低应变测试技术在灌注桩检测中的应用

低应变测试技术在灌注桩检-------------------------------------------------------------------------------在对灌注桩的桩身质量进行普测的诸多方法中，应力波反射法是一种首选的普测方法。经过几年来数千根桩的检测实践，积累了一些经验，本文就灌注桩低应变完整性测试应注意的几个问题加以讨论。一、应力反射波法测试原理我们首先将桩体视为一维匀质弹性体杆件。在桩项处用力施加一瞬态脉冲激励，产生的弹性应变以纵波形式沿桩身按一维波动方程传播。在传播过程中，若遇到明显的波阻抗差异的界面，如：断桩、严重离析、桩底等或桩身截面积变化（缩径、扩径）部位，将会产生反射波，由安装在拉顶的加速度型或速度型传感器接收不同波阻抗截面的反射波，记录弹性波传播的时程曲线，在室内计算机上对所记录的波形进行处理和分析，并结合有关的地质资料和施工记录，对桩的完整性做出合理的评判。二、现场信号采集l．检测桩的养护龄期混凝土灌注桩的强度是随龄期的增加而增大的，只有当混凝土的强度达到一定值时，手锤敲击桩头才可能产生弹性应力波沿桩身向下传播。通常在温度20－30℃时，最短龄期不少于7d，即可采集到理想而真实的波形。2．测试前的准备工作灌注桩测试前的准备工作就是对桩头表面的处理。灌注桩在桩头附近都存在着一定深度的浮浆，由于浮浆强度低、塑性大，必须凿去枕头的浮浆部分，直到使桩头表面露出新鲜混凝土质面为止，然后再用磨光机在拉项磨出若干点（根据桩径大小定测点数），以便安装加速度传感器和锤击。实践经验证明，枕头表面处理的好坏将直接影响测试信号的可靠性和准确性。3．锤的选择锤的重量和锤头材质对于实测信号采集的好坏同样起着不可忽视的作用。根据桩的长度和不同深度的缺陷来选择锤的重量和锤头材质，其目的就是调整激振力的频谱成分，提高分辨率。经验告诉我们，对于长径比小于15的桩，采用美国PDI公司生产的PIT仪器所配制的PVC手锤或尼龙锤都能够采集到较理想的曲线，并清楚地分辨出桩端反射信息。对于长径比较大的桩或缺陷位置较深时，须改用力棒激振，人为地降低激振频率，方能分辨出有用信息。而对于检测桩的浅部缺陷，尤其是桩头附近的缺陷时，须用小铁锤代替尼龙锤或其他软质锤头，提高激振力的脉冲频率，从而判定缺陷位置。4．传感器的安装传感器的安装采用黄油或橡皮泥能粘性材料，使其粘结在桩顶平整面上，并保证传感器与桩体紧密地连接，方能接收来自桩身内部的反射信息；否则传感器与拉头耦合不好，将导致采集的实测波形失真。5．参数设置在现场采集时，首先要根据设计桩长和混凝土强度，选择合适的仪器增益、滤波频率和波速等参数，这样才能有助于实测信号的分析，同时有效地改善信噪比，提高拉底反射信息的分辨率。6．信号采集弱霜变对于中、小直疤径灌注桩，每疤根桩应对称选挠取两个测点，辩而每个测点至驼少要采肠集鹰3候－膜6估锤重复性较好竖的信号作为平笋均信号存盘；坡而对于大直径炒灌注桩爽（申D坏＞螺800m等m薄），根据规范底要求，大直径驰桩的动测至少害要选取两个以绕上的测点，同祥时每个测点都泥必须采集一定贷数量的有效信饭号，以保证所桌测得的实测信呀号真实地反映蹄被测桩的实际筛情况。然而，烛实际检测工作拦中，往往是不王同测点上所采恶集到的信号重晓复性较差，这皮就要求检测人丧员在检测现场花及时地增加检扇测点数，更重掀要的是要能够防根据不同测点棍的实测信号，出在综合多方面服因素的前提下宅，对被测桩作劣出合理的评判侨。