【正文】 8. 當(dāng)灌注樁樁截面形態(tài)呈。但估算值可用來對受檢樁樁長進行粗略校核，當(dāng)與 設(shè)計樁長顯著不符時，應(yīng)考慮施工樁長是否真實，尤其要考慮端承型 樁樁長不夠造成樁端未進入硬持力層的現(xiàn)象。盡管如此， 從滿足工程實用需要的角度看， 低應(yīng)變法 作為一種 定性判定樁身質(zhì)量 的測試方法 ， 由于其 快速、方便、測試費用低廉 和抽檢率高 ，是 其它檢測方法無法取代的 。波速帶來的缺陷位置誤差 Δx＝ x． △ c/c(△ c/c 為波速相對誤差 )。 ΔT = 2 L / c V ( m m / s ) t ( m s ) r 圖 82(a) 完整樁典型時域信號特征 5 Δ f V ( m m / s ) 300 f ( H z ) 0 6 00 9 00 12 00 15 00 圖 82(b) 完整樁典型速度幅頻信號特征 34 Δ t x = 2 x / c Δ T = 2 L / c V ( m m / s ) t ( m s ) 圖 83(a) 缺陷樁典型時域信號特征 4 Δ f 3 Δ f ’ V ( m m / s ) 300 600 900 1200 1500 f ( H z ) 0 圖 83(b) 缺陷樁典型速度幅頻信號特征 8. 本方法確定樁身缺陷的位置是有誤差的，因為缺陷位置處 Δ tx 和△ f′ 存在讀數(shù)誤差。所以，上述原因造成無樁底反射也屬正常，此時的樁身完整性判定，只能結(jié)合經(jīng)驗參照本場地和本地區(qū)的同類別樁綜合分析或采用其他方法進一步檢測。測不到樁底反射受多種原因和條件影響， 例如： 1 軟土地區(qū)的超長樁，長徑比很大； 2 樁周土約束很大，應(yīng)力波衰減很快； 3 樁身阻抗與持力層阻抗匹配良好； 4 樁身截面阻抗顯著突變或沿樁長漸變； 5 預(yù)制樁接頭縫隙影響。 實踐證明，通過時域分析可確定缺陷位置及缺陷程度，再通過頻域曲線對比分 33 析，甚至借助導(dǎo)納值及動剛度的相對高低，可為更加準確地確定樁身缺陷的位置及缺陷程度提供輔助手段。另外，根據(jù)測試信號幅值大小判定缺陷程度，除受缺陷本身大小影響外，還受樁周土阻尼大小及缺陷所處的深度位置影響，相同程度的缺陷因樁周土巖性不同或缺陷埋深不同，在測試信號中其幅值大小各異。 完整樁分析判定，從時域或頻域信號的特征表現(xiàn)的信息判定相對來說較簡單直觀，而分析缺陷樁信號則復(fù)雜些，有的信號的確是因施工質(zhì) 量缺陷產(chǎn)生的，但也有是因設(shè)計構(gòu)造或施工工藝本身局限導(dǎo)致的不連續(xù)斷面產(chǎn)生的，例如預(yù)制打入樁的接縫，灌注樁的逐漸擴徑再縮回原樁徑的變截面，地層硬夾層影響等 。 8. 表 列出了根據(jù)實測時域或幅頻信號特征，所劃分的樁身完整性類別。 雖然波速與混凝土強度二者并不呈一一對應(yīng)關(guān)系，但考慮到二者整體趨勢上呈正相關(guān)關(guān)系，且強度等級是現(xiàn)場最易得到的參考數(shù)據(jù)，故對于超長樁或無法明確找出樁底反射信號的樁，可根據(jù)本地區(qū)經(jīng)驗并結(jié)合混凝土強度等級，綜合確定波速平均值，或利用工藝、樁型相同且樁長相對較短并能夠找出樁底反射信號的樁確定的波速，作為 波速平均值。也有資料報導(dǎo)正好相反，例如福建省建筑科學(xué)研究院的試驗資料表明：采用普硅水泥，按相同強度等級試配，骨料為卵石的混凝土聲速略高于骨料為碎石的混凝土聲速。中國建筑科學(xué)研究院的試驗資料表明：采用普硅水泥，粗骨料相同，不同試配強度及齡期強度相差 1 倍時，聲速變化僅為 10%左右；根據(jù)遼寧省建筑科學(xué)研究院的試驗結(jié)果：采用礦渣水泥， 28 天強度為 3 天強度的 4～ 5 倍， 32 一維波速增加 20%～ 30%，分別采用碎石和卵石并按相同強度等級試配，發(fā)現(xiàn)以碎石為粗骨料的混凝土一維波速比卵石高約 13%。