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摘要:反射波法是采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振,实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线,通过波动理论分析或频域分析,对桩身完整性进行判定的检测方法。其操作方便、效率高、费用低、检测覆盖面广的特点,属于快速普查桩的施工质量的一种半直接法,现普遍运用于各类桩基工程施工质量验收检测工作中。
关键词:反射波法;基桩完整性检测;分析
反射波法其基本理论是应力波在桩身中的传播反射特征。该方法假定桩为连续弹性的一维均质杆件,并且不考虑桩周土体对沿桩身传播的应力波的影响。因此,桩的典型弹性体振动模型是直杆的纵向振动。在推导直杆的纵向振动方程时,需作以下基本假设:材料均匀;直杆等截面;直杆变形中横截面保持为平面,且彼此平行;直杆横截面上应力分布均匀;忽视直杆的横向惯性效应。
而实际工作中作为检测对象的基桩,往往与反射波法的假定条件只能是基本符合甚至相差较远,如由于桩周土基桩的约束必然使对应力波的能量和幅值产生衰减,多节预制桩的焊接接头就不符合材料均匀的假设等等。所以我们在实际检测工作中应充分考虑这些与基本理论的假设条件不符的因素,通过反射波法实测曲线特征与检测时的背景条件相结合,必要时需增加其它检测手段来综合分析判定基桩的完整性。现行《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)中也强调了桩身完整性类别应结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地基条件、施工情况等进行综合分析判定。规范中也规定了桩身或接头存在裂隙的管桩可采用孔内摄像的方法验证,对检测中不能明确桩身完整性类别的桩或Ⅲ类桩,可根据实际情况采用静载法、钻芯法、高应变法、开挖等方法进行验证检测。
我们下面就工程实例来看综合分析判定的重要性。
某工程1#房采用桩基础,桩为高强度预应力管桩,桩型为PHC-500(120)A-C80,局部桩长单节14m,大部份桩长16m,两节焊接,上节桩7m。工程桩施工中未出现异常情况。当对该工程基桩进行反射波法检测时,出现大量的Ⅲ类桩时域特征曲线。其中123#桩实测曲线如下:
曲线显示在测试桩顶以下7m处有缺陷反映,并且无桩底反射,如仅按规范规定的时域信号特征判定会有大量的Ⅲ类桩,也就预示着该桩基工程存在严重的质量问题。
根据该项目的施工情况,决定对该项目采用孔内摄像法和静载法验证检测。先对同区进行了3根桩的静载试验,试验结果3根桩承载力均满足设计要求,并对静载试验桩的反射波法曲线进行对比,发现其实测曲线与其它大量的疑似Ⅲ类桩的曲线很类似,093#静载试验桩实测曲线如下图:
后对部分典型曲线及静载试验桩采用孔内摄像法进行验证检测,其中就有123#桩。123#桩摄像法检测结果是7m处确系两节桩接缝处,接缝焊接较饱满,无明显拉脱现象(见摄像视频)。其它摄像法检测的桩结果类似,均未发现明显拉脱现象。
最终综合静载试验结果、孔内摄像法检测结果分析判定123#桩及其它低应变检测曲线类似的桩均判为Ⅰ类或Ⅱ类桩,不会影响桩身结构承载力的发挥,满足工程使用要求。
该建筑已于2011年底交付使用,至今没出现任何基础质量问题。而科学准确的检测工作为避免不必要的资金和工期的浪费起到了关键性的作用。
通过该工程实例的分析,提醒我们在检测工作中一方面要充分利用检测手段来为施工质量严格把关,同时也不能迷信某一种单调的方法,而是要科学对待,合理分析,综合判定,这样才能获得准确、可靠的检测结果,为建筑工程的施工质量提供有力的保障。