反射波法樁基檢測(cè)中砼波速異常原因淺析

1、.反射波法樁基檢測(cè)中砼波速異常原因淺析工程科技反射波法樁基檢測(cè)中砼波速異常原因淺析談萬洲(鹽城市建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司江蘇鹽城224000)摘要:本文通過工程實(shí)例中反射菠法檢測(cè)時(shí)砼波速異常情況分析.提出反射波法檢測(cè)波速異常時(shí)應(yīng)加以考慮的一個(gè)主要因素.關(guān)鍵詞:反射汶法樁基檢溯沒速異1前言樁基檢測(cè)中,低應(yīng)變動(dòng)力試樁法"反射波法"是目前最普遍采用的方法之一.其理論依據(jù)充分,測(cè)試技術(shù)簡(jiǎn)單,波形判斷直觀,可診斷樁身斷裂,砼離析,縮頸,擴(kuò)徑等缺陷,并能確定其所在部位,同時(shí)也能對(duì)樁長(zhǎng)進(jìn)行查核.所以反射波被廣泛應(yīng)用于樁基的質(zhì)量普查.但樁基動(dòng)測(cè)是一門新技術(shù),知識(shí)面廣,多學(xué)科交叉,涉及振

2、動(dòng),波動(dòng)理論,土的力學(xué)特性,測(cè)試技術(shù),電子計(jì)算機(jī)知識(shí)等.因此在實(shí)際測(cè)試過程中,如果不綜合分析異常情況,常常會(huì)出現(xiàn)誤判.問題是波速的確定,操作過程中確定與樁的砼強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的波速顯得至關(guān)重要,前人已通過大量的對(duì)比試驗(yàn)得到兩者間的關(guān)系(見表1).表1砼強(qiáng)度與砼波速的關(guān)系(在空氣介質(zhì)中)齡期Cl5C2OC3OC407天,2170,l4天/2840,21天,2840,28天2700350042604360由于樁入土后波速會(huì)大大降低,因此2反射波檢測(cè)中存在的問題又建立起適合工程使用的對(duì)應(yīng)關(guān)系.(以鉆2.1正常波速孔灌注樁成樁1個(gè)月左右為例):C20r對(duì)應(yīng)在工程的實(shí)際檢測(cè)中我們普遍遇到的的砼波速大致在320

3、03500m/s;C25f其波l1(圈二)=:哆.一一;f髓三)'嬲瑤)稿靜f霸七,=卜一j爨六)斑FV一rjtI凰八鞴甌噸B_自啦m*雄精I(xiàn)tt朔趣觸-l薯I蕾"'孽t曬綹-It94#*?t速大致為3400-3700m/s.若超過此范圍則應(yīng)懷疑其有質(zhì)量問題:如波速偏低可能是砼強(qiáng)度低,有離析等問題存在;波速偏高可能有效樁長(zhǎng)偏短或斷樁的可能(視具體情況而定).此時(shí)砼波速是一個(gè)中間值,它是樁身砼強(qiáng)度的反映,一般來說砼強(qiáng)度愈高,砼波速愈高,反之就低.2.2異常波速在多年的工程實(shí)踐中,又不少例子似乎說明砼強(qiáng)度與砼波速間的關(guān)系超常規(guī).如:不少鉆孔灌注樁C25砼波速不但超過380

4、0m/s,甚至達(dá)到4000m/s以上,(雖然類似情況所占比例不高),但若按傳統(tǒng)方法(現(xiàn)普遍采用鉆芯取櫸驗(yàn)證樁達(dá)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)后提高波速),往往容易產(chǎn)生誤判或無法判的現(xiàn)象,這應(yīng)引起我們高度重視.3工程實(shí)例及原因分析以我市某工程為例:基礎(chǔ)采用沉管灌注樁,設(shè)計(jì)樁徑4(mm,設(shè)計(jì)樁長(zhǎng).l3.5m,砼強(qiáng)度為C20.用低應(yīng)變對(duì)所有工程樁進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)樁底反射信號(hào)清晰,按3500m/s波速試算,樁長(zhǎng)普遍偏短2.0-3.0米,平均波速需提高U4200m/s,以上樁長(zhǎng)方可符合實(shí)際情況,這與理論不符,最后仍按3700m/s的平均擬設(shè)波速,被判樁長(zhǎng)普遍偏短1.5m左右.典型圖形(如圖1).出現(xiàn)異常后通過向現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理和施工單