波速與樁身混凝土強度整體趨勢上呈正相關(guān)關(guān)系，即強度高波速高，但二者并不為一一對應(yīng)關(guān)系。 8. 4 檢測數(shù)據(jù)分析與判定 8. 為分析不同時段或頻段信號所反映的樁身阻抗信息、核驗樁底信號并確定樁身缺陷位置，必須確定樁身波速及其平均值 cm。每個檢測點有效信號數(shù)不宜少于 3 個，并進行疊加平均提高信噪比。錘頭剛度較小時，沖擊入射波脈沖較寬，含低頻成分多，沖擊力大小相同時，其能量較大，應(yīng)力波衰減較慢，適合于獲得長樁樁底信號或下部缺陷的識別；錘頭剛度較大時，沖擊入射波脈沖較窄，含高頻成分較多，沖擊力大小相同時，雖其能量較小，但更適合于樁身淺部缺陷的識別及定位。若外露主筋過長而影響正常測試時，應(yīng)將其割短。 當(dāng)預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力管樁等樁頂高于地面很多，或灌注樁樁頂部分樁身截面很 31 不規(guī)則，或樁頂與承臺等其他結(jié)構(gòu)相連而不具備傳感器安裝條件時，可將測量響應(yīng)傳感器安裝在樁頂以下的樁側(cè)表面，且宜遠離樁頂。 時，則能減少錘擊信號與響應(yīng)信號的相位差。但是，若要兼顧頻域分辨率，則應(yīng)按采樣定理適當(dāng)降低采樣頻率或增加采樣點數(shù)。測試前樁身波速可根據(jù)本地區(qū)同類樁型的測試值初步設(shè)定，實際分析過程中應(yīng)按由樁長計算的波速重新設(shè)定或按 條確定的波速平均值 cm 設(shè)定。 8. 從時域波形中找到樁底反射位置，僅僅是確定了樁底反射的時間，根據(jù) ΔT =2L/c，只有已知樁長 L 才能計算波速 c，或已知波速 c 計算樁長 L。因此，測試時樁頭不得與混凝土承臺或墊層相連。對于預(yù)應(yīng)力管樁，當(dāng)法蘭盤與樁身混凝土之間結(jié)合緊密時，可不進行處理，否 則，應(yīng)采用電鋸將樁頭鋸平。 8. 3 現(xiàn) 場 檢 測 8. 樁頂條件和樁頭處理好壞直接影響測試信號的質(zhì)量。例如，鐘形力脈沖寬度為 1ms，對應(yīng)的高頻截止分量約為 2020Hz。綜上述，高頻窄脈沖沖擊響應(yīng)測量不宜使用速度傳感器。速度傳感器由于在固有頻率兩側(cè)使用，在其可用頻率段會產(chǎn)生很大的相位越遷（ ≤ 180○ ），問題是該段的相頻曲線并不是線性的。 10%時）約在 10～ 1000Hz 內(nèi)，若要拓寬使用頻帶，理論上可通過提高阻尼比來實現(xiàn)，但從傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計、制作以及可用性看卻又難于做到。 磁電式速度傳感器的阻尼比接近或超過臨界阻尼時，可在其固有頻率兩側(cè)使用。當(dāng)加速度計頻響線性段較窄時，就會造成信號失 真。這是因為，加速度 原始 信號 比 積分 后的速度波形中要包含更多和更尖的毛刺，高頻尖峰毛刺的寬窄和多寡決定了它們在頻譜上占據(jù)的頻帶寬窄和能量大小。實踐證明：除采用小錘硬碰硬敲擊外，速度信號中的有效高頻成分一般在 2020Hz 以內(nèi)。所以應(yīng)盡量選用諧振 頻率較高的加速度傳感器。因此，低應(yīng)變方法仍可用于查明有效檢測長度范圍是否存在缺陷。因此，本條雖然規(guī)定了有效 29 檢測長度的控制范圍，但具體工程的有效檢測長度，應(yīng)通過適用性試驗確定。 8. 由于受激振能量、樁身材料阻尼、樁周土約束等因素的影響，應(yīng)力波從樁頂傳至樁底再從樁底反射回樁頂?shù)膫鞑橐荒芰亢头抵饾u衰減過程。例如，混凝土灌注 樁出現(xiàn)的縮頸與局部離析、夾泥、空洞等，只憑測試信號就很難區(qū)分。 