畢業(yè)設(shè)計(jì)(參考)鉆孔灌注樁

目錄第1章緒論11.1課題研究的目的意義11.2研究現(xiàn)狀11.2.1開(kāi)展歷史11.2.2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀11.3本課題主要研究的內(nèi)容3第2章灌注樁的檢測(cè)42.1樁身完整性檢測(cè)42.1.1低應(yīng)變檢測(cè)42.1.2超聲波法檢測(cè)102.2樁承載力檢測(cè)212.2.1動(dòng)力參數(shù)法21第3章灌注樁的加固243.1鉆孔灌注樁常見(jiàn)施工質(zhì)量問(wèn)題及防治措施243.1.1鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)的施工質(zhì)量問(wèn)題及防治措施243.1.2水下混凝土灌注過(guò)程中出現(xiàn)的施工質(zhì)量問(wèn)題及防治措施263.2高壓噴射法注漿法273.2.1加固機(jī)理283.2.2根本種類293.2.3漿液材料293.2.4主要特征293.2.5考前須知31結(jié)論與展望33參考文獻(xiàn)34致謝35附錄36附錄A36附錄B43第1章緒論1.1課題研究的目的意義隨著我國(guó)建筑事業(yè)的開(kāi)展，樁基已成為一種重要的根底形式，在高層建筑、重型廠房、橋梁、港口、碼頭、海上采油平臺(tái)、核電站工程以及地震區(qū)、軟土地區(qū)、濕陷性黃土地區(qū)、膨脹土地區(qū)和凍土地區(qū)的地基處理中得到廣泛地應(yīng)用。樁基工程除因受巖土工程條件、根底與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、樁土體系相互作用、施工以及專業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)等關(guān)聯(lián)因素的影響而具有復(fù)雜性外，樁的施工還具有高度的隱蔽性，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題難，事故處理更難。因此，樁基檢測(cè)工作是整個(gè)樁基工程中不可缺少的環(huán)節(jié)，只有提高樁基檢測(cè)工作的質(zhì)量和檢測(cè)評(píng)定結(jié)果的可靠性，才能真正地確保樁基工程的質(zhì)量與平安。隨著人類工程活動(dòng)的日益增多和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，這一領(lǐng)域的理論研究和工程運(yùn)用都得到了較大的開(kāi)展。但是樁基檢測(cè)是一項(xiàng)很復(fù)雜的系統(tǒng)工程，無(wú)論在理論上還是實(shí)踐中目前都存在很多問(wèn)題值得進(jìn)一步的研究。如何快速準(zhǔn)確地檢驗(yàn)工程樁的質(zhì)量，以滿足日益增長(zhǎng)的樁基工程的需要是目前土木工程界十分關(guān)心的問(wèn)題，因此有必要對(duì)灌注樁的檢測(cè)、加固等施工技術(shù)進(jìn)行全面、系統(tǒng)地研究和總結(jié)。從而加速灌注樁事業(yè)在我國(guó)乃至世界的開(kāi)展，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定、快速開(kāi)展奠定堅(jiān)實(shí)的根底。1.2研究現(xiàn)狀1.2.1開(kāi)展歷史灌注樁最早出現(xiàn)于100多年前的1893年，因?yàn)楣I(yè)的開(kāi)展以及人口的增長(zhǎng)，高層建筑不斷增加，但是好多城市的地基條件比擬差，不能直接承受由高層建筑所帶來(lái)的壓力，地表以下存在著厚度很大的軟土或中等強(qiáng)度的黏土層，建造高層建筑如仍沿用當(dāng)時(shí)通用的摩擦樁，必然產(chǎn)生很大的沉降。于是工程師們借鑒了掘井技術(shù)創(chuàng)造了在人工挖孔中澆筑鋼筋混凝土而成樁。在隨后的50年，即20世紀(jì)40年代初隨著大功率鉆孔機(jī)具的研制成功迅速開(kāi)展，灌注樁在高層、超高層的建筑物和重型構(gòu)筑物中被廣泛應(yīng)用。1.2.2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀中國(guó)鉆孔灌注樁是1963年在河南省誕生的。這年冬在河南安陽(yáng)馮宿橋的兩座橋橋臺(tái)中首先采用了鉆孔灌注樁根底。當(dāng)時(shí)還是國(guó)家經(jīng)濟(jì)初步開(kāi)展時(shí)期，鉆孔使用的是水利部門(mén)打井用的大鍋錐，孔徑一般為60-70cm，用人力推磨方式鉆孔。方法雖然比擬原始，但鉆孔質(zhì)量仍可得到保證，使用效果很好。接著在河南省竹竿河和白河兩座大橋擴(kuò)大應(yīng)用，國(guó)內(nèi)一些其他省、市也相繼推廣。1965年4月交通部在河南召開(kāi)鉆孔樁技術(shù)鑒定會(huì)，認(rèn)為它是一項(xiàng)重大技術(shù)革新，是在當(dāng)時(shí)我國(guó)客觀條件下一種多快好省的橋梁根底施工方法，決定在全國(guó)推廣。接著，全國(guó)各省、市、自治區(qū)在公路橋梁上就普遍推廣了這種根底形式。這種簡(jiǎn)易機(jī)具的鉆孔樁，解決了橋梁水下深根底的施工問(wèn)題，而且把水下工作改為在水上進(jìn)行和原來(lái)的沉井根底等形式比照，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性十分突出，因而很快被全國(guó)公路科技人員所認(rèn)識(shí)和接受，成為公路橋梁下部根底的首選形式，風(fēng)行全國(guó)，城建、鐵路、水利等系統(tǒng)的橋梁工程也相繼采用。隨著社會(huì)的開(kāi)展，灌注樁設(shè)計(jì)及施工水平也得到了長(zhǎng)足的開(kāi)展。鉆孔灌注樁通常為一種非擠土樁，也有的為局部擠土樁。鉆孔灌注樁的類型可以分為：(1)按樁徑大小分，可分為如下幾種：小樁：由于樁徑小，施工機(jī)械、施工場(chǎng)地、施工方法較為簡(jiǎn)單，多用于根底加固和復(fù)合樁根底中(如：樹(shù)根樁)。中樁：成樁方法和施工工藝繁多，工業(yè)與民用建筑物中大量使用，是目前使用最多的一類樁。大樁：樁徑大且樁端不可擴(kuò)大，單樁承載力高，近20年開(kāi)展快，多用于重型建筑物、構(gòu)筑物、港口碼頭、公路鐵路橋涵等工程。(2)按成樁工藝，鉆孔灌注樁可以分為：干作業(yè)法鉆孔灌注樁；泥漿護(hù)壁法鉆孔灌注樁；套管護(hù)壁法鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁具有以下技術(shù)特點(diǎn)：施工時(shí)根本無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)、無(wú)地面隆起或側(cè)移，因此對(duì)環(huán)境和周邊建筑物危害??；大直徑鉆孔灌注樁直徑大、入土深；對(duì)于樁穿透的圖層可以在空中作原位測(cè)試，以檢測(cè)土層的性質(zhì)；擴(kuò)底鉆孔灌注樁能更好地發(fā)揮樁端承載力；經(jīng)常設(shè)計(jì)成一柱一樁，無(wú)需樁頂承臺(tái)，簡(jiǎn)化了根底結(jié)構(gòu)形式；鉆孔灌注樁通常布樁間距大，群樁效應(yīng)?。荒承├谩皵D擴(kuò)支盤(pán)”鉆孔灌注樁可以有效減少樁徑和樁長(zhǎng)，提高樁的承載力，減少沉降量；可以穿越各種土層，更可以嵌入基巖，這是別的樁型很難做到的；施工設(shè)備簡(jiǎn)單輕便，能在較低的凈空條件下設(shè)樁；鉆孔灌注樁在施工中，影響成樁質(zhì)量的因素較多，質(zhì)量不夠穩(wěn)定，有時(shí)候會(huì)發(fā)生縮徑、樁身局部夾泥等現(xiàn)象，樁側(cè)阻力和樁端阻力的發(fā)揮會(huì)隨著工藝而變化，且又在較大程度上受施工操作影響；因?yàn)殂@孔灌注樁的承載力非常高，所以進(jìn)行常規(guī)的靜載試驗(yàn)一般難以測(cè)定其極限荷載，對(duì)于各種工藝條件下的樁受力，變形及破壞機(jī)理等現(xiàn)在尚未完全被人們掌握。設(shè)計(jì)理論有待近一步的完善。1.3本課題主要研究的內(nèi)容本課題主要是對(duì)灌注樁的檢測(cè)與加固方面進(jìn)行初步研究，初步了解灌注樁的常用的檢測(cè)方法以及檢測(cè)原理，對(duì)灌注樁缺陷產(chǎn)生原因進(jìn)行分析并提出處理方法，解決灌注樁的檢測(cè)與加固問(wèn)題。第2章灌注樁的檢測(cè)灌注樁檢測(cè)的常用方法：包括樁身完整性檢測(cè)及樁承載力檢測(cè)，樁承載力檢測(cè)采用動(dòng)力參數(shù)法，樁身完整性檢測(cè)采用低應(yīng)變檢測(cè)及超聲波檢測(cè)2.1樁身完整性檢測(cè)2.1.1低應(yīng)變檢測(cè)在多種樁基檢測(cè)方法中，低應(yīng)變無(wú)損檢測(cè)以其方便快捷、設(shè)備簡(jiǎn)單、所需費(fèi)用較低并且不會(huì)對(duì)樁基造成損傷而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。其中最有代表性的是反射波法和瞬態(tài)機(jī)械阻抗法。