低應變法動力檢測在工程實例中的應用

文/黃富軍 廣州繼善建筑技術有限公司 廣東廣州 511453

建筑工程中樁基的檢測工作非常重要，是降低工程造價和增強社會誠信的重要管理措施，也是工程質量的重要保障。合理運用樁基檢測技術可以找出樁基在成樁時存在的質量缺陷和隱患，方便及時做出補救措施，減少和避免工程質量隱患發生，保證了工程質量和進度。其中低應變動力檢測方法簡便快速，檢測費用較低，對現場條件要求不高，可隨機抽樣檢測，抽樣檢測率高，因此發展比較迅速。

1、低應變動力檢測原理和優缺點

低應變動力檢測法指通過對基樁樁頂施加較低的激振能量，引起樁身及周圍土體的微幅振動，同時用儀表量測和記錄樁頂的振動速度和加速度，利用波動理論或機械阻抗理論對記錄結果加以分析，從而達到檢驗樁基施工質量、判斷樁身完整性、預估基樁承載力等目的。低應變動力檢測的方法很多，比如反射波法、機械阻抗法、動力參數法等。它的優點是簡便快速，檢測費用較低，對現場條件要求不高，但如果樁身的阻抗多變時，此法很難準確檢測及評價樁身完整，結果并不準確。因為地質條件復雜多變，技術人員應不斷在實際工作中實踐，積累經驗，改善樁基動力檢測技術，合理運用方能準確評價樁基。下面我們從一工程實例來分析低應變動力檢測法的應用。

2、低應變法動力檢測應用

2.1 工程概況

某工程地上擬建1 棟10 層高層，并設兩層地下室，總用地面積約為13777m2，建筑面積約為29520m2，擬采用的基礎類型為樁基礎，結構類型為框架-剪力墻?；又ёo周長約為630m，基坑深度為11.8～16.8m，基坑安全等級為一級。基坑支護采用支護樁+錨索支護形式，基坑整體采用Ф600 雙管旋噴樁封閉止水。支護樁有支護鉆孔灌注樁，施工必須確保設計樁長及樁端進入持力層的深度，混凝土強度等級為C30，高壓旋噴樁鉆單軸抗壓強度為2MPa，錨索采用3×7Ф5 鋼絞線，成孔直徑不小于150mm；噴錨面積約10500m2，噴錨采用C20 混凝土進行噴射，設計噴身砼厚度有50mm、100mm。

我司受委托對該項目設計施工總承包的支護混凝土灌注樁進行低應變檢測，主要目的是對樁身結構完整性進行檢測。根據有關規定并與甲方協商，結合該工程的具體實際情況，確定本次試驗要檢測的工程樁共97 根。

2.2 儀器設備

低應變檢測儀器采用某司生產的RS-1616K（S）基樁動測儀，并事先經過華南國家計量測試中心檢定，檢測儀器有嚴格的使用、檢查、維修記錄。瞬態激振設備采用專用的能激發寬脈沖和窄脈沖的多功能手錘、多功能力棒。檢測設備及現場聯接見下圖。

圖1 基樁反射波法檢測儀器設備現場連接示意圖

2.3 成樁情況

根據委托單位提供的設計及施工資料，該工程基樁采用的樁徑為Ф1000mm 的混凝土灌注樁，設計樁長為13.95m～21.40m，設計混凝土強度等級為C30。

2.4 檢測前準備工作

首先測試前，委托單位應提供詳細工程名稱及地點，還有建設、勘察、設計、監理、施工單位的名稱。并給出該工程的地質勘察報告、工程樁設計資料、施工記錄以及樁基礎施工平面圖。

其次被測的樁需長度小于50m，長徑比大于5，混凝土強度至少達到設計強度的70%，或其預留立方體試塊強度不得小于15MPa 方能滿足要求。另外受檢樁頂面需具有足夠的強度及樁頂周圍有足夠的工作范圍，樁頂上外露的主筋一般可向外彎，以不妨礙手錘的正常敲擊為宜。樁頂面需平整，沒有積水、淤泥、浮漿、裂隙等不良情況，還要排除可能的噪聲干擾源。檢測點直徑約10cm，每根樁的檢測點數不應少于3 個，要用砂輪機磨平，檢測點磨好后的樁面要保持平整，均勻分布，且測點位置宜在樁半徑的1/2～l/3范圍內，且至少離開樁的主筋10cm。

2.5 現場檢測注意事項

⑴使用重量合適的激振力錘，樁身上部缺陷的反射信號用窄脈沖獲得，樁底或樁身下部缺陷的反射信號則用寬脈沖來獲取，激振方向沿樁軸線方向，確保傳感器與樁頂面垂直且與樁身軸線一致，并緊貼樁頂面，使其在工作中不產生滑移、松動。

⑵當隨機干擾較大時，可采用多次激振接收進行疊加平均處理，若仍然不理想，則必須想法排除干擾或等干擾源消失后方可進行檢測。

⑶每根樁均應進行多次激振，重復測試，多次測試的結果應有較好的一致性，當多次測試結果的一致性不理想時，應改變錘擊點或改變傳感器的安裝位置等，重復測試，直到達到要求為止。

2.6 采集數據及評價分析

現場檢測工作結束后，把實測結果回放到計算機中，將各樁實測數據文件存盤，并作好記錄。接著對數據進行計算處理和分析，適當地采用指數放大以提高對樁中下部和樁底信號的識別能力，指數放大倍數以能識別樁底反射波為宜。由反射波信號來確定樁底反射波到達時間或樁間反射波到達時間，進而用于計算整樁的平均縱波波速或推測樁身異常的位置。根據實測曲線的振幅、頻率及相位的變化情況、反射波的強弱及其到達時間進行樁身結構完整性的分析或評價。

2.7 檢測結果

本次檢測97 根支護工程混凝土灌注樁，其中Ⅰ類樁90 根，占所測樁數的92.8%；Ⅱ類樁7 根，占所測樁數的7.2%；Ⅲ類樁 0 根，占所測樁數的0.0 %；Ⅳ類樁 0 根，占所測樁數的0.0 %。

結語：

低應變檢測法具有快速簡便，經濟實用的優點，但存在測樁盲區、大直徑樁的高頻干擾、嵌巖樁等問題，一般只適合檢測樁的完整性，在檢測截面樁完整性和多接頭管樁等方面還難以判定。因為理論假設和各種因素影響，每種檢測方法都有一定的局限性，我們在實際應用過程中要根據實際情況充分利用已經掌握的各種方法的優勢來解決問題，綜合利用，揚長避短，用形式多樣的檢測方法來做綜合性的分析判斷，利用多種方法驗證檢測，不斷積累經驗，提高檢測水平，改善檢測設備，才能為建設工程提供更準確可靠的檢測結果。另外改善現有儀器的性能和質量，不斷開發新的儀器對提高檢測質量也非常重要。