浅谈应力反射波法在桥梁桩基检测中的常见问题论文_谭园辉

浅谈应力反射波法在桥梁桩基检测中的常见问题论文_谭园辉

广东逸华交通工程检测有限公司

摘要:现阶段我国大部分桥梁桩基所采用的测量方法是反射波(PIT)检测。反射波(PIT)检测方法的优缺点比较明显,优点是测量快,投入低以及具有很强的适用性,缺点是测量结果不精准,因为在测量过程中容易出现细微的数据差,这就导致我们测量的结果的不精准。由于种种原因,我们的技术工作人员对于反射波(PIT)检测方法的效果产生怀疑。本文主要是要研究反射波(PIT)检测方法在检测工作中所遇到的问题。

关键词:反射波(PIT)测量;桥梁桩基;检测分析;问题

一、反射波(PIT)测量技术的概述

反射波(PIT)测量技术的概念就是在反射波的应用基础上,利用手锤在桩头上产生的冲击力,以桩头为媒介产生向下的反射波,然后再以速度传感器,接受前面向下传导的反射信号,我们以此信号为基础,做出相对于的信息分析,用来判断桩身的状态。

反射波(PIT)测量技术的运行原理主要是利用的一维弹性杆纵波理论。以桩身作为一维弹性杆纵波理论中的一维弹性体构件[1]。当手锤在桩头产生冲击力时,桩头产生向下的反射波,反射波以应力波的形式传递,然后我们再根据一维波动方程式计算出反射波的传递规律。

一般在使用一维弹性杆纵波理论测量桩基时,有一点需要注意的,就是激振脉波的波长和桩基的半径比值要大于10,如果比值小于10,则无法实现测量目的。此外对于激振脉波的波长以及桩基的长度的比值不要过大,不然就会导致应力波的传播波动不明显,是我们研究工作人员对于桩基础的完整性产生错误的判断。

还有些桩基础的知识是我们需要注意的,如:桩基础的横向、纵向尺寸和脉冲波的关系恰恰呈反向的。这样就会导致我们在针对直径较大的桩基础浅部的检测就会出现误差,进而导致反射波检测发生一定的变化,最终导致我们无法通过发射波的曲线观测整个桩基础的测量数据。

二、桩基检测问题

在进行桩基检测时,容易出现一些常发生的问题。当检测波速正常时,首波与桩底反射波之间产生的反射波为同向反射波,这就是我们经常遇到的缩颈问题,此外还有就是当反射波的传播速度低于平均速度时,且首波和桩底反射波也出现同向反射波时就出现了离析问题[2]。还有其他问题如:扩径、断桩。扩径是指当检测到的波速保持正常时,首波和桩底反射波产生反向反射波。而断桩就是当波速传播的现象出现波速快,且首波和桩底反射波产生同向反射波。

三、检测技术分析

在进行现场检测时一定要做好检测技术的分析,它关系到我们检测结果正确与否,直接决定了我们检测结果的成败,接下来就让我们分析下在现场检测时需要特别注意的几点。

(一)桩头检测分析

在进行桩头检测时,我们所采用的是低应变反射波检测法,在低应变发射波检测法过程中,要求我们的传感器和敲击点的装置位置,在混凝土硬度较高且表面平坦的位置中,而且还要使传感器与桩身保持垂直角度。如果装置位置没有按照要求,就会使敲击点的位置落在不平整或者是没有凿干净的地方,这样就会影响到应力波不能完全的向下垂直传播,进而影响桩基础底部的信息检测,最终导致整个检测结果的不精准,需要我们再次进行检测工作。

(二)传感器检测分析

在进行低压变反射波桩基检测中的一个重要部分就是如何选择传感器,传感器与桩基础要相匹配,否则就会导致我们检测的失败。在大多数时候,我们都会选择频率范围比较宽、灵敏度相对较高的感应器,再有就是感应器的波动范围要大。争取做到感应器与桩基础的匹配程度最大,只有匹配程度越高,我们检测到的结果也就越精准。当然也可以利用粘结度比较高的粘结物来提高感应器与桩基础的结合度,使感应器与桩基础的粘结程度达到最佳粘结度,减少杂波的影响[3]。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过以往的实践经验得知,若是在桩基础顶部的圆心敲击的话,就要将传感器装置在距离桩基础中心三分之二的地方最好。