2.1.1.1反射波法(1)根本原理低應(yīng)變反射波法測(cè)試的理論根底是彈性波反射理論，其物理模型為一維彈性桿件，樁身波阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樁周邊的土。其根本原理是：用力錘敲擊樁頂，給樁一定的能量，使樁中產(chǎn)生應(yīng)力波，應(yīng)力波在沿樁身傳播過(guò)程中，遇到樁身存在明顯波阻抗差異界面(如基樁的樁底沉渣過(guò)厚、樁身的夾泥薄層等)或樁身截面積變化(如縮頸、擴(kuò)頸)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生波的反射和透射，所以根據(jù)入射波和反射波的波形、相位、振幅、頻率及波的到達(dá)時(shí)間等特征就可以判斷樁的完整性。(2)準(zhǔn)備工作①檢測(cè)前應(yīng)具有以下資料：樁位平面布置圖、樁根底設(shè)計(jì)圖、原始打樁記錄、地質(zhì)勘察報(bào)告；掌握樁基類型、成樁工藝、樁長(zhǎng)、樁徑、樁身混凝土強(qiáng)度等參數(shù)。②進(jìn)人現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，了解其實(shí)際施工質(zhì)量。例如：是否存在樁頭潮濕、夾泥、疏松、大頭樁等現(xiàn)象。樁頭須到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高，清理干凈，并保證樁頭的平整、完好無(wú)破損，用砂輪機(jī)打磨出3~4個(gè)直徑8~10cm的光面，作為激振點(diǎn)并利于安裝傳感器。激振點(diǎn)宜選在樁中心，傳感器安放在距樁半徑2/3處，出露的鋼筋應(yīng)倒向兩側(cè)，且不應(yīng)有較大晃動(dòng)。(3)齡期要求由于混凝土強(qiáng)度與其齡期密切相關(guān)，齡期較短的情況下，對(duì)測(cè)試質(zhì)量影響較大，這些影響主要表現(xiàn)在判別缺陷的性質(zhì)和程度上。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，被檢測(cè)的灌注樁應(yīng)到達(dá)規(guī)定養(yǎng)護(hù)齡期后進(jìn)行，對(duì)打入樁，應(yīng)在到達(dá)地基土有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的休止期后施測(cè)，尤其是長(zhǎng)樁和場(chǎng)地地質(zhì)條件較差的樁，更為必要。(4)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及考前須知

①安裝全部測(cè)試設(shè)備，并應(yīng)確認(rèn)各項(xiàng)儀器裝置處于正常工作狀態(tài)。

②在測(cè)試前應(yīng)正確選定儀器系統(tǒng)的各項(xiàng)工作參數(shù)，使儀器在設(shè)定的狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)。

③在瞬態(tài)激振試驗(yàn)中，重復(fù)測(cè)試的次數(shù)應(yīng)大于4次。

④在測(cè)試過(guò)程中應(yīng)觀察各設(shè)備的工作狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備均處于正常狀態(tài)，那么該次測(cè)試有效。(5)反射波法測(cè)試的影響因素①樁頭破損對(duì)波形的影響在現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集工作中，樁頭的處理是測(cè)試成功的關(guān)鍵，灌注樁頭外表松散，將使彈性波能量很快衰減，從而削弱樁尖及樁底反射信號(hào)，影響波形的識(shí)別。有效途徑是將松散處鏟去。但在大多情況下，很多測(cè)試人員忽略了這一點(diǎn)。由于施工的原因，往往樁頭局部有素混凝土和泥土混入的混凝土，有些測(cè)試人員忽略了對(duì)樁頭的處理，直接就在沒(méi)有處理好的樁頭外表上進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果無(wú)論怎么改變傳感器以及傳感器的安裝，無(wú)論怎么改變振源，測(cè)試信號(hào)都不理想，往往在測(cè)試信號(hào)的淺層部位存在較嚴(yán)重的反向脈沖。一般情況下，樁頭的處理以露出新鮮含骨料的混凝土面為止，而且要盡量平整、干凈無(wú)雜物；這樣有利于傳感器的安裝和錘體的錘擊。②傳感器的安裝傳感器的安裝對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集影響較大，理論上傳感器越輕、越貼近樁面、與樁面之間接觸剛度越大，傳遞特性越好，測(cè)試信號(hào)也越接近樁面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)。傳感器的安裝必須通過(guò)粘合劑垂直與樁面粘接。下面介紹幾種較常用的粘合劑：粘性好的黃油或凡士林：經(jīng)濟(jì)實(shí)用；粘性好彈性差的橡皮泥；牙膏;口香糖：用口加工后使用。傳感器是否安裝好，可用手指輕彈傳感器側(cè)面，假設(shè)傳感器紋絲不動(dòng)那么說(shuō)明已經(jīng)安裝好，對(duì)淺部缺陷時(shí)傳感器安裝最好采用502膠，這樣可到達(dá)較好的頻響，采用一種螺釘支座安裝，頻響也很好，但有時(shí)因安裝不牢固會(huì)產(chǎn)生高頻諧振波，淺部缺陷試驗(yàn)不宜采用橡皮泥、黃油等粘傳感器。有的測(cè)試人員為了測(cè)試簡(jiǎn)便，經(jīng)常不用粘合劑或少用粘合劑，致使粘合劑的作用減少或消失，導(dǎo)致測(cè)試信號(hào)振蕩很明顯，不利于對(duì)基樁的分析判斷，這樣是不可取的。③擊振點(diǎn)及擊振方式的選擇擊振信號(hào)的強(qiáng)弱對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集同樣影響較大，它也是檢測(cè)中的關(guān)鍵。對(duì)長(zhǎng)大樁測(cè)試一般應(yīng)當(dāng)用力棒或大鐵球擊振，其重量大、能量大、脈沖寬、頻率低、衰減小，適宜于樁底及深部缺陷的檢測(cè)，樁底及深部缺陷的信號(hào)反射較強(qiáng)烈。但也很容易帶來(lái)淺層缺陷和微小缺陷的誤判和漏判。當(dāng)根據(jù)信號(hào)發(fā)現(xiàn)淺層部位異常時(shí)，建議用小釘錘或鋼筋進(jìn)行擊振，因其重量小、能量小、脈沖窄、頻率高，可較準(zhǔn)確確實(shí)定淺層缺陷的程度和位置。有些測(cè)試人員拿把小錘去測(cè)長(zhǎng)大樁，并反映很難測(cè)到樁底反射。按以上的原理，這樣的測(cè)法是不正確的。由于小錘重量小、能量小、脈沖窄、頻率高、衰減快，因此信號(hào)在樁身中傳播有可能未到樁底就衰減完或即使傳到樁底反射回來(lái)的信號(hào)也很微弱極難分辨。由此可見(jiàn)，用小錘測(cè)長(zhǎng)大樁，想得到樁底反射，大多數(shù)情況下是很困難的。④傳感器的影響樁基檢測(cè)中較多的是采用加速度傳感器和速度傳感器，壓電式加速度傳感器由于其性能穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)范圍大、頻帶寬、體積小等優(yōu)點(diǎn)得到了普遍的應(yīng)用，速度傳感器其頻帶范圍、動(dòng)態(tài)范圍均不如加速度傳感器。同速度計(jì)相比，加速度計(jì)無(wú)論是在頻響特性還是輸出特性方面均具有巨大優(yōu)勢(shì)，并且它還具有高靈敏度的優(yōu)點(diǎn)，因此用高靈敏度加速度計(jì)測(cè)試所采集到的波形曲線，沒(méi)有振蕩，缺陷反響明顯。所以個(gè)人建議在對(duì)基樁進(jìn)行低應(yīng)變反射波法測(cè)試時(shí)選用高靈敏度加速度計(jì)檢測(cè)。⑤樁周土層的影響在對(duì)基樁進(jìn)行低應(yīng)變反射波法測(cè)試時(shí)，要充分考慮到樁周土層對(duì)所采集波形曲線的影響。檢測(cè)人員往往只注意到樁身波阻抗變化造成的信號(hào)反射，而忽略了應(yīng)力波在樁身中傳播時(shí)，不僅受到樁身材料、剛度及缺陷的影響，還受到樁周土層的土模量大小的影響。當(dāng)樁周土從軟土層變化到硬土層時(shí)，采集的波形曲線會(huì)在應(yīng)位置處產(chǎn)生類似擴(kuò)徑的反射波，而當(dāng)樁周土從硬土層變化到軟土層時(shí)，采集的波形曲線會(huì)在相應(yīng)位置處產(chǎn)生類似縮徑的反射波。如果不考慮樁周土對(duì)采集波形曲線的影響，不了解樁側(cè)的地質(zhì)情況，容易對(duì)基樁產(chǎn)生誤判。⑥波形指數(shù)放大的優(yōu)缺點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集過(guò)程中，樁底反射信號(hào)不明顯的情況經(jīng)常發(fā)生，這時(shí)指數(shù)放大是非常有用的一種方法，它可以確保在樁頭信號(hào)不削波的情況下，使樁底部信號(hào)得以清晰地顯現(xiàn)出來(lái)。但有些測(cè)試人員認(rèn)為它使波形失真，過(guò)分突出了樁深部的缺陷，這種觀點(diǎn)有一定的道理，過(guò)分的指數(shù)放大甚至有可能人為地造出一個(gè)樁底反射。