低应变曲线形态的影响因素分析

来源: 发布时间:2019-08-14 09:38:39

  摘要:基桩检测中低应变曲线复杂多变,形状欠规则,单独分析曲线有时会造成误判。针对这一问题,本文结合工程实际,对地质条件和施工工艺、方法等因素对低应变曲线形态的影响进行了分析,分析结果说明,实际工程中由于各种因素的影响,曲线往往不规则,不易分析,为了对成桩质量做出正确的评价,需结合实际条件综合判定。

  关键词:低应变;曲线形态;地质条件;施工工艺

  1.低应变检测原理

  低应变动力检测视桩为一维弹性体。当用手锤敲击桩顶后,产生一应力波并沿桩身向下传播,根据一维波动理论:应力波在波阻抗变化界面处或桩底将产生反射,反射到桩顶的应力波通过安装在桩顶的拾振器(传感器)所接收,并用采样仪采集下来,整个过程由计算机控制。检测到的波形便反映出桩本身的结构特性,即不同形式的桩身结构,会导致应力波的反射特性不同;结构面变化的位置不同则反射应力波到达的时间不同。

  在一些教科书、专业书籍或文献中都可找到关于低应变曲线判释的标准,一般认为缺陷处有同向反射信号且反射波幅愈高缺陷就愈严重。但在实际应用中,缺陷是千变万化的,有时还会因施工工艺造成缺陷假象,这就要求在分析桩身质量时,不能仅仅依靠低应变曲线,还要结合施工工艺、施工过程、工程地质条件等影响因素综合分析,必要时采取其他方法验证,以确保判断的准确性。

  2.实例分析

  以某电厂基桩低应变检测曲线为例,对三种典型的低应变曲线进行分析。

  2.1理想的实测曲线

  图1 煤场隧道桩1SD2低应变曲线

  电厂1#圆形煤场桩基施工区域上部地层为天然粘土层,无回填土,施工工艺为旋挖干作业成孔。现场部分开挖揭露的桩身形状规则,无扩径、缩颈等现象。该区域基桩检测低应变曲线普遍比较理想,平滑规则,桩底反射明显,如图1所示。

  2.2地层条件变化对曲线形态的影响

  图2 1#冷却塔区域三根低应变曲线

  以第三根桩为例,12.5m位置处有类似桩底反射的同相反射波出现,如果该位置处为桩底,那么该桩长度与施工单位提供的16.7m的桩长有4.2m的差距,桩长明显不够。通过综合分析该区域其它桩的低应变检测曲线发现,以图2所示的三根桩的低应变曲线为例,每根桩在12m附近深度都出现了类似桩底反射波或扩径反射波出现,并且深度基本一致。由此可见该反射波的出现并非个例,而是该区域的普遍现象。钻孔抽芯的结果表明,该区域桩的长度与施工单位提供的桩长信息是基本一致的,因此可以排除以上三根桩桩长不够的可能。综合以上分析,最大的可能性就是11m左右深度处出现的地层的突变,导致土阻力的突变,从而导致此深度处出现了异常反射信号。通过附近的地层钻孔资料,可基本证实上述判断。

  2.3回填土与护筒对曲线形态的影响

  图3 2#电除尘46#桩低应变曲线

  图3显示的是2#电除尘46#桩(设计桩径800mm)的低应变检测曲线。由该曲线可以看出,桩头下3米存在疑似缺陷的反射信号。该区域回填土质量较差,存在较多大块石没有破碎,为防止表层填土塌落,施工单位在成孔过程中使用了长护筒,护筒直径为1m。反观46#桩,桩头实测直径1m,3m深度恰恰是护筒底的位置,桩在此位置以下便进入稳定的天然土层,桩径恢复至800mm,相对于护筒范围内的扩颈,形成了一个相对的“缩颈”假象。过程中亦通过开挖验证证实了上述判断。

  3.结语

  通过以上实例分析表明,混凝土灌注桩的低应变检测应注意以下几点:

  (1)掌握基桩位置的工程地质、水文地质情况:是否回填区,地层是否稳定,有无夹层等。

  (2)了解所检测桩的施工工艺和方法:是反循环、正循环、旋挖还是冲击成孔;成孔过程中是否采用泥浆护壁等。

  (3)了解施工过程中有无异常:导管是否始终在混凝土面以下;浇筑是否及时、连续;拔护筒时有无破坏桩头等。

  总之,低应变检测不能仅仅依靠曲线分析判定,要多方面综合分析。

  参考文献:

  [2] 訾平华. 某铁路桥几种典型缺陷桩的低应变曲线实例分析[J]. 铁道标准设计,2010.

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