本方法對樁身缺陷程度只作定性判定，盡管利用實測曲線擬合法分析能給出定量的結(jié)果，但由于樁的尺寸效應(yīng)、測試系統(tǒng)的幅頻相頻響應(yīng)、高頻波的彌散、濾波等造成的實測波形畸變，以及樁側(cè)土阻尼、土阻力和樁身阻尼的耦合影響，曲線擬合法還不能達到精確定量的程度。本規(guī)范將上述方法統(tǒng)稱為低應(yīng) 變法。無論瞬態(tài)激振的時域分析還是瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)激振頻域分析， 只是 習(xí)慣上是從波動理論與振動理論兩個不同角度去分析，數(shù)學(xué)上忽略截斷和泄漏誤差時，時域信號和頻域信號可通過 Fourier 變換建立對應(yīng)關(guān)系。據(jù)建設(shè)部所發(fā)工程樁動測單位資質(zhì)證書的數(shù)量統(tǒng)計， 90％以上的單位采用上述方法，絕大多數(shù)單位的動測儀器都具有 Fourier 變換功能，即通過速度幅頻曲線輔助分析評定樁 身完整性，這和瞬態(tài)機械阻抗法 (或瞬態(tài)頻域分析法 )有相似之處；也有些動測儀器還具備實測錘擊力并對其進行 Fourier 變換的功能，進而得到導(dǎo)納曲線，這與瞬態(tài)機械阻抗法相同。 7. 檢測前，宜按下表填寫受檢基樁設(shè)計施工資料表。 7. 除樁身完整性和芯樣試件抗壓強度代表值外，當(dāng)設(shè)計有要求時，應(yīng)判斷樁底沉渣厚度、樁底持 力層巖土性狀（強度）或厚度是否滿足或達到設(shè)計要求。 4 局部混凝土破碎、無法取樣或雖能取樣但無法加工成試件，一般判定位Ⅲ類樁。 2 芯樣連續(xù)、完整、膠結(jié)好或較好、骨料分布均勻或基本均勻、斷口吻合或基本吻合；芯樣側(cè)面無表觀缺陷，或雖有氣孔、蜂窩、麻面、溝槽，但能夠截取芯樣制作成試件；芯樣試件抗壓強度代表值不小于混凝土設(shè)計強度等級；則判定基樁的混凝土質(zhì)量滿足設(shè)計要求 。例如： 1 蜂窩、麻面、溝槽、離析等缺陷程度應(yīng)根據(jù)其芯樣強度試驗結(jié)果判斷。但是，除 樁身裂隙外，根據(jù)芯樣特征描述，不論缺陷屬于哪種類型，都指明或相對表明樁身混凝土質(zhì)量差、即存在低強度區(qū)這一共性。不同鉆芯孔的芯樣在同一深度部位均存在缺陷時，該位置存在安全隱患的可能性大，樁身缺陷類別應(yīng)判重些。 7. 通過芯樣特征對樁身完整性分類，有比低應(yīng)變法更直觀的一面，也有一孔之見代表性差的一面。取同一深度部位各孔芯樣試件抗壓強度的平均值作為該深度的混凝土芯樣試件抗壓強度代表值，是一種簡便實用方法。 7. 由于混凝土芯樣試件抗壓強度的離散性比混凝土標準試件大得多，采用《混凝土強度評定標準》 GBJ10787 來計算混凝土芯樣試件抗壓強度代表值會有時會出現(xiàn)無法確定代表值的情況，為了避免這種情況，對數(shù)千組數(shù)據(jù)進行驗算，證實取平均值的方法是可行的。 7. 6 檢測數(shù)據(jù)分析與判定 7. 混凝土芯樣試件的混凝土強度換算值不等于在施工現(xiàn)場取樣、成型、與構(gòu)件同條件養(yǎng)護試塊的抗壓強度，也不等于標準養(yǎng)護 28 天的試塊抗壓強度。 7. 芯樣試件抗壓破壞時的最大壓力值與混凝土標準試件明顯不同，芯樣試件抗壓強度試驗時應(yīng)合理選擇壓力機的量程，保證試驗精度。 5℃ 的清水中浸泡一段時間后進行抗壓強度試驗。為保證巖石原始性狀，選取巖石芯樣應(yīng)及時包裝并浸泡在水中。 如果同一基樁的鉆芯孔數(shù)大于一個，其中一孔在某深度存在蜂窩、麻面、溝槽、離析等缺陷，芯樣試件強度可 能不滿足設(shè)計要求，按第 條的多孔強度計算原則，在其他孔的相同深度部位取樣進行抗壓試驗是非常必要的，在保證結(jié)構(gòu)承載能力的前提下，減少加固處理費用。 