但是如果結(jié)合原始波形，適當(dāng)?shù)貙?duì)波形進(jìn)行指數(shù)放大，作為顯示深部缺陷和樁底的一種手段，它還是一種非常有用的功能。⑦濾波的影響動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中的濾波，就是選擇有用的和重要的信息，同時(shí)濾除無(wú)關(guān)的信號(hào)及干擾雜波。通常的濾波方式有電子濾涉及機(jī)械濾波。電子濾波又分為高通、低通及帶通和帶阻(陷波)等。信號(hào)的屢次平均技術(shù)也是消除隨機(jī)雜波的一個(gè)有效手段，樁基動(dòng)態(tài)檢測(cè)中，濾波技術(shù)已成為一個(gè)必不可少的手段。在實(shí)際工作中，多采用低通濾波，而低通濾波頻率上限的選擇尤為重要，選擇過(guò)低，容易掩蓋淺層缺陷，選擇過(guò)高，起不到濾波的作用。⑧樁的強(qiáng)度對(duì)波形的影響樁的齡期短，強(qiáng)度低，將降低應(yīng)力波在混凝土中的傳播速度，影響對(duì)樁長(zhǎng)的判別。低應(yīng)變反射波法測(cè)出的波速為整樁的平均波速，其準(zhǔn)確性依賴準(zhǔn)確的樁長(zhǎng)和樁底反射時(shí)間，波速與混凝土強(qiáng)度之間沒(méi)有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因此不能給出每根樁對(duì)應(yīng)的混凝土強(qiáng)度，但是我們可以根據(jù)同一工程所有測(cè)試樁的波速平均值來(lái)估計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)。⑨聯(lián)線接頭及信號(hào)線的保護(hù)儀器與傳感器之間通過(guò)聯(lián)線進(jìn)行連接，接頭部位是最容易出問(wèn)題的地方，無(wú)論是傳感器接頭、信號(hào)線接頭和電源線接頭，都存在硬軟交接現(xiàn)象，一般均通過(guò)焊接、硅膠和線卡固定，承重能力和抗折拉能力較差，因此對(duì)于這些部位在加強(qiáng)銜接的同時(shí)，實(shí)際使用過(guò)程中，應(yīng)盡量防止承重和大力折拉，也不應(yīng)長(zhǎng)期與易腐蝕物質(zhì)相處，泥砂、鹽堿、污漬應(yīng)及時(shí)清洗，但在實(shí)際使用過(guò)程中，忽略了對(duì)連線和接頭的保護(hù)，往往造成損壞，并用普通電工用黑紗布進(jìn)行包箍，實(shí)測(cè)結(jié)果說(shuō)明，在潮濕地區(qū)它們均存在嚴(yán)重的干擾，拆開(kāi)后發(fā)現(xiàn)，絕大局部被包箍的線頭均存在不同程度的銹蝕，這說(shuō)明普通電工紗布不能防水，因而在野外工程試驗(yàn)中也不能起到較好的絕緣作用。因此應(yīng)該說(shuō)，單純用這類紗布包線不適宜甚至適得其反。正確的處理方法是選用防水絕緣膠布包箍連接部位，正確的接線方式應(yīng)當(dāng)如下：焊好芯線和屏蔽線，各自裹數(shù)層絕緣防水膠布。在二線的外邊，屏蔽層未到達(dá)的部位包一層錫箔紙，然后再用防水膠和黑紗布箍緊。打結(jié)或其它方法處理，提高連接處的抗拉能力。(6)判斷依據(jù)①完整樁：完整樁的任意兩個(gè)截面=，樁身內(nèi)不產(chǎn)生反射波，樁頂?shù)募铀俣葌鞲衅鳒y(cè)量得到的各截面上的反射波的信號(hào)為零。②縮頸：表現(xiàn)為彈性波由樁頂向下時(shí)>，即由大截面?zhèn)鞑サ叫〗孛?縮頸處)。反射波到達(dá)樁頂時(shí)，檢波器測(cè)到的應(yīng)力波與初始沖擊壓縮波的方向一致，且反射波的速度方向也與入射波相同。③擴(kuò)頸：表現(xiàn)為彈性波由樁頂向下時(shí)<，即由小截面?zhèn)鞑サ酱蠼孛?。反射波到達(dá)樁頂時(shí)，檢波器測(cè)到的應(yīng)力波與初始沖擊壓縮波的方向相反，且速度反射波也與入射波方向相反。④離析：表現(xiàn)為波形不規(guī)那么，頻率較低。第一個(gè)反射波與初始波同相。后續(xù)反射信號(hào)雜亂，能量較弱，一般不掩蓋缺陷下部樁身出現(xiàn)的較大的第二缺陷信號(hào)，但如果本身是第二缺陷，那么信號(hào)易被第一缺陷掩蓋。⑤斷裂或夾層：當(dāng)接近水平斷裂或夾泥缺陷嚴(yán)重時(shí)，反射波波形鋒利，相位與初始相位同相，且能量強(qiáng)，主頻率單一且?jiàn)A高頻成分似正弦波形．下半幅稍弱，在樁身可連續(xù)追蹤二次以上等距屢次反射波，難以判定樁底反射，屢次反射能量逐步衰減，易于掩蓋樁身第二缺陷，角度較大的斜形斷裂并存時(shí)，波形畸變．其形狀非正弦形。假設(shè)兩個(gè)以上斷裂并存時(shí)，波形畸變．能量相互干預(yù)．除第一斷裂位置易于判斷外、第二斷裂位置難以判定，且出現(xiàn)假設(shè)干小振幅，不規(guī)那么高頻率波形另外．單個(gè)的斷裂或夾泥缺陷較微時(shí)，那么反射振幅小，能量弱，可定義為裂縫。2.1.1.2機(jī)械阻抗法(1)根本原理：機(jī)械阻抗法檢驗(yàn)樁基質(zhì)量根本原理是將樁一土體系看成一線性時(shí)不變振動(dòng)系統(tǒng)(機(jī)械系統(tǒng))，在樁頂用力錘敲擊后應(yīng)力波由樁頂向樁底傳播，在樁底產(chǎn)生反射后又傳到樁頂，如果樁身內(nèi)有缺陷，應(yīng)力波首先在缺陷處產(chǎn)生反射，由試驗(yàn)測(cè)得的速度導(dǎo)納曲線和相干曲線可以區(qū)分出樁身縱向振動(dòng)導(dǎo)納曲線共振峰的分布特征，以此來(lái)判別樁的完整性和樁缺陷的位置及其性質(zhì)、得出系統(tǒng)的剛度信息，還能對(duì)樁的承載力評(píng)估提供有用信息。(2)判斷依據(jù)：當(dāng)對(duì)系統(tǒng)施加簡(jiǎn)諧交變力f(t)，必產(chǎn)生一穩(wěn)態(tài)響應(yīng)v(t)，并且是同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，假設(shè)，f(t)=Fsin(t+)，那么有V(f)=Vsin(t+)。振動(dòng)理論和實(shí)踐都證明：鼓勵(lì)與響應(yīng)之間的幅值比不僅與鼓勵(lì)頻率ω有關(guān)，更主要的是取決于系統(tǒng)本身的固有特性：對(duì)于樁一土系統(tǒng)，這種固有特性主要指樁身斷裂、擴(kuò)頸、縮頸、混凝土質(zhì)量以及樁周土特性等，所以在進(jìn)行樁基質(zhì)量檢測(cè)工作中以它作為判據(jù)，根據(jù)隨頻率變化的曲線確定樁的動(dòng)態(tài)特性。①樁長(zhǎng)L以及導(dǎo)納幅頻曲線上相鄰諧振峰之間的頻差，可計(jì)算波速：C=2L*由于波速與混凝土強(qiáng)度有對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此頻差提供了混凝土強(qiáng)度信息。②平均波速可計(jì)算測(cè)量樁長(zhǎng)：L=以平均波速除每個(gè)基樁的頻差就得到了它們各自的樁長(zhǎng)。③混凝土密度、樁身截面積A，波速，導(dǎo)納曲線上峰值P和谷值Q，可計(jì)算單樁導(dǎo)納值No和實(shí)測(cè)導(dǎo)納值N：=，N=由于理論導(dǎo)納值N與樁徑有對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此實(shí)測(cè)導(dǎo)納值提供了樁徑信息。④根據(jù)導(dǎo)納曲線的形狀判別樁底土剛度信息：樁底下介質(zhì)剛度K，對(duì)樁的速度導(dǎo)納曲線的影響如圖I所示。從圖中可以看出，基樁波動(dòng)響應(yīng)的速度導(dǎo)納曲線上各共振峰呈等問(wèn)距分布，第一個(gè)共振峰與縱坐標(biāo)的距離反映了樁底介質(zhì)的剛度的情況。因此可以大致了解樁底剛度信息。從上面的分析看出機(jī)械阻抗法可以提供樁長(zhǎng)、樁徑、混凝土強(qiáng)度、樁底剛度等有關(guān)樁身完整性的信息，這樣根據(jù)實(shí)測(cè)的導(dǎo)納曲線形狀和所計(jì)算的參數(shù)，就可對(duì)樁身結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行判斷。確定缺陷類型，計(jì)算缺陷在樁身中出現(xiàn)的位置2.1.1.3反射波法和機(jī)械阻抗法之比照低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法是針對(duì)靜載荷試驗(yàn)缺乏而提出和開(kāi)展起來(lái)的，與樁的靜載荷試驗(yàn)法和高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法比擬，低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法具有測(cè)試簡(jiǎn)便，快速，能運(yùn)用各種類型的樁以及對(duì)場(chǎng)地的要求低等優(yōu)點(diǎn)。低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法中應(yīng)用最廣的反射波法和機(jī)械阻抗法相比擬來(lái)說(shuō)，反射波法只能測(cè)試樁基的完整性以及估算樁身混凝土平均強(qiáng)度，而對(duì)于計(jì)算樁一土系統(tǒng)的剛度以及對(duì)樁基承載力的估算是無(wú)能為力的。