包到俗三、室内信号井处理与分析符码止室内实测信号灌分析的处理手俱段主要包括时矮域和频域分析庭、数字滤波和滩延迟放大等。贤采取这些处理学手段主要是为械了找沃出警“地桩底反射信险息衔”朝，然后，确定兼桩长和波速。冶膨1拣．桩长的确定划茧楼根据公灶式厨L字＝股ct迎跃／判2鸡，从实测曲线瞧上只能获得精绍确的桩底反射少双程旅行时帽间建t储，而桩例长充L妨和桩身混凝土其波飘速店C滚都是未知数。病通常的做法是蜘：根据甲方所占提供的资料（甲设计混凝土强塘度），再结合层一个工程的整直体情况和经验精给出一个平均有波速，以核定酿桩长。对于同韵一个工程的灌说注桩，波速的屠变化范围一般晒不会相差很多毫。由于桩身混银凝土波速的取摩值有一定的范迈围，所以由此螺计算得出的桩才长控L邪就会出现误差式，总体误差职在膨5劫％左右。羞受档2陕．波速的确定律姑害确定灌注桩的够桩身波速，在砌低应变动力检弱测中很重要但难又相当困难。闻这是由于桩身炭混凝土波速与辰混凝土强度、刷骨料的大小、障浇筑龄期以及丹养护条件有关滋。但在同一场猜地由于诸多条跑件相近，桩的盒波速还是相对塞稳定的，在确等定短桩和桩身缩缺陷位置时，手仍然是可信的贤。中原地区混灰凝土灌注桩，傻桩身混凝土强营度等级一般真在逐C2氏0翁－吃C2炭5蒙之间，波速范液围通常杯在葵350咐0洒－家3800m税/冈s铅，但人工挖孔惠扩底短桩波速侵可达孙到敌4000煤m/委s缴左右。冷晚总四、工程实例痒19漆9静6扭年以来，笔者扇在中原地区的渗灌注桩实施了吗近办200鸽0红余根的弹性波裂法低应变动测狐，本文结合工毙程实例结果，敢对灌注桩的反奏射波形特征进嫩行归档分析：芳熟幼（裳l侦）完整桩。施穴工质量优良的诸完整桩，其反邮射波波形规则毒，桩间无缺陷富异常反射，桩灿底反射波明显趣，且波速正常狸。指百仍（沈2篇）轻微缺陷桩浊。此类桩的波励形，其桩间明狮显地存在缺陷骗反射信号，但患可见桩底反射碰助绒（喊3管）浅部断桩。辉浅部断裂的桩架的实测波形特甚征总体上显示凡为一欺个杯“庆大波袭浪堂”低型肯便歼（剧4省）断桩。断桩抖的波形曲线存浙在明显的缺陷援反射，并伴有梅多次反射，无谣桩底反射姑辰尿五、结语完聚忌通过大量实践负表明，灌注桩统质量的检测是盼非常必要的，罗由于反射波法若作为基桩质量抬普查手段是安世全可靠的，从望而有效地避免死了因桩身质量元给整个建筑工信程带来的隐患保。但到目前为萝止，低应变测烦试技术仍具有撞一定的局限性萄：猎抛巴（灵l两）低应变测试光技术（反射波氧法）要较为准蛋确地指出缺陷桥性质，单从波恢形特征上分析贝是较为困难的痛，这就需要检红测人员充分了砌解各柱型的施夏工工艺过程及默施工中易发生誓哪些质量饱问题，认真分亮析施工记录和希地质报告，且勒结合个人的工侍程经验进行估坐计。访击议（灌2蓄）如若桩身存拐在纵向裂隙，括低应变测试技途术是无法测出穴的。透正车（题3笼）无法判定桩葱身的多个缺陷赏。当桩身存在灾两个以上严重时缺陷时，反射派波法只能较为娘准确地判断第驼一个缺陷以上类部位缺陷，这根是低应变能量词的限制，应力西波无法通过这堵个严重缺陷而土继续往下传播计，故无法检测燕到桩身下部的个其他缺陷情况挂。漏么鲜（谜4总）反射波法无栽法判别桩身阻五抗渐变的缺陷昏。当桩身存在久较为明显的桩盲身截面变化时咱，在实测曲线邀上就会产生很勾强烈的反射信右息，但若桩身龙截面是渐变型剖时，从实测曲株线上是很难判部别的，且有时公还容易造成误杜判。云稿吧（把5希）缺陷的定量塌化问题。目前养反射波法检测系桩身质量时，醋所判断的缺陷昼程