一般來說，蜂窩、麻面、溝槽、離析等缺陷部位的強度較正常膠結(jié)的混凝土芯樣強度低，無論是嚴把質(zhì)量關(guān)，盡可能查明質(zhì)量隱患，還是便于設(shè)計人員進行結(jié)構(gòu)承載力驗算，都有必要對缺陷部位的芯樣進行取樣試驗。同時，該標準第 條指出一組試件的強度代表值應(yīng)由三個試件的強度值確定，增加 3 倍的芯樣試件數(shù)量是不可取的； 3 混凝土樁必須作為受力構(gòu)件考慮，薄弱部位 的強度（結(jié)構(gòu)承載能力）能否滿足使用要求，直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全。 芯樣試件截取與加工 7. 以概率論為基礎(chǔ)、用可靠性指標度量樁基的可靠度是比較科學(xué)的評價基樁強度的方法，即在鉆芯法受檢樁的芯樣中截取一批芯樣試件進行抗壓強度試驗，采用統(tǒng)計的方法判斷混凝土強度是否滿足設(shè)計要求。分層巖層應(yīng)分層描述。 7. 對樁身混凝土芯樣的描述包括混凝土鉆進深度，芯樣連續(xù)性、完整性、膠結(jié)情況、表面光滑情況、斷口吻合程度、混凝土芯是否為柱狀、骨料大小分布情況，氣孔、蜂窩、麻面、溝槽、離析、破碎、夾泥、松散的情況，以及取樣編號和取樣位置。 芯樣取出后，應(yīng)由上而下按回次順序放進芯樣箱中，芯樣側(cè)面上應(yīng)清晰標明回次數(shù)、塊號、本回次總塊數(shù)（可寫成帶分數(shù)的形式）。 7. 當(dāng)出現(xiàn)鉆芯孔與樁體偏離時，應(yīng)立即停機記錄，分析原因。當(dāng)持力層為強風(fēng)化巖層或土層時，可采用干鉆等適宜的鉆芯方法和工藝鉆取沉渣并測定沉渣厚度。 7. 鉆至樁底時，為檢測樁底沉渣或虛土厚度，應(yīng)采用減壓、慢速鉆進，若遇鉆具突降，應(yīng)即停鉆，及時測量機上余尺，準確記錄孔深及有關(guān)情況。 3 提放鉆具時，鉆頭不得在地下拖拉；下鉆時金剛石鉆頭不得碰撞孔口 或孔口管上；發(fā)生墩鉆或跑鉆事故，必須提鉆檢查鉆頭，不得盲目鉆進。 金剛石鉆進技術(shù)參數(shù)： 1 鉆頭壓力：鉆芯法的鉆頭壓力應(yīng)根據(jù)混凝土芯樣的強度與膠結(jié)好壞而定，膠結(jié)好、強度高的鉆頭壓力可大，相反的壓力應(yīng)小； 一般情況初壓力為 ；正常壓力 1MPa； 2 轉(zhuǎn)速：回次初轉(zhuǎn)速宜為 100r／ min 左右， 正常鉆進時可以采用高轉(zhuǎn)速，但芯樣膠結(jié)強度低的混凝土應(yīng)采用低轉(zhuǎn)速； 3 沖洗液量：鉆芯法宜采用清水鉆進，沖洗液量一般按鉆頭大小而定。開孔宜 采用合金鉆頭、開孔深為 ～ 后安裝孔口管，孔口管下入時應(yīng)嚴格測量垂直度，然后固定。設(shè)備安裝后，應(yīng)進行試運轉(zhuǎn)，在確認正常后方能開鉆。因此，應(yīng)對樁底持力層進行足夠深度的鉆探。 樁端持力層巖土性狀的準確判斷直接關(guān)系到受檢樁的使用安全。 7. 3 現(xiàn) 場 檢 測 當(dāng)鉆芯孔為一個時，規(guī)定宜在距樁中心 10～ 15cm 的位置開孔，是考慮導(dǎo)管附近的混凝土質(zhì)量相對較差、不具有代表性；同時也方便第二個孔的位置布置。從經(jīng)濟合理的角度綜合考慮，規(guī)定鉆頭外徑不得小于 100mm。樁較長時 ，應(yīng)使用扶正穩(wěn)定器確保鉆芯孔的垂直度。金剛石鉆頭切削刀細、破碎巖石平穩(wěn)、鉆具孔壁間隙小、破碎孔底環(huán)狀面積小、且由于金剛石較硬、研磨性較強，高速鉆進時、芯樣受鉆具磨損時間短，容易獲得比較真實的芯樣，是取得第一手真實資料的好辦法，因此鉆芯法檢測應(yīng)采用金剛石鉆進。鋼粒鉆進能通過堅硬巖石，但鉆頭與切削具是分開的，破碎孔底環(huán)狀面積大、芯樣直徑小、芯樣易破