并且在測(cè)量樁基的完整性過(guò)程中由于入射波和反射波的相位不一定是嚴(yán)格的相同或相反，所以反射波法只能確定樁身有無(wú)缺陷，也就是說(shuō)樁基缺陷只能給出一個(gè)定性的分析，即使勉強(qiáng)用于定量分析也很難到達(dá)理想的效果：機(jī)械阻抗法恰恰在這幾個(gè)方面顯示了其特有的優(yōu)勢(shì)：機(jī)械阻抗法在測(cè)定樁基完整性方面，除了可以定性測(cè)出缺陷的性質(zhì)外還可以利用測(cè)定導(dǎo)納曲線的幾何平均值定量估算缺陷的嚴(yán)重程度。另外，也可以根據(jù)測(cè)出的導(dǎo)納曲線的波形特征確定系統(tǒng)的剛度，進(jìn)而為估算樁基承載力提供有用信息。圖1樁端上剛度對(duì)速度導(dǎo)納曲線的影響2.1.2超聲波法檢測(cè)2.1.2.1超聲波透射法檢測(cè)鉆孔灌注樁的根本原理鉆孔灌注樁樁身混凝土是由多種材料組成的非均質(zhì)非單相的多孔結(jié)構(gòu)，在力學(xué)特性上是一種粘一彈一塑性的凝聚體。因此，混凝土內(nèi)部有著較大的聲阻抗差異并存在許多聲學(xué)界面。超聲脈沖波在混凝土中傳播速度的快慢，與混凝土的密實(shí)程度有直接關(guān)系，對(duì)于原材料、配合比、齡期及測(cè)試距離一定的混凝土來(lái)說(shuō)，聲速高那么混凝土密實(shí)，相反那么混凝土不密實(shí)。當(dāng)有空洞或裂縫存在時(shí)，便破壞了混凝土的整體性，超聲脈沖波只能繞過(guò)空洞或裂縫傳播到接收換能器，因此傳播的路程增大，測(cè)得的聲時(shí)必然偏長(zhǎng)或聲速降低。另外，由于空氣的聲阻抗率遠(yuǎn)小于混凝土的聲阻抗率，超聲脈沖波在混凝土中傳播時(shí)，遇到蜂窩、空洞或裂縫等缺陷，便在缺陷界面發(fā)生反射和散射，聲能被衰減，其中頻率較高的成分衰減更快，因此接收信號(hào)的波幅明顯降低，頻率明顯減小或者頻率譜中高頻成清楚顯減少。再者經(jīng)缺陷反射或繞過(guò)缺陷傳播的脈沖波信號(hào)與直達(dá)波信號(hào)之間存在聲程和相位差。疊加后互相干擾，致使接收信號(hào)的波形發(fā)生畸變。根據(jù)上述原理，可以利用超聲脈沖波在混凝土中傳播時(shí)聲學(xué)參數(shù)(聲時(shí)、波幅、頻率等)和波形的變化綜合分析、判別混凝土缺陷的位置和范圍，或者估算缺陷的尺寸。2.1.2.2聲測(cè)管的埋設(shè)聲測(cè)管的埋設(shè)方式及在橫截面上的布置形式將影響檢測(cè)結(jié)果。因此需檢測(cè)的樁應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)將聲測(cè)管的布置標(biāo)入圖紙。聲測(cè)管材質(zhì)的選擇以透聲率最大及便于安裝、費(fèi)用低廉為原那么。一般可采用鋼管、塑料管和波紋管等，目前使用最多的是鋼管。聲測(cè)管的埋設(shè)數(shù)量應(yīng)根據(jù)樁徑的大小來(lái)確定：樁徑小于1.0m時(shí)宜沿直徑方向埋設(shè)兩根管；樁徑為1.0～2.5m時(shí)宜按等邊三角形布置埋設(shè)三根管；樁徑大于2.5m時(shí)宜按正方形布置埋設(shè)四根管。聲測(cè)管的內(nèi)徑宜為50～55mm，聲測(cè)管之間應(yīng)保持平行。埋設(shè)時(shí)可將聲測(cè)管焊接或綁扎在鋼筋籠的箍筋內(nèi)側(cè)。聲測(cè)管的底部應(yīng)預(yù)先用堵頭封閉或用鋼板焊封，以保證不漏漿；并在聲測(cè)管的上部應(yīng)加蓋或堵頭，以免異物入內(nèi)。聲測(cè)管節(jié)與節(jié)之間的連接方式有兩種：一是焊接，即兩段鋼管相對(duì)，外套較粗的套筒，將套筒口周邊與鋼管焊接封閉。切忌不加套筒而直接將鋼管對(duì)接焊接，否那么可能產(chǎn)生背流或毛刺而阻礙換能器的順利移動(dòng)，直接對(duì)焊的焊接質(zhì)量較難保證，在鋼筋籠吊裝過(guò)程中可能因扭曲或撞擊而破壞，導(dǎo)致澆筑混凝土?xí)r漿液滲入聲測(cè)管內(nèi)，影響檢測(cè)的正常進(jìn)行。二是螺口連接，即將兩段鋼管端頭加工成螺紋，與套筒螺紋相匹配而連接。值得注意的是，有時(shí)在螺紋套筒處會(huì)形成空氣夾層而引起聲波反射，對(duì)該處的聲學(xué)參數(shù)的測(cè)值有影響，特別是振幅測(cè)值，所以切不可因接頭影響而誤把該處判為缺陷。2.1.2.3超聲波的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)樁基進(jìn)行超聲波檢測(cè)前，必須在施工時(shí)預(yù)埋聲測(cè)管。聲測(cè)管內(nèi)徑一般在50～60mm，測(cè)管的埋設(shè)數(shù)量應(yīng)視樁徑的大小而定，沿樁截面外側(cè)呈對(duì)稱形狀埋設(shè)；應(yīng)采取適宜的方法固定，且應(yīng)盡量使之位置平正，成樁后能相互平行；聲測(cè)管的連接應(yīng)光滑過(guò)渡，確保不發(fā)生探頭移動(dòng)受阻；各測(cè)管管口高度宜一致，管口應(yīng)高出樁頂100mm以上；測(cè)管中應(yīng)注滿清水作為耦合劑，下端封閉，以防漏水，也可將各聲測(cè)管下端連通(當(dāng)有異物進(jìn)人測(cè)管內(nèi)時(shí)，用高壓水來(lái)疏通，這比測(cè)管各自下端封閉要好)，上端加蓋，防止異物落人管中造成阻塞。檢測(cè)前，并用稍大于探頭的鋼筋條或鐵棒疏通聲測(cè)管，保證換能器在全程范圍內(nèi)升降順暢；測(cè)定從聲波發(fā)射時(shí)刻到聲波接收時(shí)刻之間存在的系統(tǒng)延遲時(shí)問(wèn)；計(jì)算測(cè)管及水耦合劑所對(duì)應(yīng)的聲時(shí)修正值，以便在計(jì)算實(shí)際聲時(shí)時(shí)，消除誤差；計(jì)算聲波在樁身傳播的直線距離，應(yīng)按照設(shè)計(jì)值或測(cè)管固定時(shí)的外壁問(wèn)凈距離來(lái)計(jì)算。施工后的樁頂聲測(cè)管易發(fā)生偏斜,檢測(cè)時(shí)，一般采用跨孔平測(cè)法檢測(cè)，將發(fā)射與接收探頭分別置于不同聲測(cè)管的相同標(biāo)高的測(cè)點(diǎn)處，同步升降，測(cè)點(diǎn)距不宜大于250mm。檢測(cè)完成所有檢測(cè)剖面。當(dāng)發(fā)現(xiàn)或疑心樁身有異常時(shí)，在質(zhì)量可疑的測(cè)點(diǎn)周圍，應(yīng)加密測(cè)點(diǎn)距進(jìn)行細(xì)測(cè)，或采用高差同步測(cè)試(斜測(cè))或扇形掃測(cè)，進(jìn)一步確定樁身缺陷的位置，通過(guò)數(shù)學(xué)處理能把樁身內(nèi)混凝土的缺陷尺寸及空問(wèn)分布顯示出來(lái)。2.1.2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)步驟①連接所有儀器設(shè)備，檢查電源宮殿供電情況。②根據(jù)樁徑大小選擇適宜的換能器和儀器參數(shù)，當(dāng)采用自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)時(shí)，在同批樁的檢測(cè)過(guò)程中不得隨意改變儀器參數(shù)。當(dāng)采用手動(dòng)方法檢測(cè)時(shí)，在檢測(cè)過(guò)程中假設(shè)需改變參數(shù)時(shí)，必須換算校正數(shù)據(jù)。③測(cè)量整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的聲時(shí)初讀數(shù)。④將接收和發(fā)射換能器分別置于兩個(gè)聲測(cè)孔的底部，從底部開(kāi)始向上提升逐點(diǎn)檢測(cè)，如果采用自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，那么將換能器升降絞車安置于聲測(cè)管軸線上，使換能器能順利升降，顯示深度的數(shù)字相應(yīng)地變化，深度、聲時(shí)及波幅等數(shù)據(jù)由接口電路同時(shí)輸入微機(jī)，每測(cè)完一個(gè)剖面的數(shù)據(jù)，應(yīng)及時(shí)存盤(pán)。如果采用手動(dòng)方法，那么應(yīng)保證換能器在聲測(cè)管中順利升降，相應(yīng)深度應(yīng)標(biāo)明在電纜線上，并同時(shí)記錄深度、聲時(shí)及波幅等數(shù)據(jù)。兩個(gè)換能器必須以同一高度或相差一定高程等距離同步移動(dòng)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)的兩個(gè)換能器的高差變化不應(yīng)超過(guò)20ram，并經(jīng)常注意進(jìn)行深度校核。測(cè)點(diǎn)間距宜為200～250mm。數(shù)據(jù)可疑的部位應(yīng)進(jìn)行復(fù)測(cè)或加密檢測(cè)，以確定缺陷的位置和分布范圍。