摘要：本文先簡要介紹了公路橋梁中鉆孔灌注樁質量各種檢測方法，并主要分析了反射波法的基本原理及影響基樁質量檢測波形的因素，以便準確判定灌注樁的質量好壞。

　　關鍵字：公路橋梁,鉆孔灌注樁,質量檢測

　　隨著我國交通基礎設施建設的快速發展，鉆孔灌注樁作為一種基礎形式以其適應性強、成本適中、施工簡便等特點仍將被廣泛地應用于公路橋梁及其它工程領域。灌注樁能將上部結構荷載傳遞到深層穩定的土層中，從而大大減少基礎沉降，是一種極為有效，安全可靠的基礎形式。但是，灌注樁的施工大多是在地面下或水下完成，施工工序多，質量控制難度大，稍有不慎易產生斷樁等嚴重缺陷。因此，灌注樁的質量檢測和依據檢測數據判斷樁身質量就顯得格外重要。

　　鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。20世紀40年代初隨著大功率鉆孔機具的研制成功首先在美國問世，二戰后，世界各地特別是歐美發達國家經濟復蘇與發展，時至今日，隨著科學技術的日新月異發展，鉆孔灌注樁在高層、超高層的建筑物和重型構筑物中被廣泛應用。當然，在我國，鉆孔灌注樁設計及施工水平也得到了長足的發展。

　　一、目前國內外常用的樁基檢測方法

　　1.鉆芯檢測法：用地質鉆機在樁身上沿長度方向鉆取芯樣，通過對芯樣的觀察和測試確定樁質量。但這種方法只能反映鉆孔范圍內的小部分混凝土質量，而且設備龐大、費工費時、價格昂貴，不宜作為大面積檢測方法，而只能用于抽樣檢查，或作為無損檢測結果的校核手段。

　　2. 振動檢測法：它是在樁頂用各種方法施加一個激振力，使樁體及樁土體系產生振動。并在樁內產生應力波，通過對波動及波動參數的分析，以推定樁體混凝土質量及總體承載力的一種方法。這類方法主要有四種，分別為敲擊法和錘擊法、穩態激振機械阻抗法、瞬態激振機械阻抗法、水電效應法。

　　3.超聲波脈沖檢驗法：該法是在檢測混凝土缺陷的基礎上發展起來的。其方法是在灌注樁混凝土前沿樁的長度方向平行預埋若干根檢測用管道，作為超聲檢測探頭的通道。檢測時探頭分別在兩個管子中同步移動，沿不同深度逐點測出橫斷面上超聲波脈沖穿過混凝土時的各項參數，并按超聲波檢測原理分析每個斷面上混凝土質量。

　　4.射線法：該法是以放射性同位素輻射線在混凝土中的衰減、吸收、散射等現象為基礎的一種方法。當射線穿過混凝土時，因混凝土質量不同或因存在缺陷，接收儀所記錄的射線強弱發生變化，據此來判斷樁的質量。

　　5.動力檢測法。目前對灌注樁質量檢測一般都采用對樁身無破損的動力檢測法(主要是低應變檢測)。根據作用在樁頂上動荷載能量是否使樁土之間發生一定塑性位移或彈性位移，而把動力測樁分為高、低應變兩種方法。對樁頂施加錘擊，使樁身不沉應變達到1.5～2.5mm以上的稱為高應變動測法，否則稱為低應變動測法。前者對了解樁的承載力效果較好，后者對檢驗樁身混凝土勻質性效果較優;前者檢測設備較笨重，價格貴，且因要求錘與樁的重量比須大于O.08～0.2，因此檢測大直徑、深長的灌注樁，錘的質量要求大于10噸以上，相應的吊張、搬運設備都顯得笨重;后者設備較輕便，價格低。

　　二、應力反射波法檢測分析

　　1.反射波法的基本原理。

　　反射波法源于應力波理論，基本原理是在樁頂進行豎向激振，彈性波沿著樁身向下傳播。在樁身明顯存在波阻抗界面(如樁底、斷樁或嚴重離析等部位)或樁身截面積變化(如縮頸或擴頸)部位，將產生反身波。經接收、放大濾波和數據處理，可識別來自樁身不同部位的反射信息。據此計算樁身波速、判斷樁身完整性和混凝土強度等級。當樁嵌于土體中，將受到樁周圍土的阻尼作用，樁的動力特性滿足一維波動方程。即：δ2v/δx2—1/vp2×δ2v/δt2一n/EA ×δv/δt=O.其中v----質點振動位移，X----振動質點到振源的距離，t----質點振動的時間，n----阻尼系數，A----樁的截面積，Vp----縱波在樁中傳播的速度Vp=E/p.p----樁的質量密度。