5、位質(zhì)詢,他們都認(rèn)為施工中鉆孔深度肯定不小于設(shè)計(jì)要求,沉渣也控制在規(guī)定以內(nèi),且砼灌注澆筑正常,也就是說施工過程中無異常情況出現(xiàn),實(shí)際樁長(zhǎng)應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度,同時(shí)也排除了樁檢測(cè)儀器的原因.這樣就產(chǎn)生了一個(gè)矛盾,若按樁長(zhǎng)13.5m反過來推算砼波速一般都在4200m/sPA上,這同砼強(qiáng)度與波速取值的對(duì)應(yīng)關(guān)系嚴(yán)重不相符合.經(jīng)與各方商定,最后將做靜載試驗(yàn)用錨樁(鋼筋通長(zhǎng)且樁直徑較小無法鉆芯),通過用直徑500mm鋼套將樁連樁周土一起拔出(示如圖2).通過測(cè)量:樁長(zhǎng)達(dá)l3.5米,樁徑基本符合設(shè)計(jì)要求.我們用低應(yīng)變對(duì)此樁進(jìn)行了全面檢測(cè):首先用低應(yīng)變將樁底作為測(cè)試端連同樁鋼套和樁周土進(jìn)行檢測(cè)(如圖3).波速3700

6、m/s,樁長(zhǎng)l3.2m.其次割斷鋼套管后,檢測(cè)自由樁體,將樁底作為測(cè)試端檢測(cè)(如圖4),波速3400m/s,樁長(zhǎng)13.5m,再通過取芯試驗(yàn)表明樁身砼強(qiáng)度并不超標(biāo),平均值接近C20,最低的只有Cl0左右.這樣一個(gè)矛盾的問題出現(xiàn)了:如按砼強(qiáng)度與波速的關(guān)系選擇正常波速所測(cè)樁長(zhǎng)與實(shí)際樁長(zhǎng)嚴(yán)重不符,如調(diào)整成很高的砼波速則違反砼強(qiáng)度與波速存在的關(guān)系(砼強(qiáng)度并不高)本人通過各方情況綜合分析認(rèn)為:低應(yīng)變所測(cè)樁底反射并不是真正的樁底反射商品與質(zhì)量2010年12N:FU19一書工柱科技信號(hào),而是變截面反射信號(hào).通過對(duì)拔出樁施工現(xiàn)場(chǎng)拔出情況說明,當(dāng)鋼套管向下套樁時(shí),在距離樁底2.0m左右非常困難,經(jīng)加大沖擊力后迅速

7、穿透,這說明樁身在此有可能擴(kuò)徑.對(duì)照地質(zhì)報(bào)告(見表2)由于第六層土為淤質(zhì)粉砂且飽和,樁身容易形成擴(kuò)徑,而七層為粉砂且稍密飽和,在此層樁身不易擴(kuò)徑且勢(shì)必將恢復(fù)原表2來直徑(設(shè)計(jì)),這樣就形成在樁變載面處樁徑變化很大,對(duì)于低應(yīng)變檢測(cè)來說在此處為嚴(yán)重縮徑.低應(yīng)變錯(cuò)誤認(rèn)為是樁底信號(hào)(儀表和操作系統(tǒng)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)將進(jìn)行放大).從拔出樁仔細(xì)檢查,發(fā)現(xiàn)在距樁底2.0-2.5米處砼四周被割斷(由于鋼套管下壓所致),后將原檢測(cè)低應(yīng)變圖形用34OOm/s(實(shí)際應(yīng)更低)反算樁長(zhǎng)為l1m土層分界土層編號(hào)土層描述層底深度本層厚度mml耕質(zhì)土,褐色,疏松0.3O.32粉質(zhì)粘土夾粘土,黃色,可塑1.71.43淤泥質(zhì)土,灰黑