采用的方法有對(duì)測(cè)、斜測(cè)、交叉斜測(cè)及扇形掃測(cè)等，其檢測(cè)方法剖面示意圖如圖12.1.2.5樁身混凝土缺陷的判斷方法及樁身完整性評(píng)價(jià)如何根據(jù)所測(cè)得的聲學(xué)參數(shù)判斷樁身混凝土缺陷是超聲波透射法測(cè)樁的關(guān)鍵，目前常用的方法有：①概率法對(duì)同一根樁同一剖面的聲速、波幅、主頻值進(jìn)行計(jì)算和異常值判別。當(dāng)某一測(cè)點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)聲學(xué)參數(shù)被判為異常值時(shí)，即為存在缺陷的可疑點(diǎn)。②斜率法用聲時(shí)(ti)一深度(h)曲線相鄰測(cè)點(diǎn)的斜率k和相鄰兩點(diǎn)聲時(shí)差值Zxt的乘積z，繪制Z—h曲線，根據(jù)Z—h曲線的突變位置，并結(jié)合波幅值的變化情況可判定存在缺陷的可疑點(diǎn)或可疑區(qū)域的邊界。式中，——相鄰兩點(diǎn)的生時(shí)差；——相鄰兩點(diǎn)的深度差；根據(jù)可疑點(diǎn)的分布及數(shù)值大小綜合分析，可以判斷缺陷的位置和范圍，缺陷的性質(zhì)應(yīng)根據(jù)各聲學(xué)參數(shù)的變化情況及缺陷的位置和范圍進(jìn)行綜合判斷。樁的質(zhì)量按其完整性分為四類，如表2-1表2-1樁的質(zhì)量分類規(guī)程中四種類型的樁身缺陷的補(bǔ)充描述：類別完整狀態(tài)缺陷特征⒈完整無(wú)缺陷⒉根本完整局部輕度缺陷⒊局部不完整局部明顯缺陷⒋嚴(yán)重不完整斷樁等嚴(yán)重缺陷I類樁：全樁長(zhǎng)各檢測(cè)剖面各測(cè)點(diǎn)聲學(xué)參數(shù)均無(wú)超臨界值異常，波形規(guī)那么，聲速較高，為完整樁。典型曲線如圖2和圖3所示。圖2完整樁的實(shí)測(cè)曲線圖3完整樁的實(shí)測(cè)曲線圖2為一根樁徑為800mm、有效樁長(zhǎng)為50.0m、樁身預(yù)埋兩根聲測(cè)管的鉆孔灌注樁的超聲波實(shí)測(cè)曲線，波形規(guī)整，波動(dòng)較小，首波半波寬約為0.5，平均波速4.72km／s，樁身完整。圖3為一根樁徑為200mm、有效樁長(zhǎng)為38.0m、樁身預(yù)埋三根聲測(cè)管的鉆孔灌注樁的超聲波實(shí)測(cè)曲線，三個(gè)剖面的波形規(guī)整，波動(dòng)較小，首波半波寬約為0.6，平均波速為4.60km／s，樁身完整。Ⅱ類樁：某一檢測(cè)剖面?zhèn)€別測(cè)點(diǎn)聲學(xué)參數(shù)輕微超臨界值異常，個(gè)別點(diǎn)波形有輕微波動(dòng)，聲速降低，缺陷的截面分布不超過(guò)樁的總橫截面的30％，為根本完整樁。典型曲線如圖4和圖5所示。圖4為一根樁徑為1500mm、有效樁長(zhǎng)為14.0m、樁身預(yù)埋三根聲測(cè)管的鉆孔灌注樁的超聲波實(shí)測(cè)曲線，A—B和A—C剖面波形較規(guī)那么，B—C剖面波形有微小波動(dòng)，該樁完好部位首波半波寬約為0.7，平均波速約為4.55km／s；樁深1.88～2.73m首波半波寬約為1.0，波速降低為3.93km／s，經(jīng)斜測(cè)，推定為西北側(cè)約1/4截面混凝土輕微夾泥。圖中陰影局部為推定的缺陷截面分布范圍。圖5為一根樁徑為1200mm、有效樁長(zhǎng)為29.8m、樁身預(yù)埋三根聲測(cè)管的鉆孔灌注樁的超聲波實(shí)測(cè)曲線，B—C剖面波形較規(guī)那么，A—B和A—C剖面波形有明顯波動(dòng)，該樁完好部位首波半波寬約為0.6，平均波速約為4.70km／s；樁深9.4～10.2m首波半波寬約為1.0，波速降低為2.90km／s，經(jīng)斜測(cè)，推定為東側(cè)約1/4截面混凝土明顯蜂窩夾泥砂。Ⅲ類樁：某一檢測(cè)剖面連續(xù)多個(gè)測(cè)點(diǎn)或兩個(gè)以上檢測(cè)剖面?zhèn)€別測(cè)點(diǎn)聲學(xué)參數(shù)明顯超臨界值異常，個(gè)別點(diǎn)波形有明顯波動(dòng)，聲速降低，缺陷的截面分布不超過(guò)樁的總橫截面的50％，為局部不完整樁。典型曲線如圖6所示。圖6為一根樁徑1500mm、有效樁長(zhǎng)為18.7m、樁身預(yù)埋三根聲測(cè)管的鉆孔灌注樁的超聲波實(shí)測(cè)曲線，三個(gè)剖面均有明顯波動(dòng)，該樁完好部位首波半波寬約為0.7，平均波速約為4.55km／s；樁深8.56～8.96m首波半波寬達(dá)1.2，波速降低為3.68km／s，經(jīng)斜測(cè)，推定為西側(cè)約1/2截面混凝土明顯蜂窩夾泥砂。經(jīng)鉆芯驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)上述超聲法檢測(cè)推定的缺陷區(qū)域?yàn)閵A黃泥。Ⅳ類樁：波形不規(guī)那么，兩個(gè)以上檢測(cè)剖面連續(xù)多個(gè)測(cè)點(diǎn)聲學(xué)參數(shù)嚴(yán)重超臨界值異常，缺陷的截面分布超過(guò)樁的總橫截面的50％，為嚴(yán)重不完整樁。典型曲線如圖7所示。圖7為一根樁徑為1000mm、有效樁長(zhǎng)為23.5m、樁身預(yù)埋三根聲測(cè)管的鉆孔灌注樁的超聲波實(shí)測(cè)曲線，三個(gè)剖面均有兩處明顯波動(dòng)，該樁完好部位首波半波寬約為0.6，平均波速約為4.20krn／s；樁深4.3～4.7m首波半波寬達(dá)1.0，波速降低為3.10km／s，樁深20.0～23.5m首波半波寬達(dá)1.1，波速降低為2.42km／s，經(jīng)斜測(cè)，推定為深4.3—4.7m南側(cè)約1/3截面混凝土明顯蜂窩夾泥，深20.0～23.5m混凝土嚴(yán)重蜂窩夾泥。為嚴(yán)重不完整樁。圖4根本完整樁的實(shí)測(cè)曲線圖5根本完整樁的實(shí)測(cè)曲線圖6局部不完整樁的實(shí)測(cè)曲線圖7嚴(yán)重不完整樁的實(shí)測(cè)曲線2.1.2.6超聲波檢測(cè)中的一些考前須知超聲波傳播速度的快慢與混凝土的密實(shí)程度有直接關(guān)系，混凝土密實(shí)那么聲速高，反之，聲速那么低。而且，混凝土中的超聲波傳播速度與混凝土的強(qiáng)度有關(guān)，而混凝土的強(qiáng)度又與混凝土的齡期密切相關(guān)，因此，混凝土中的超聲傳播速度是混凝土齡期的函數(shù)。超聲波在混凝土中的傳播速度，與混凝土強(qiáng)度沒(méi)有嚴(yán)格的經(jīng)科學(xué)推導(dǎo)的數(shù)學(xué)公式?，F(xiàn)在使用的一些數(shù)學(xué)公式或稱為關(guān)系式，是些專家，學(xué)者通過(guò)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行歸納而來(lái)的。正是這樣，不同地方，不同研究人員得到的關(guān)系式是不同的。在一般情況下，超聲波檢測(cè)不提供混凝土強(qiáng)度數(shù)據(jù)。大量的實(shí)測(cè)說(shuō)明，當(dāng)養(yǎng)護(hù)齡期較短就進(jìn)行超聲波檢測(cè)時(shí)，往往發(fā)現(xiàn)樁頂3m左右范圍內(nèi)出現(xiàn)波速偏低、波幅偏小現(xiàn)象。那是因?yàn)椋簶俄?m左右以下的混凝土受上部混凝土重力的壓實(shí)作用，密實(shí)程度就比樁頂高，而樁頂3m以內(nèi)的混凝土受外力較小。建議：在樁身混凝土養(yǎng)護(hù)14d以上進(jìn)行超聲波檢測(cè)，寒冷季節(jié)、寒冷地區(qū)應(yīng)加長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)齡期，以便于采集便于分析的高質(zhì)量的檢測(cè)資料，或結(jié)合實(shí)際的資料和經(jīng)驗(yàn)確定適宜的檢測(cè)齡期。聲測(cè)管緊貼鋼筋籠內(nèi)側(cè)埋設(shè)，當(dāng)縮頸沒(méi)有縮到鋼筋籠的內(nèi)側(cè)，這時(shí)，聲波從發(fā)射換能器到達(dá)接收換能器，沒(méi)有穿透有缺陷的混凝土，對(duì)這種縮頸，超聲波檢測(cè)是不容易檢測(cè)到的。對(duì)于一些灌注樁，樁身存在孔洞或蜂窩狀孔洞缺陷，且缺陷部位在飽含水的砂層中，由于水的滲透作用，地下水進(jìn)入孔洞，聲波穿透缺陷時(shí)，聲波并不是穿透混凝土和空氣，而是穿透混凝土和水，這時(shí)，聲波的傳播方向沒(méi)有改變，只不過(guò)聲波的傳播時(shí)間稍長(zhǎng)于在無(wú)缺陷的混凝土中的傳播時(shí)間，如果缺陷范圍不大，是不易被檢測(cè)出來(lái)的。超聲波透射法測(cè)樁技術(shù)是采用非金屬超聲波檢測(cè)儀與柱狀徑向振動(dòng)換能器(水下探頭)作為檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)樁內(nèi)預(yù)埋的聲測(cè)管自下而上對(duì)樁身混凝土作全面、細(xì)致的檢測(cè)，根據(jù)超聲波在混凝土中傳播的聲學(xué)參數(shù)(聲時(shí)、波幅、頻率等)和波形的變化來(lái)分析、推定樁身的完整性，是迄今為止檢測(cè)樁身完整性最直觀、可靠的方法。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速開(kāi)展，檢測(cè)儀器性能的不斷改進(jìn)以及檢測(cè)人員技術(shù)水平的不斷提高，超聲波透射法測(cè)樁技術(shù)將會(huì)進(jìn)一步得到廣泛的應(yīng)用。