低應(yīng)變法和聲波透射法在巖土工程樁基檢測中的綜合應(yīng)用研究

盧海軍

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一八隊，湖南 婁底 417000）

巖土工程是現(xiàn)代建筑業(yè)非常重要的工程，它包括修建各類工程時的地基與基礎(chǔ)、邊坡和地下工程等涉及到巖石、土、地下、水中的部分，更是樁基建設(shè)的基礎(chǔ)工程[1]，然而，巖土工程樁基建設(shè)涉及到的都是地下、土和水中的部分，很難直觀觀察作業(yè)，是以必須用到各種檢測技術(shù)，從而保證巖土工程樁基建設(shè)的合理性和工程質(zhì)量。現(xiàn)代工程樁基檢測的檢測方法多樣，不同的巖土工程樁基檢測方法適用于不同場合、不同地形[2]。工程師研究出低應(yīng)變法和聲波透射法，低應(yīng)變和聲波透射這兩種方法可以對巖土工程樁基進行全面細致的檢測，但兩種檢測方法各有優(yōu)劣，卻又互補，于是提出對低應(yīng)變法和聲波透射法在巖土工程樁基檢測中的綜合應(yīng)用這一課題進行研究。在巖土工程樁基檢測中綜合使用低應(yīng)變法和聲波透射法，取長補短，提升巖土工程樁基檢測的準確性和作業(yè)效率[3]。

1 低應(yīng)變法和聲波透射法在巖土工程樁基檢測中的綜合應(yīng)用

利用低應(yīng)變法檢測巖土工程樁基，對其頂部進行豎向刺激，產(chǎn)生彈性波，彈性波會沿著柱身向下傳播，在傳播過程中，一旦感知到柱身存在裂縫、斷樁、嚴重離析、夾泥、縮徑或擴徑等情況，彈性波的波段會產(chǎn)生反射波[4]。是以可以通過計算彈性波聲波變化，判斷巖土工程樁基存在的問題。

彈性波的傳播會受樁基阻抗的影響。已知巖土工程樁基的長度直徑，土阻抗Z2，樁基阻抗Z1，當(dāng)彈性波受到土的阻抗和樁基阻抗產(chǎn)生的相互作用時，敲擊樁基時產(chǎn)生的彈性波會和土的阻力產(chǎn)生入射波速度VI、反射波速度VR和透射波速度VT，從而得知樁基聲速和聲時值的平均值MX以及標(biāo)準差SX。通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)的樣本個數(shù)n，查表1找到時對應(yīng)的k數(shù)值，求出臨界值X ：i L

（1）式中為阻力時取正值，為聲速時取負值。

表1 統(tǒng)計數(shù)據(jù)和k值對應(yīng)表

計算波幅平均值A(chǔ)M，則有：

當(dāng)XL＜AM?6成立時，即可判定波幅存在異常，樁基存在裂縫、斷樁、嚴重離析、夾泥、縮徑或擴徑等情況，具體位置不清晰，采用聲波透射法對該樁基進行檢測。確定樁基深度值為H ，時間為t ， 當(dāng)Vt 和VH都趨向，則證明該樁基是完美樁基。

對于i?1為相鄰的檢測位置，斜率為S1，則有：

樁基內(nèi)混凝土聲速V1，夾層聲速V2，測點間距離VH，聲波穿過混凝土距離為L ，聲時差為C 則有：

2 實驗論證分析

為保證本文提出的低應(yīng)變法和聲波透射法綜合運用可以準確檢測出巖土工程樁基的完整度，進行實驗論證，實驗論證采用某地一建筑工程樁基，深埋10m地基，設(shè)計埋入長度大小相等的灌注樁，樁長約10m，樁徑約0.45m，樁身混凝土強度等級為C25，滿足在該地下混凝土檢測需求。為保證實驗的嚴謹性，分別使用低應(yīng)變法和聲波透射法綜合檢測方法與傳統(tǒng)檢測方法檢測已經(jīng)灌注完的樁基的完整性。其檢測結(jié)果如圖1和圖2所示。

圖1 綜合檢測方法結(jié)果圖

圖2 傳統(tǒng)檢測方法結(jié)果圖

使用低應(yīng)變法和聲波透射法綜合檢測樁基，檢測結(jié)果如圖1所示，低應(yīng)變法和聲波透射法綜合檢測方法檢測該樁基發(fā)現(xiàn)其在2.5m存在缺陷，完整度是75%；6.5m處存在缺陷，完整度是60%；7m處存在缺陷，完整度是90%；8.5m處存在缺陷，完整度是70%；10m處存在缺陷，完整度是75%。低應(yīng)變法和聲波透射法綜合檢測樁基可以確定該樁基存在五處缺陷，并確定五處缺陷分別存在土深2.5m、6.5m、7m、8.5m和10m處。傳統(tǒng)檢測方法檢測該樁基完整性結(jié)果由圖2所示，只發(fā)現(xiàn)四處存在缺陷，在2.5m處，完整度是75%；在6.5m處存在缺陷，完整度是60%；7m處存在缺陷，完整度是90%；10m處存在缺陷，完整度是75%。由此可見，低應(yīng)變法和聲波透射法綜合檢測方法可以檢測出更多缺陷，并確定該缺陷存在的具體位置，然而統(tǒng)檢測方法只能檢測出樁基的兩處缺陷，從而導(dǎo)致不能對該樁基存在的缺陷進行處理。

3 結(jié)語

在現(xiàn)代越來越重視建設(shè)安全的社會大環(huán)境下，作為建設(shè)工程中最基礎(chǔ)最重要的樁基建設(shè)，必須保證樁基建設(shè)的準確性和安全性。然而應(yīng)變法和聲波透射法都存在一定的局限性，卻相互彌補，是以對巖土工程樁基檢測中的應(yīng)用具有十分重要的意義。通過實驗論證分析，兩種方法綜合應(yīng)用，效果顯著，有效提升了巖土工程樁基檢測的全面性和準確性，確保了建筑工程的安全和質(zhì)量。是以，需不斷深入研究巖土工程樁基檢測方法，優(yōu)化工程檢測的準確度。