8、色,軟塑5.33.64粘土夾粉土,黃色,可塑6.31.05粉砂,灰色,精密,飽和7.2O.96淤質(zhì)粉砂,灰色,精密,飽和l1.94.77粉砂,灰色,精密,飽和l5.03.1,:.一一.10?圖9圖10(即變截面位置).波形圖形如圖6為了能驗(yàn)證這樣的結(jié)果,我們對(duì)與其土質(zhì)情況相近的東臺(tái)市某工程采用的振動(dòng)灌注樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為14米,砼強(qiáng)度等級(jí)為C20,用低應(yīng)變檢測(cè)普遍偏短2.0米左右(圖形如圖7).后在其附近用同工藝,同材料,同等級(jí),同樣方式打入一根設(shè)計(jì)短2.0米的樁,再用低應(yīng)變檢測(cè).(圖形如圖8)低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果相同,說明以上假設(shè)成立.另外,為什么樁有擴(kuò)徑現(xiàn)象,低應(yīng)變卻無反應(yīng).本人認(rèn)為主要由于擴(kuò)徑不是規(guī)

9、則形狀或者是梯形擴(kuò)徑(擬設(shè)圖形如圖9),而梯形擴(kuò)徑低應(yīng)變無法檢測(cè),這通過對(duì)某工程用電線桿長(zhǎng)度為8m,一端直徑為257mm,另一端直徑為150mm,砼強(qiáng)度等級(jí)為C30,所測(cè)圖形如圖10.所以樁身在第六層土中擴(kuò)徑不反應(yīng)或反應(yīng)不明顯.再有樁身在鋼套管中,砼波速為3700m/s,比自由狀態(tài)砼波速3400m/s高,這跟理論上波在如鋼等高強(qiáng)介質(zhì)中傳播速度高時(shí)相符合的.4結(jié)論綜上所述:筆者認(rèn)為采用低應(yīng)變反射波法檢測(cè)樁的質(zhì)量過程中,砼波速取值不應(yīng)隨意變動(dòng),超出常規(guī),切不可以單純用鉆芯取樣的方法來簡(jiǎn)單加以驗(yàn)證,從而反推所采用的砼波速.因此,對(duì)波速異常時(shí),應(yīng)根據(jù)地質(zhì)和施工等各方面情況綜合考慮,并通過多種檢測(cè)手段以

10、此來解決砼波速異常問題,以提高檢測(cè)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性.(上接18頁)4,建筑裂縫的控制裂縫分為運(yùn)動(dòng),不穩(wěn)定,穩(wěn)定,閉合,愈合等幾大類型.雖說骨料內(nèi)部凝固時(shí)產(chǎn)生的微觀裂縫不可避免,但從質(zhì)量角度考慮應(yīng)盡可能減少.由于高層建筑混凝土強(qiáng)度普遍較高,混凝土量較大,且?guī)в械叵率?所以裂縫產(chǎn)生的可能性更大.下面主要敘述有關(guān)對(duì)裂縫的"放","抗"相關(guān)措施.所謂"放",就是結(jié)構(gòu)完全處于自由變形無約束狀態(tài)下,有足夠變形余地時(shí)所采取的措施;所謂"抗",就是處于約束狀態(tài)下的結(jié)構(gòu),在沒有足夠的變形余地時(shí),為防止裂縫所采取的措施.4.1&quo

11、t;放"的措施:砌筑填充墻至接近梁底,留一定高度,砌筑完后間隔至少一周,宜15d后補(bǔ)砌擠緊;合理分縫分塊施工,在柱,梁,墻板等變截面處宜分層澆搗等.4.2"抗"的措施:盡量避免使用早強(qiáng)高的水泥,積極采用摻合料和混凝土外加劑,降低水泥用量(宜<450kg/1TI).實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,每m混凝土的水泥用量增加lOkg,其水化熱將使混凝土的溫度升高l.高層混凝土用量大,有時(shí)還有大體積混凝土,從經(jīng)濟(jì),實(shí)用角度宜摻入外加劑.當(dāng)然摻入外加劑后,要預(yù)計(jì)對(duì)早期強(qiáng)度的影響程度.據(jù)此可提請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)科研部門予以探討和評(píng)定.選擇合理的最大粒徑砂石,這樣可減少水和水泥用量,減少泌水,