(三)激振锤的检测分析

激振波是由于锤击所产生的反射波,所以对于锤子的选择就比较重要了,如铁质的锤子的刚度就比较大,产生的反射波脉冲宽度较窄,能够提高我们对于缺陷位置的分辨率。但是反射波产生的快,衰减的也快,这对于我们针对桩身以及桩底位置的测量十分不利。而尼龙材质的锤子的刚度相对来说就要较小一些,它所产生的反射波脉冲较宽,对我们检测桩身和桩基础底部位置十分有利。但是在检测过程中不容易找出桩头的缺陷。所以如何选择激振锤就需要我们在进行检测之前就要做好的一项重要工作。我们可以根据桩基础的实际情况来选择相对应的激振锤。

(四)嵌岩桩分析

对于嵌岩桩我们需将入岩和桩底区别开来,大多数的普通桩和摩擦桩,它们的桩底反射波同为同向反射波,而嵌岩桩在进行入岩过程中,遇到强度高于混凝土的岩石时就会产生反向波,反向波的位置在入岩位置,这与上面所讲的扩径问题相似。当岩石层比较厚的时候,我们就很难检测到桩底,当岩石层的强度比较低的时候,就会在桩底出现同向反射波,那么,这个位置就是真正的桩底位置。此外,就摩擦桩来讲,土层的变化也会进而导致图形的缺陷,所以在我们检测到桩基出现缺陷时,为了避免出现意外,应参考相应的地质资料来进行分析。

四、检测人员检测分析

桩基础检测对于检测人员的能力要求比较高,需要我们的检测人员具有很强的专业能力、综合情况分析能以及反应能力,在进行检测的时候还要检测人员做好资料预备以及检测记录。

(一)对于低压变反射波检测技术,有关的检测规范中已经提出,低压变反射波检测技术仅仅适用于检测桩身的完整与否,不能测量其承载力。如果是需要通过低应变反射波测量法来测量桩身承载力,需要结合静载实验共同检测。在进行低应变反射法检测桩基础工作过程中,还要注意一维杆所建立的偏微分方程。要能够确保桩顶的自由。如果当浇筑完承台,在进行低应变反射波测量,就会出现检测错误。

(二)在检测过程中需要注意的是反射波的波速不与桩基础的混凝土强度成对比关系,主要影响因素有反射波不仅与桩基础的混凝土的强度有关,还与桩身的长度、混凝土的成分比例、密度、骨料品种甚至是施工工艺有关。所以对于我们施工人员来说,千万不要认为桩基础的反射弧和混凝土的强度具有相对应的关系。

(三)有些测量人员在进行测量的时候会认为当使用低应变检测桩基础完整性时,在入射波达到桩基础底部的时候,应该还有另一个反射波和入射波同时到达桩基础底部。其实在正常的检测过程中,当桩基础中一部分桩身的阻力和持力层的阻力相匹配的时候,有反射波也是正常现象。但是在嵌岩桩这个过程来说,如果出现了一种和入射波方向相反的波动时,就说明该检测方法不合理,需要另外在使用其他的方法检测嵌岩桩。

(四)从现阶段看,由于受到科学技术的限制,有关部门并未明确说明波速和强度的关系。在检测现场输入波速则就需要我们现场检测工作人员的经验了。现场的工作人员可以从时域图中得出当检测桩身缺陷遇到阻挡的时候,可以将之前记录下来的时域波动图进行分析,以求得更为直观,清晰的图形。当从检测出桩底的显示不明显的情况下,我们可以利用加速度波,帮助我们进行分析。

五、小结

在进行桥梁桩基检测中所使用的低应变反射波检测方法,优势明显,但是对于其工作原理,一维弹性杆纵波理论在具体的检测工作中的运用还需要一定提高。对于检测工作人员我们也应该提高要求标准,要掌握扎实相关的专业检测理论知识,并能够熟练的将之运用到实际的检查工作中,并且还要能够结合前人的工作经验,进行准确、有效的测量,以避免出现差错。

参考文献:

[1]宫昊,陈浩,何晓,苏畅,王秀明,王柏村,严晓辉.基于单偶极混合测量模式的反射波测井方法研究(英文)2018(Z1):393-400+566-567.

[2]竺明星,戴国亮,卢红前,龚维明,万志辉.侧阻附加弯矩对桥梁桩基水平承载力影响研究[J/OL].铁道标准设计:1-10[2019-02-21]1004-2954.

[3]常富贵.地铁盾构侧穿高速铁路桥梁桩基施工技术与应用[J].工程建设与设计,2018(24):204-205.

论文作者:谭园辉

论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期

论文发表时间:2019/5/8

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