把每一个过程质量做成精品,才能保证整个建筑最终是合格或优良品.现在国家实行建筑工程质量终身制,参与建筑施工的人员都有责任.测量技术人员,对"三线"测量复核的精度和准确度负完全责任

14、,对测量放线用的仪器和机具要做好20WWW商品与质量?学术刊总第2期维护和检工作;材料采购人员对所采购符合设计和规范要求的材料质量负责;操作班组对自己操作过程质量负责;项目试验检测员对按施工验收规范严格取样送检负责;项目技术员对按图纸设计,规范,施工方案要求提出的材料采购计划和成品半成品加工计划的质量负责;项目施工员对自己所负责指挥施工的分部分项工程质量负责;目质量检查员肩负双重职责,严格按图纸设计,规范,规程进行过程检查,发现问题及时向项目经理反映,必要时,直接向公司领导反映;项目技术负责人对项目的施工技术质量负责,项目经理对整个工程质量负责,是项目的第一质量责任人.公司主管部门应该定期或不定期对项目的过程质量进行全面检查.一句话:建立和完善过程质量控制管理制度,并认真实施.我认为,高层建筑的质量