　　當在樁頂施加瞬時外力F(t)時，樁內只存在下行波，波在不同的波阻抗面上發生反射。從上式中，可推導出應力波在樁體中旅行的時間及其對不同結構介質樁的縱波速度：Vp=2Lhb，L----樁長，tb----樁底反射波到達時間，當樁身存在缺陷或斷樁時，各界面反射波使曲線變得復雜，認真分析波形并選出可靠的缺陷反射時間t，從而得到缺陷部位距樁頂的距離：Lˊ=VpmΔtb/2，Vpm--同一工地多根已檢合格樁樁身縱波速度的平均值。Lˊ----缺陷部位距樁頂的距離。

　　2.現場檢測及注意事項。

　　①安裝全部測試設備，并應確認各項儀器裝置處于正常工作狀態;

　　②在測試前應正確選定儀器系統的各項工作參數，使儀器在設定的狀態下進行試驗;

　　③在瞬態激振試驗中，重復測試的次數應大于4次;且應采取不同重量和材料的激振設備進行數據采集，必要時應采用不同類型的傳感器進行數據采集，從而確定正確的激振設備和傳感器。

　　④在測試過程中應觀察各設備的工作狀態，當設備均處于正常狀態時，則該次測試有效;

　　3.實測曲線判讀解釋的基本方法。

　　由于樁身種類復雜，實測曲線判讀人員的技術水平有限，實測資料的解釋是一項較為困難的工作。

　　(1)缺陷存在可能性的判讀。判斷樁身缺陷存在與否，需分辨實測曲線中有無缺陷的反射信號，及分辨樁底反射信號。樁底反射明顯，一般表明樁身完整性好，或缺陷輕微、規模小。另外計算樁身平均波速，從而評價樁身是否有缺陷及其嚴重程度。此外，還應分析地層等資料，排除由于樁周圍土層對波阻抗變化過大等因素造成的假反射現象。

　　(2)多次反射及多層反射問題。當實測曲線中出現多個反射波時，應判別它是同一缺陷面的多次反射，還是樁間多次缺陷的多個反射，前者，即缺陷反射波在樁頂面及缺陷面問來回反射，其主要特征：反射波至時間成倍增加，反射波能量有規律遞減。后者往往是雜亂的，不具有上述規律性。多次反射現象的出現，一般表明缺陷在淺的位置，或反射系數較大(如斷樁)。它是樁頂存在嚴重離析或斷樁的有力證據。多層反射不只表明缺陷可能有多處，而且由下層缺陷反射波在能量上的相對差異，可推測上部缺陷的性質和相對規模。

　　4.一般情況下較好波形特征：(1)多次錘擊的波形重復性好;(2)波形真實反映樁的實際情況，完好樁樁底反射明顯;(3)波形光滑，不應含毛刺或振蕩波形;(4)波形最終回歸基線。

　　5.影響基樁質量檢測波形的因素。

　　(1)露出于樁頭鋼筋對波形的影響。由于灌注樁考慮到以后的承臺問題，樁頭均有鋼筋露出，這對實測波形有一定的影響，嚴重時可影響反射信號的識別。

　　(2)樁頭破損對波形的影響。灌注樁頭表面松散，將使彈性波能量很快衰減，從而削弱樁尖及樁底反射信號，影響波形的識別。有效途徑是：將松散處鏟去。

　　(3)樁的強度對波形的影響。樁的齡期短，強度低，將降低應力波在混凝土中的傳播速度，影響對樁長的判別。

　　總之，運用應力波反射法檢測灌注樁的施工質量，具有檢測速度快、費用低、便于全面普查樁的質量、判別樁的完整性和質量缺陷等優點，特別是對于一些支撐樁樁底以下淺部的地質情況有較好的檢測數據，同時可以解決聲波檢測法只能檢測樁身內部質量而不能檢測樁底以下的地質情況的不足之處，是一種值得推廣的方法。