2.2樁承載力檢測(cè)2.2.1動(dòng)力參數(shù)法動(dòng)力參數(shù)法在低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法中應(yīng)用最為廣泛。一方面，由于測(cè)試儀器輕便，便于攜帶，野外安裝測(cè)試簡(jiǎn)單，克服了樁基承載力測(cè)試中的靜載荷實(shí)驗(yàn)和高應(yīng)變動(dòng)測(cè)方法的設(shè)備笨重，受工作場(chǎng)地條件限制，工作效率低以及測(cè)試范圍有限等問(wèn)題，且對(duì)樁基無(wú)損害。另一方面，動(dòng)力參數(shù)法以一維波動(dòng)方程為根底，將錘一樁一土作為連續(xù)模型，根據(jù)一定的起始條件和邊界條件而求得單樁容許承載力，理論成熟，計(jì)算簡(jiǎn)單。鉆孔灌注樁和人工挖孔樁，由于其單樁承受力很大。所以，對(duì)單樁承受力檢測(cè)存在一定的難度，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的今天，靜荷載試驗(yàn)，由于費(fèi)工費(fèi)時(shí)，人們就希望能在保證質(zhì)量的前提下，降低檢測(cè)費(fèi)用。低應(yīng)變動(dòng)力參數(shù)法推算單樁豎向承載力具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：它屬于非破損性檢驗(yàn)，對(duì)樁身質(zhì)量不會(huì)造成任何破壞；檢測(cè)費(fèi)用低、時(shí)間少；如果能提高檢測(cè)精度，在同一個(gè)地區(qū)、甚至同一個(gè)工地，同等條件下能局部替代靜荷載試驗(yàn)，其意義都是非常大的。2.2.1.1影響“動(dòng)參法”測(cè)量精度的因素及解決方法①拾震器頻率響應(yīng)對(duì)檢測(cè)精度的影響速度傳感器的工作原理一般是量測(cè)傳感器內(nèi)線圈和磁缸的移動(dòng)速度，線圈系采用彈簧將其“浮”起，彈簧的固有頻率較低，當(dāng)外加強(qiáng)迫頻率相對(duì)于彈簧線圈的固有頻率很高時(shí)，可以認(rèn)為線圈不動(dòng)，和樁頭固定在一起的磁缸的運(yùn)動(dòng)反映樁的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度，這對(duì)正弦振動(dòng)是比擬好的，但對(duì)沖擊振動(dòng)，尤其是大阻尼振動(dòng)就是另一回事了。對(duì)沖擊衰減振動(dòng)的波形進(jìn)行頻譜分布可以發(fā)現(xiàn):它的譜線分析于OHZ到高頻范圍內(nèi)，因此速度傳感器的固有自振頻率和高頻響應(yīng)必然會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響，不同的速度傳感器，頻帶不一樣，對(duì)測(cè)量產(chǎn)生的結(jié)果也不一樣。“動(dòng)參法”中的動(dòng)靜比照系數(shù)是在靜載試樁上得到的，如果靜載試樁和工程樁選用相同的傳感器，其傳感器的頻響影響對(duì)靜載試樁在動(dòng)靜比照系數(shù)里反映出來(lái)，因而其相對(duì)精度較好，可將傳感器頻響不夠所造成的影響減到最小。②沖擊作用時(shí)間對(duì)測(cè)量的影響以矩形沖擊脈沖為例，由于傳感器高、低頻響應(yīng)的影響，沖擊作用時(shí)間的變化會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)波形的變化，這就是說(shuō)對(duì)有限頻率響應(yīng)的速度傳感器來(lái)說(shuō)，不同的沖擊作用時(shí)間對(duì)響應(yīng)波形的影響是比擬大的，在“動(dòng)參法”中影響沖擊作用時(shí)音質(zhì)因素有樁的混凝土標(biāo)號(hào)，樁頭平整度，墊層的材料、厚度等，尤其是墊層材料和厚度。動(dòng)靜比照系數(shù)不但用于本次試驗(yàn)，而且為統(tǒng)計(jì)提供數(shù)據(jù)，為了減少對(duì)動(dòng)靜比照系數(shù)的影響，墊層一旦選定，不要輕易改變，以免造成更大的影響。③濾波器對(duì)響應(yīng)頻率的影響在沖擊力作用下，樁的速度響應(yīng)是大阻尼的衰減振動(dòng)，目前所采用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般一次采集為1024點(diǎn)，為了照顧到二次沖擊時(shí)間的采集和分析頻率間隔Ar，采樣時(shí)間取得比擬大，造成干擾影響大，為了消除干擾信號(hào)，一般采用濾波或平滑方式去除干擾，然后采用FFT變換，以找出樁—土體系的固有頻率。從單樁豎向承載力推算值的公式中可以看到，承載力是和固有頻率的平方成正比，因而頻率確實(shí)定對(duì)承載力的影響很大。為了能濾去高頻干擾信號(hào)，選取截止頻率較低的低通濾波器，在阻尼較大且非線性的體系里，低通濾波器的衰減特性使得通過(guò)濾波后的比實(shí)際的低，濾波次數(shù)越多，影響越大。為了減小濾波器的影響，應(yīng)盡量保持濾波或平滑的方式和次數(shù)一致。④樁一土體系非線性阻尼對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響“動(dòng)參法”是建立在樁一土體系為線性的質(zhì)——彈理論的根底上，它的阻尼主要產(chǎn)生于在動(dòng)力作用下樁的變形、樁兩移動(dòng)引起樁土之間的摩擦和土的變形所消耗能量等因素。由于土的非線性等因素的影響，隨著沖擊能量的變化、樁長(zhǎng)、土的性質(zhì)、樁底支撐條件及成樁方式等條件改變，其體系的阻尼和振幅都會(huì)發(fā)生變化，直接影響測(cè)試結(jié)果，在小應(yīng)變規(guī)程里提出：控制一定的速度幅值，以保證沖擊能量與被測(cè)樁的承載力大致成比例，從我們的工作實(shí)踐來(lái)看，似乎還不夠，如果能使地質(zhì)條件等因素也大致相同，成樁工藝相同，最好是同一工地，那么準(zhǔn)確性會(huì)大大增加。以上分析了影響“動(dòng)參法”檢測(cè)承載力的諸多因素，提出了減少這些因素的方法。在目前標(biāo)準(zhǔn)(規(guī)程)范圍之內(nèi)，利用同工地或同樣條件之下的靜載資料作為依據(jù)，采用“動(dòng)參法”找出動(dòng)靜比照系數(shù)，選擇同樣的傳感器和檢測(cè)儀器；采用同樣的采樣時(shí)間間隔和濾波(平滑)條件；樁頭作相同處理并選擇相同的墊層，調(diào)整沖擊力使樁的振動(dòng)速度值大致一致等。就可以將以上影響檢測(cè)精度的各種因素，通過(guò)動(dòng)靜比照系數(shù)的表達(dá)，減少對(duì)檢測(cè)精度的影響，提高檢測(cè)工程樁數(shù)據(jù)的可靠性。樁基檢測(cè)技術(shù)是一門(mén)用于檢測(cè)樁身完整性及樁基承載力的實(shí)用性技術(shù)，它涉及的技術(shù)領(lǐng)域眾多，樁根底的質(zhì)量和承載力確定是施工和設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。隨著近代建筑科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展，樁的種類、樁基形式、施工工藝和設(shè)備以及樁基理論和設(shè)計(jì)方法都得到了長(zhǎng)足的開(kāi)展。這就對(duì)樁基檢測(cè)技術(shù)提出了更高的要求，也對(duì)傳統(tǒng)的樁基檢測(cè)方法提出了挑戰(zhàn)。在樁基檢測(cè)過(guò)程中，進(jìn)行測(cè)試儀器的研制和改進(jìn)，開(kāi)展新的樁基檢測(cè)方法，這固然是必要的。然而在現(xiàn)有的眾多樁基檢測(cè)方法根底上，針對(duì)某些方法的應(yīng)用范圍和存在的問(wèn)題進(jìn)行分析和研究，在實(shí)際工程實(shí)踐過(guò)程中提出新的改維普資訊進(jìn)方案，也不失為一個(gè)好方法第3章灌注樁的加固3.1鉆孔灌注樁常見(jiàn)施工質(zhì)量問(wèn)題及防治措施鉆孔灌注樁的施工大局部是在水下進(jìn)行的，其施工過(guò)程無(wú)法觀察，成樁后也不能進(jìn)行開(kāi)挖驗(yàn)收。施工中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都將直接影響整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度，甚至造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和不良社會(huì)影響。必須防治在鉆孔過(guò)程中及水下混凝土灌注過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的施工質(zhì)量問(wèn)題，保質(zhì)、保量地完成樁基施工任務(wù)。3.1.1鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)的施工質(zhì)量問(wèn)題及防治措施3.1.1.1護(hù)筒冒水護(hù)筒外壁冒水，嚴(yán)重的會(huì)引起地基下沉，護(hù)筒傾斜和移位，造成鉆孔偏斜，甚至無(wú)法施工。造成原因：埋設(shè)護(hù)筒的周圍土不密實(shí)，或護(hù)筒水位差太大，或鉆頭起落時(shí)碰撞。防治措施：在埋筒時(shí)，坑地與四周應(yīng)選用最正確含水量的粘土分層夯實(shí)。在護(hù)筒的適當(dāng)高度開(kāi)孔，使護(hù)筒內(nèi)保持1.0-1.5m的水頭高度。鉆頭起落時(shí)，應(yīng)防止碰撞護(hù)筒。發(fā)現(xiàn)護(hù)筒冒水時(shí)，應(yīng)立即停止鉆孔，用粘土在四周填實(shí)加固，假設(shè)護(hù)筒嚴(yán)重下沉或移位時(shí)，那么應(yīng)重新安裝護(hù)筒。3.1.1.2孔壁坍陷鉆進(jìn)過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡，或泥漿突然漏失，那么表示有孔壁坍陷跡象。造成原因：孔壁坍陷的主要原因是土質(zhì)松散，泥漿護(hù)壁不好，護(hù)筒周圍未用粘土緊密填封以及護(hù)筒內(nèi)水位不高。鉆進(jìn)速度過(guò)快、空鉆時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、成孔后待灌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)引起孔壁坍陷。

