1、檢測原理
(1)低應(yīng)變反射波發(fā)
低應(yīng)變法是基于一維波動理論,檢測樁基時假定樁身為一維、均勻連續(xù)各向同性的彈性直桿件,且樁周土介質(zhì)均勻,土介質(zhì)對樁體的作用是沿樁身向的阻尼力作用。
在檢測樁基時,用手錘敲擊樁頂,給樁一個脈沖力,這時樁身頂部會受到瞬態(tài)豎向激振而會產(chǎn)生豎向彈性應(yīng)力波,應(yīng)力波會沿樁身向下傳播,
這時若出現(xiàn)樁底虛土、斷樁、沉渣或嚴重離析以及樁身截面積縮經(jīng)或擴徑時,便會出現(xiàn)明顯波阻抗差異界面,產(chǎn)生反射波。
通過濾波、數(shù)據(jù)處理,從而判斷出樁身各部位反射信息,據(jù)此得出該樁身是否完整或缺陷,以及缺陷的位置及程度等
低應(yīng)變法并不能檢測到樁基的所有問題,例如,當被檢測的樁身存在呈過渡性變化特點時便沒有較為明顯的界面變異,相關(guān)的缺陷信息便難以在低應(yīng)變法測得的曲線中看出。
此外,若被檢測的樁周圍土層或巖介質(zhì)阻力太大,這時缺陷樁基本身發(fā)出的反射信號會被削弱或抵消,難以被檢測出。
(2)超聲波透射法
聲波透射法是基于聲波在被檢測的樁基中傳播過程中是否會出現(xiàn)透射、反射以及繞射等現(xiàn)象從而判斷樁基是否完整或存在缺陷的一種方法。
具體而言,當人工法發(fā)射出的超聲波在沒有缺陷、介質(zhì)均勻的樁基中傳播時波速正常,波形也完整,
不會呈現(xiàn)出明顯的畸變現(xiàn)象;當樁基內(nèi)部存在斷裂、離析、空洞、夾泥等缺陷時,超聲波在有缺陷的樁基中傳播時波形就會受到較大影響,
缺陷與混凝土之間形成界面會改變超聲波的傳播狀態(tài)(如出現(xiàn)反射、散射甚至繞射等情形),波形缺失或畸變,波速也會明顯低于正常值。
據(jù)此可以判斷出樁基是否存在缺陷。
2、低應(yīng)變反射波法、聲波透射法應(yīng)用特點
從檢測原理分析看,低應(yīng)變法針對的是樁基的完整性檢測,通常是將激振點設(shè)置于樁中心,檢測時,將傳感器固定于距樁中心半徑2/3處。
低應(yīng)變法檢測是通過樁身阻抗變化情況來性判斷樁身是否在缺陷,以及缺陷的程度。對于存有缺陷的樁基缺陷方位、類型或缺陷范圍大小則難以判斷。
此外,低應(yīng)變法檢測的結(jié)果常常受到檢測技術(shù)人員的技術(shù)水平、樁長、樁徑和場地條件的影響。
低應(yīng)變法測試簡便,成本較低,檢測的結(jié)果可靠,但受到外界因素的干擾較大,當被檢測的樁基存在多個缺陷時難以有效判別。
聲波透射法檢測細致準確,受樁徑、樁長和場地等因素影響較小,但聲波透射法只能定性確定完整性,難以定量,且需要預(yù)埋聲測管,檢測程序較為繁瑣,成本也較高。
此外,在實際檢測時,由于相關(guān)保護措施不到位,容易造成聲測管堵塞或傾斜,這些都極易造成檢測數(shù)據(jù)值變異或不完整。
結(jié)論
基于低應(yīng)變法與聲波透射法的上述特點,單一采取某種檢測方法在樁基檢測過程中都會存在一定的局限性,無法全面反映被檢測樁基的實際情況。
因此,在樁基完整性檢測時可選擇兩種檢測方法綜合應(yīng)用,發(fā)揮各自的優(yōu)點。
例如,對于直徑大、樁身長的樁基應(yīng)100%預(yù)埋聲測管,做好聲測管的保護措施,防止堵塞或傾斜。
對于少數(shù)聲測管堵塞或聲波穿透檢測出現(xiàn)異常情況時,選擇低應(yīng)變法進行復(fù)測,從而綜合判斷樁基完整性及等級。而對于直徑小、樁身短的灌樁,可選擇部分預(yù)埋聲測管,以低應(yīng)變法檢測為主。
低應(yīng)變法與聲波透射法綜合應(yīng)用能夠從整體角度和細節(jié)角度對樁基工程質(zhì)量進行評價。