12、收縮和水化熱.有資料顯示:用540ram碎石,比用525mm的碎石,可減少用水量687K/m降低水泥用量15kg/m;用M=2.8的中粗砂比用M=2.3的中粗砂,可減少用水量2025kg/m,降低水泥用量20257K/O.在施工工藝上,應(yīng)避免過振和漏振,提倡二次振搗,二次抹面,盡量排除混凝土內(nèi)部的水分和氣泡.現(xiàn)澆板中的線盒置于上,下層筋中間,交叉布線處采用線盒,沿預(yù)埋管線方向增設(shè)直徑為中6l5O,寬度450的鋼筋網(wǎng)帶.4.3"放","抗"相結(jié)合的措施.在混凝土裂縫的預(yù)防中,對(duì)新澆混凝土的早期養(yǎng)護(hù)尤為重要.為使早期盡可能減少收縮,需主要控制好構(gòu)件的濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)

13、,避免表面水分蒸發(fā)過快,產(chǎn)生較大收縮的同時(shí),受到內(nèi)部約束而易開裂.對(duì)于大體積混凝土而言,應(yīng)采取必要的措施(埋設(shè)散熱孔,通水排熱),避免水化熱高峰的集中出現(xiàn);同時(shí)在養(yǎng)護(hù)過程中對(duì)表面,中間,底部溫度進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)(尤其在前3天).對(duì)混凝土澆筑后的內(nèi)部最高溫度與氣溫宜控制在25以內(nèi),否則因溫差過大產(chǎn)生混凝土裂縫.四過程的質(zhì)量控制建筑工程的質(zhì)量,都是在人們操作過程中一步一步形成的.只有做好施工過程的質(zhì)量控制,把每一個(gè)過程質(zhì)量做成精品,才能保證整個(gè)建筑最終是合格或優(yōu)良品.現(xiàn)在國(guó)家實(shí)行建筑工程質(zhì)量終身制,參與建筑施工的人員都有責(zé)任.測(cè)量技術(shù)人員,對(duì)"三線"測(cè)量復(fù)核的精度和準(zhǔn)確度負(fù)完全責(zé)任

14、,對(duì)測(cè)量放線用的儀器和機(jī)具要做好20WWW商品與質(zhì)量?學(xué)術(shù)刊總第2期維護(hù)和檢工作;材料采購(gòu)人員對(duì)所采購(gòu)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的材料質(zhì)量負(fù)責(zé);操作班組對(duì)自己操作過程質(zhì)量負(fù)責(zé);項(xiàng)目試驗(yàn)檢測(cè)員對(duì)按施工驗(yàn)收規(guī)范嚴(yán)格取樣送檢負(fù)責(zé);項(xiàng)目技術(shù)員對(duì)按圖紙?jiān)O(shè)計(jì),規(guī)范,施工方案要求提出的材料采購(gòu)計(jì)劃和成品半成品加工計(jì)劃的質(zhì)量負(fù)責(zé);項(xiàng)目施工員對(duì)自己所負(fù)責(zé)指揮施工的分部分項(xiàng)工程質(zhì)量負(fù)責(zé);目質(zhì)量檢查員肩負(fù)雙重職責(zé),嚴(yán)格按圖紙?jiān)O(shè)計(jì),規(guī)范,規(guī)程進(jìn)行過程檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)向項(xiàng)目經(jīng)理反映,必要時(shí),直接向公司領(lǐng)導(dǎo)反映;項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人對(duì)項(xiàng)目的施工技術(shù)質(zhì)量負(fù)責(zé),項(xiàng)目經(jīng)理對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量負(fù)責(zé),是項(xiàng)目的第一質(zhì)量責(zé)任人.公司主管部門應(yīng)該定期或不定期對(duì)項(xiàng)目的過程質(zhì)量進(jìn)行全面檢查.一句話:建立和完善過程質(zhì)量控制管理制度,并認(rèn)真實(shí)施.我認(rèn)為,高層建筑的質(zhì)量