防治措施：在松散易坍的土層中，適當(dāng)埋深護(hù)筒，用粘土密實(shí)填封護(hù)筒四周，使用優(yōu)質(zhì)的泥漿，提高泥漿的比重和粘度，保持護(hù)筒內(nèi)泥漿水位高于地下水位。搬運(yùn)和吊裝鋼筋籠時(shí)，應(yīng)防止變形，安放要對(duì)準(zhǔn)孔位，防止碰撞孔壁，鋼筋籠接長(zhǎng)時(shí)要加快焊接時(shí)間，盡可能縮短沉放時(shí)間。成孔后，待灌時(shí)間一般不應(yīng)大于3小時(shí)，并控制混凝土的灌注時(shí)間，在保證施工質(zhì)量的情況下，盡量縮短灌注時(shí)間。3.1.1.3縮頸縮頸即孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑。造成原因：土層受孔隙水和周邊作業(yè)振動(dòng)作用向孔芯擠壓變形；孔壁塑性土膨脹；鉆錘磨損過(guò)甚，焊補(bǔ)不及時(shí)。防治措施：采用優(yōu)質(zhì)泥漿，降低失水量。成孔時(shí)，應(yīng)加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段時(shí)間內(nèi)，孔壁形成泥皮，那么孔壁不會(huì)滲水，亦不會(huì)引起膨脹。或在導(dǎo)正器外側(cè)焊接一定數(shù)量的合金刀片，在鉆進(jìn)或起鉆時(shí)起到掃孔作用。如出現(xiàn)縮頸，采用上下反復(fù)掃孔的方法，以擴(kuò)大孔徑。3.1.1.4鉆孔偏斜成孔后樁孔出現(xiàn)較大垂直偏差或彎曲。造成原因：鉆機(jī)安裝就位穩(wěn)定性差，作業(yè)時(shí)鉆機(jī)安裝不穩(wěn)或鉆桿彎曲所致；地面軟弱或軟硬不均勻；土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或其它硬物等情形。

防治措施：先將場(chǎng)地夯實(shí)平整，軌道枕木宜均勻著地；安裝鉆機(jī)時(shí)要求轉(zhuǎn)盤(pán)中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線，鉆桿位置偏差不大于20cm。在不均勻地層中鉆孔時(shí)，采用自重大、鉆桿剛度大的鉆機(jī)。進(jìn)入不均勻地層、斜狀巖層或碰到孤石時(shí)，鉆速要打慢檔。另外安裝導(dǎo)正裝置也是防止孔斜的簡(jiǎn)單有效的方法。鉆孔偏斜時(shí)，可提起鉆頭，上下反復(fù)掃鉆幾次，以便削去硬土，如糾正無(wú)效，應(yīng)于孔中局部回填粘土至偏孔處0.5m以上，重新鉆進(jìn)。3.1.1.5孔底虛土或樁底沉渣量過(guò)多

造成原因：檢查不認(rèn)真，清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔；泥漿比重過(guò)小或泥漿注入量缺乏而難于將沉渣浮起；鋼筋籠吊放過(guò)程中，未對(duì)準(zhǔn)孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底；清孔后，待灌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，致使泥漿沉積。

防治措施：認(rèn)真檢查，采用正確的測(cè)繩于測(cè)錘；成孔后，鉆頭提高孔底10-20cm，保持慢速空轉(zhuǎn)，維持循環(huán)清孔時(shí)間不少于30分鐘。采用性能較好的泥漿，控制泥漿的比重和粘度，不要用清水進(jìn)行置換。鋼筋籠吊放時(shí)，使鋼筋籠的中心與樁中心保持一致，防止碰撞孔壁?？刹捎娩摻罨\冷壓接頭工藝加快對(duì)接鋼筋籠速度，減少空孔時(shí)間，從而減少沉渣。下完鋼筋籠后，檢查沉渣量，如沉渣量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求，那么應(yīng)利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，直至孔口返漿比重及沉渣厚度均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。開(kāi)始灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為30-40mm，應(yīng)有足夠的混凝土儲(chǔ)藏量，使導(dǎo)管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大沖擊力濺除孔底沉渣，到達(dá)去除孔底沉渣的目的。3.1.2水下混凝土灌注過(guò)程中出現(xiàn)的施工質(zhì)量問(wèn)題及防治措施3.1.2.1卡管水中灌注混凝土過(guò)程中，無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行的現(xiàn)象。造成原因：初灌時(shí)，隔水栓堵管；混凝土和易性、流動(dòng)性差造成離析；混凝土中粗骨料粒徑過(guò)大；各種機(jī)械故障引起混凝土澆筑不連續(xù)，在導(dǎo)管中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而卡管；導(dǎo)管進(jìn)水造成混凝土離析等。防治措施：使用的隔水栓直徑應(yīng)與導(dǎo)管內(nèi)徑相配，同時(shí)具有良好的隔水性能，保證順利排出。在混凝土灌注時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土攪拌時(shí)間和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必須具備良好的和易性，配合比應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)室確定，坍落度宜為18-22cm，粗骨料的最大粒徑不得大于導(dǎo)管直徑和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4，且應(yīng)小于40mm。為改善混凝土的和易性和緩凝，水下混凝土宜摻外加劑。應(yīng)確保導(dǎo)管連接部位的密封性，導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝、試壓，試水壓力為0.6-1.0MPa，以防止導(dǎo)管進(jìn)水。在混凝土澆筑過(guò)程中，混凝土應(yīng)緩緩倒入漏斗的導(dǎo)管，防止在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣塞。在施工過(guò)程中，應(yīng)時(shí)刻監(jiān)控機(jī)械設(shè)備，確保機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)正常，防止機(jī)械事故的發(fā)生。3.1.2.2鋼筋籠上浮鋼筋籠的位置高于設(shè)計(jì)位置的現(xiàn)象。

造成原因：鋼筋籠放置初始位置過(guò)高，混凝土流動(dòng)性過(guò)小，導(dǎo)管在混凝土中埋置深度過(guò)大鋼筋籠被混凝土拖頂上升；當(dāng)混凝土灌至鋼筋籠下，假設(shè)此時(shí)提升導(dǎo)管，導(dǎo)管底端距離鋼筋籠僅有1m左右時(shí)，由于澆筑的混凝土自導(dǎo)管流出后沖擊力較大，推動(dòng)了鋼筋籠的上浮；由于混凝土灌注過(guò)鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時(shí)，其上層混凝土因澆注時(shí)間較長(zhǎng)，已接近初凝，外表形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定的握裹力，如此時(shí)導(dǎo)管底端未及時(shí)提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升，同時(shí)也帶動(dòng)鋼筋籠上升。

