低應(yīng)變反射波法用于檢測(cè).doc

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1、摘?要：低應(yīng)變反射波法用于檢測(cè)攪拌樁樁基還處于探索應(yīng)用階段，試就其可行性以及應(yīng)用中的不確定性、具體操作步驟作以探討。關(guān)鍵詞：低應(yīng)變反射波；檢測(cè)；樁基；完整性；可性???????隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)與工程建摘?要：低應(yīng)變反射波法用于檢測(cè)攪拌樁樁基還處于探索應(yīng)用階段，試就其可行性以及應(yīng)用中的不確定性、具體操作步驟作以探討。關(guān)鍵詞：低應(yīng)變反射波；檢測(cè)；樁基；完整性；可性???????隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)與工程建設(shè)的快速發(fā)展，基樁檢測(cè)作為隱蔽工程驗(yàn)收的重要環(huán)節(jié)，對(duì)保證整個(gè)工程建設(shè)的安全穩(wěn)定起著十分重要的作用。在各種檢

2、測(cè)方法中，反射波法目前應(yīng)用最廣泛、使用最便捷，理論與實(shí)踐發(fā)展也比較成熟，有比較先進(jìn)的儀器設(shè)備及應(yīng)用分析軟件。但是總體而言，基樁檢測(cè)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，許多測(cè)試方法不僅理論上不夠完善，實(shí)際應(yīng)用中也存在一些問題。反射波法雖然發(fā)展較快，應(yīng)用廣泛，但同樣存在問題和缺點(diǎn)（局限性），同時(shí)因其簡(jiǎn)便快捷、成本低廉，目前有忽視其缺點(diǎn)和適用范圍而走向泛濫的趨勢(shì)。反射波法是低應(yīng)變測(cè)定混凝土樁樁身完整性的一種檢測(cè)方法，其經(jīng)過多年的研究、應(yīng)用及發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)逐漸走向成熟，事實(shí)證明它是一種準(zhǔn)確可靠、經(jīng)濟(jì)快捷的檢測(cè)手

3、段。???????近年來，隨著深層攪拌樁在軟土地區(qū)的廣泛應(yīng)用，工程上迫切需要一種能夠?qū)Υ藬嚢铇稑渡碣|(zhì)量進(jìn)行快速有效地分析與評(píng)估的檢測(cè)手段。但是長(zhǎng)期以來，對(duì)攪拌樁樁身質(zhì)量的檢測(cè)往往只能依賴于鉆孔取芯或開挖取樣等方法，這些方法盡管直接可靠，但由于其時(shí)間長(zhǎng)、成本高，所以很難對(duì)大批量的攪拌樁進(jìn)行綜合質(zhì)量評(píng)估，其結(jié)果也就難免以偏概全。???????因此，能否將應(yīng)用于混凝土樁身質(zhì)量評(píng)價(jià)的反射波法成功地應(yīng)用于攪拌樁，已經(jīng)成為樁基動(dòng)測(cè)界中一個(gè)迫切需要研究及解決的課題。在國(guó)內(nèi)，到目前為止，反射波法攪拌樁樁身質(zhì)量還處于探

4、索階段，盡管有許多學(xué)者與同行進(jìn)行過相關(guān)的研究，但是由于所檢測(cè)的對(duì)象具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性（地質(zhì)環(huán)境差異、樁身材料的非嚴(yán)格均勻性、樁周介質(zhì)阻抗與樁身介質(zhì)阻抗差異小、施工工藝的差異、測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)條件的差異），其準(zhǔn)確性與可靠性還有待進(jìn)一步提高與完善。???????1反射波法的理論基礎(chǔ)與可行性分析???????1.1基本原理???????基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)反射波法的基本原理是在樁身頂部進(jìn)行豎向激振，彈性波沿著樁身向下傳播，當(dāng)樁身存在明顯波阻抗差異的界面（如樁底、斷樁和嚴(yán)重離析等部位）或樁身截面面積變化（如縮徑或擴(kuò)徑）部

5、位，將產(chǎn)生反射波。經(jīng)接受放大、濾波和數(shù)據(jù)處理，可識(shí)別來自樁身不同部位的反射信息，據(jù)此計(jì)算樁身波速，以判斷樁身完整性及估計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)。還可根據(jù)視波速和樁底反射波到達(dá)時(shí)間對(duì)樁的實(shí)際長(zhǎng)度加以核對(duì)。???????1.2低應(yīng)變反射波法檢測(cè)樁體完整性的可行性分析???????反射波法是建立在一維波動(dòng)理論的基礎(chǔ)上的。假設(shè)樁為質(zhì)地均勻、各向同性的一維線彈性體（樁的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于直徑，且入射波波長(zhǎng)λ大于樁的直徑），當(dāng)用手錘在樁頂敲擊時(shí)，產(chǎn)生的應(yīng)力波在樁身傳播滿足一維波動(dòng)方程，對(duì)于水泥攪拌樁的假設(shè)設(shè)定如下：（1）水泥攪拌

6、樁是否可視為一維桿件。（2）水泥攪拌樁樁身材料是否可視為彈性材料。（3）水泥攪拌樁樁身波阻抗是否可以被識(shí)別。???????從目前工程上的應(yīng)用來看，水泥攪拌樁樁徑多為50cm，樁長(zhǎng)多為8m以上，長(zhǎng)徑比一般在16以上，符合樁長(zhǎng)遠(yuǎn)大于樁徑的理論條件，樁體可視為一維桿件。???????水泥攪拌樁是由水泥就地與地基土充分?jǐn)嚢栌不?，水泥土在受力初期，?yīng)力與應(yīng)變關(guān)系基本上符合虎克定律。可視為彈性材料。???????與混凝土灌注樁相比，盡管水泥攪拌樁樁身波阻抗明顯要小，但目前大量的工程試驗(yàn)資料證明，水泥攪拌樁樁身

7、抗壓強(qiáng)度可達(dá)1.2MPa以上（425＃水泥，噴灰量50kg/m，齡期90d），其抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于樁周土強(qiáng)度，基本符合-維波動(dòng)方程的理論假設(shè)。對(duì)實(shí)際工程樁的檢測(cè)也表明，一維壓縮波在水泥攪拌樁樁身以內(nèi)的入射、透射、反射特征清晰。???????基于以上分析，反射波法檢測(cè)水泥攪拌樁的樁身質(zhì)量是可行的。???????從該種方法的實(shí)際應(yīng)用與可靠性分析來看：???????與檢測(cè)混凝土灌注樁相比，反射波法檢測(cè)水泥攪拌樁有著其自身的特殊性。???????首先是檢測(cè)時(shí)確定檢測(cè)齡期的問題。統(tǒng)計(jì)資料表明，到28d齡期時(shí)，水泥土

8、的強(qiáng)度為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%左右，到90d齡期時(shí)才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。從檢測(cè)效果的角度出發(fā)，齡期越長(zhǎng)，強(qiáng)度越高，檢測(cè)效果越好。如果過早地進(jìn)行檢測(cè)，水泥土尚未完全硬化，水泥土的波阻抗與樁周土的波阻抗較為接近，則不滿足一維波動(dòng)方程的理論假設(shè)。或由于鍾擊時(shí)，因?yàn)闃渡碚w強(qiáng)度不高，形成波形的低頻震蕩，導(dǎo)致無法進(jìn)行有效的分析與判斷。因此建議水泥攪拌樁最佳的檢測(cè)齡期為28d以后。???????其次由于水泥土無粗骨料，彈性波在水泥土內(nèi)部傳遞時(shí)，介質(zhì)散射引起的衰減較小，而介質(zhì)吸