超聲波透射法、低應變反射波法在基樁工程中的對比檢測

劉雨嵐（甘肅省交通科學研究院有限公司，甘肅蘭州730030）

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超聲波透射法、低應變反射波法在基樁工程中的對比檢測

劉雨嵐
（甘肅省交通科學研究院有限公司，甘肅蘭州730030）

摘要：超聲波透射法和低應變反射波法在全國基樁檢測中的應用比較普遍，但由于各地的地質條件不同、樁長樁徑變化較大以及對這兩種方法的優(yōu)缺點認同度差異，各地采用這兩種方法比例差別較大。對檢測過程中比較典型的基樁用兩種方法進行對比檢測，通過檢測數據的對比分析，總結兩種方法在基樁完整性檢測中的優(yōu)勢與不足。關鍵詞：超聲波透射法；低應變反射波法；基樁，對比檢測

1　概述

超聲波透射法和低應變反射波法在全國基樁檢測中的應用比較普遍，但由于各地的地質條件不同、樁長樁徑變化較大以及對這兩種方法的優(yōu)缺點認同度差異，各地采用這兩種方法比例差別較大。目前，在甘肅地區(qū)，自2008開始公路項目上除了部分服務區(qū)房建工程及抗滑樁工程、軟基處理工程中CFG樁采用低應變反射波法外，其他全部采用超聲波透射法檢測樁基完整性。文章對檢測過程中比較典型的基樁用兩種方法進行對比檢測，通過檢測數據的對比分析，總結兩種方法在基樁完整性檢測中的優(yōu)勢與不足。為了提高檢測的可靠性，避免缺陷的誤檢、漏檢，采用兩種方法聯(lián)合檢測，很有必要。

2　兩種檢測法的特點對比

超聲波透射法與低應變反射波法同時都具備設備輕便、檢測效率高、成本低、技術比較成熟的特點，因此，一般在工程檢測中都會選擇這兩種檢測方法作為普查手段。

2.1檢測范圍對比

使用低應變反射波法進行檢測時，由于受樁周土約束、激振能量、樁身材料阻尼、傳感器、樁身截面阻抗變化和淺部盲區(qū)等因素的影響，應力波從樁頂傳至樁底、再從樁底反射回樁頂的傳播過程是一個能量迅速衰減的過程。若樁身截面變化較大或者檢測樁長過長，都可能出現應力波還沒有返回樁頂甚至還沒有到達樁底，能量就已經完全耗散或者提前反射的情況。因此，低應變實際上存在一個有效檢測樁長，在這個樁長范圍內，低應變反射波法可以很好的檢測，樁底反射信號明顯。而聲波透射法一般不受樁長的限制，只要是聲測管可以設置到的地方，都是可以被超聲波透射法有效檢測。但是由于聲波透射法應用的聲波頻率相對較高，波長較短，在砼中傳播時，波的能量衰減的很快，傳播的距離也相對比較短。目前國內生產的換能器，空氣中可測距離達到12m以上，在無缺陷混凝土中對測穿透距離可達10m。

2.2檢測盲區(qū)對比

低應變反射波法由于受到激振方式的影響，在樁頭附近存在一段檢測盲區(qū)，這個盲區(qū)的范圍受到激振頻率的影響，激振頻率越高，淺部盲區(qū)范圍越小，但同時會由于能量衰減快而形成深部盲區(qū)。超聲波透射法則因其檢測原理，盲區(qū)為聲測管以外的砼，對于擴徑和輕微縮頸無法有效檢測，無論對于摩擦樁還是嵌巖樁，擴徑均有利于提高基樁承載力，所以，從實際意義上講，超聲波透射法的盲區(qū)就是聲測管以外的輕微縮頸范圍。

3　工程實例

3.1接樁處理（橫向裂縫）

某公路大橋,5-2樁，摩擦樁，樁徑1.8m,樁長18m,C25砼。低應變反射波法檢測結果為：樁底反射信號明顯，樁身在-6.0m左右有縮頸類缺陷反射波，砼波速較正常樁基砼波速偏低。超聲波透射法檢測結果為：6個剖面聲速、波幅曲線在樁身-5.8～-6.4m處均有異常。聲速最低值在3.56km/s左右，各剖面缺陷處聲速均低于臨界值。波幅參數最低值在86.77dB，比臨界值低29.34dB。根據施工現場反饋情況，分析該段砼為接樁處理不當。綜合分析：綜合判定為Ⅲ類樁。低應變反射波法只能發(fā)現-6.0m處存在縮頸信號，無法確定缺陷的具體類型及嚴重程度。低應變反射波法對橫向裂縫類缺陷較超聲波透射法反應大。如圖1～2所示。

圖1　接樁處理對比曲線低應變

圖2　接樁處理對比曲線超聲波

3.2樁頭輕微離析

某公路橋,Y0A-0樁，該樁為嵌巖樁，樁徑1.5m,樁長21m,C30砼。低應變反射波法檢測結果為：樁身淺部有縮頸類反射波，樁底反射波明顯。超聲波透射法檢測結果為：Ⅱ、Ⅲ剖面聲速、波幅曲線在樁身-4.2～-4.6m處局部輕微異常。聲速最低值、波幅參數最低值比臨界值稍低。綜合分析：綜合判定為Ⅲ類樁。低應變反射波法對此類缺陷出現在樁身上部反應還是很明顯的。如圖3～4所示。

圖3　樁頭輕微離析對比曲線低應變

圖4　樁頭輕微離析對比曲線超聲波

4　對比結論

通過對工程實踐中多例常見缺陷類型基樁的對比檢測并做數據數值分析，得出以下結論：

1）低應變反射波法對淺部缺陷、接樁處理（橫向裂縫）、擴徑樁（葫蘆樁、大頭樁）、斷樁類比較靈敏。

2）低應變反射波法對摩擦樁樁底缺陷不是很靈敏，對嵌巖樁檢測入巖情況比較靈敏。

3）對于多缺陷樁，大直徑的長樁低應變反射波法只能檢測到較淺的一個，對于較深的第二個缺陷或深部缺陷，均無反射信號。但在某些情況下也可以檢測到較深的第二個缺陷（本次研究采集數據顯示，樁長＜18m，第一個缺陷非斷樁，可以檢測到第二個缺陷)。

4）超聲波透射法無法檢測到輕微的縮頸缺陷，特別是聲測管以外的缺陷。

5）超聲波透射法對離析、夾泥、沉渣等缺陷十分靈敏，可靠度為100%；對多缺陷樁，能夠準確檢測每個缺陷的位置及嚴重程度，不會互相影響。

6）因聲測管埋設原因，超聲波法無法檢測嵌巖樁樁底入巖情況；超聲波法不宜檢測樁徑小于600mm的基樁，如CFG樁、水泥攪拌樁、管樁等。

參考文獻：

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[5]劉屠梅，趙竹占，吳慧明.基樁檢測技術與實例[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

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