防治措施：鋼筋籠初始位置應(yīng)定位準(zhǔn)確，并與孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，縮短灌注時(shí)間，或摻外加劑，防止混凝土頂層進(jìn)入鋼筋籠時(shí)流動(dòng)性變小，混凝土接近籠時(shí)，控制導(dǎo)管埋深在1.5-2.0m。灌注混凝土過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)掌握混凝土澆注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深，當(dāng)混凝土埋過(guò)鋼筋籠底端2-3m時(shí)，應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上。導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m，不宜大于5m和小于1m，嚴(yán)禁把導(dǎo)管提出混凝土面。當(dāng)發(fā)生鋼筋籠上浮時(shí)，應(yīng)立即停止灌注混凝土，并準(zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆混凝土面的標(biāo)高，提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注，上浮現(xiàn)象即可消失。3.1.2.3斷樁混凝土凝固后不連續(xù)，中間被沖洗液等疏松體及泥土填充形成間斷樁。

造成原因：由于導(dǎo)管底端距孔底過(guò)遠(yuǎn)，混凝土被沖洗液稀釋，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充；受地下水活動(dòng)的影響或?qū)Ч苊芊獠涣迹瑳_洗液浸入混凝土水灰比增大，形成樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝體；由于在澆注混凝土?xí)r，導(dǎo)管提升和起拔過(guò)多，露出混凝土面，或因停電、待料等原因造成夾渣，出現(xiàn)樁身中巖渣沉積成層，將混凝土樁上下分開(kāi)的現(xiàn)象；澆注混凝土?xí)r，沒(méi)有從導(dǎo)管內(nèi)灌入，而采用從孔口直接倒入的方法灌注混凝土，產(chǎn)生混凝土離析造成凝固后不密實(shí)堅(jiān)硬，個(gè)別孔段出現(xiàn)疏松、空洞的現(xiàn)象。

防治措施：成孔后，必須認(rèn)真清孔，一般是采用沖洗液清孔，沖孔時(shí)間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定，沖孔后要及時(shí)灌注混凝土，防止孔底沉渣超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。灌注混凝土前認(rèn)真進(jìn)行孔徑測(cè)量，準(zhǔn)確算出全孔及首次混凝土灌注量?；炷翝沧⑦^(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)控制混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深，提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。嚴(yán)格確定混凝土的配合比，混凝土應(yīng)有良好的和易性和流動(dòng)性，坍落度損失應(yīng)滿足灌注要求。在地下水活動(dòng)較大的地段，事先要用套管或水泥進(jìn)行處理，止水成功前方可灌注混凝土。灌注混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌入，要求灌注過(guò)程連續(xù)、快速，準(zhǔn)備灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土過(guò)程中應(yīng)防止停電、停水。幫扎水泥隔水塞的鐵絲，應(yīng)根據(jù)首次混凝土灌入量的多少而定，嚴(yán)防斷裂。確保導(dǎo)管的密封性，導(dǎo)管的拆卸長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度而定，切勿起拔過(guò)多3.1.2.4樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)低造成原因：混凝土遭受孔內(nèi)水的危害，引起砂漿稀釋，砂石下沉，嚴(yán)重破壞混凝土的強(qiáng)度。防治措施：對(duì)于孔內(nèi)有地下水，水位低、水量小的樁孔，在澆搗時(shí)把混凝土拌勻，水抽干，可以采用串筒迅速澆搗，但在水位以下局部，必須調(diào)整混凝土混合比，適當(dāng)減少用水量并增加水泥用量等；對(duì)于水位高、出水量大的樁孔，必須采用水下混凝土配合比與導(dǎo)管法灌注；采用兩種灌注方法，應(yīng)鑿除接茬夾渣層，按樁頭處理，接頭處灌注混凝土用插搗器反復(fù)插搗。3.2高壓噴射法注漿法高壓噴射注漿法是新開(kāi)展的一項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)地基改進(jìn)新工藝。1963年首先在巴基斯坦一個(gè)水壩工程試用,1965～1970年間在日本得到完善開(kāi)展,此后被各國(guó)推廣應(yīng)用。高壓噴射注漿法包括旋噴注漿、定噴注漿和擺噴注漿三種方法。由于高壓噴射注漿法使用的壓力大,當(dāng)它連續(xù)和集中地作用在土體上,壓應(yīng)力和沖蝕等多因素便在很小的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生效應(yīng),對(duì)土體產(chǎn)生巨大的沖擊破碎和攪動(dòng)作用,使注入的漿液和土拌合均勻凝固為新的固結(jié)體,研究說(shuō)明,高壓噴射注漿法對(duì)于各種地基都有良好的處理效果。高壓注漿是通過(guò)在基底和基底周圍土壤鉆孔,高壓注入水泥和水玻璃漿液,漿液以填充、滲透和擠密等方式排出土層空隙內(nèi)的局部或大局部空氣和水分,并占據(jù)其位置,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的漿液凝固和化學(xué)、物理變化之后,將原來(lái)松散的土?；蛄严赌z結(jié)成一個(gè)整體,形成一個(gè)強(qiáng)度大、結(jié)構(gòu)新、防水性能高和化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體”,使土壤固結(jié)穩(wěn)定,提高其抗壓、抗剪和抗振動(dòng)液化能力,從而抑制或阻止建筑物的不均勻沉降。施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意,當(dāng)注漿過(guò)程中間發(fā)生故障時(shí),應(yīng)停止提升和噴射以防樁體中斷,并立即進(jìn)行檢查排除故障,如發(fā)現(xiàn)漿液噴射缺乏,影響樁體的設(shè)計(jì)直徑時(shí),應(yīng)進(jìn)行復(fù)噴。同時(shí),相鄰兩樁旋噴間隔時(shí)間應(yīng)不小于48h,間距應(yīng)不得小于1～2m。由于高壓噴射注漿處理地基的強(qiáng)度較低,一般28d的強(qiáng)度在2～10MPa之間,強(qiáng)度增長(zhǎng)速度較慢,因此檢驗(yàn)時(shí)間應(yīng)控制在噴射注漿后28d進(jìn)行,以防由于固結(jié)體強(qiáng)度不高時(shí),因檢驗(yàn)而受到破壞。3.2.1加固機(jī)理高噴法如三管高噴法用壓縮空氣包裹高壓噴射水流沖擊破壞攪動(dòng)土體，同時(shí)用低壓灌漿泵灌入漿液，漿液被高壓水、氣射流卷吸帶入，同時(shí)與被攪動(dòng)土體混合形成固結(jié)體。加固地基，形成樁、板、墻的機(jī)理可用五種作用來(lái)說(shuō)明：①高壓噴射流切割破壞土體作用噴流動(dòng)壓以脈沖形式?jīng)_擊土體，使土體結(jié)構(gòu)破壞出現(xiàn)空洞。②混合攪拌作用鉆桿在旋轉(zhuǎn)和提升的過(guò)程中，在射流后面形成空隙，在噴射壓力作用下，迫使土粒向與噴嘴移動(dòng)相反的方向(即阻力小的方向)移動(dòng)，與漿液攪拌混合后形成固結(jié)體。③置換作用三重管高噴法又稱置換法，高速水射流切割土體的同時(shí)，由于通入壓縮空氣而把一局部切割下的土粒排出灌漿孔，土粒排出后所空下的體積由灌入的漿液補(bǔ)入。④充填、滲透固結(jié)作用高壓漿液充填沖開(kāi)的和原有的土體空隙，析水固結(jié)，還可滲入一定厚度的砂層而形成固結(jié)體。⑤壓密作用高壓噴射流在切割破碎土體的過(guò)程中，在破碎帶邊緣還有剩余壓力，這種壓力對(duì)土層可產(chǎn)生一定的壓密作用，使高噴樁體邊緣局部的抗壓強(qiáng)度高于中心局部。3.2.2根本種類按噴射介質(zhì)及其管路多少可分為單管法、二管法、三管法等。①單管旋噴法通過(guò)單根管路，利用高壓漿液(20～30MPa)，噴射沖切破壞土體，成樁直徑為40～50cm。其加固質(zhì)量好，施工速度快和本錢(qián)低，但固結(jié)體直徑較小。②二管旋噴法在單管法的根底上又加以壓縮空氣，并使用雙通道的二重灌漿管。在管的底部側(cè)面有一個(gè)同軸雙重噴嘴，高壓漿液以20MPa左右的壓力從內(nèi)噴嘴中高速噴出，在射流的外圍加以0.7MPa左右的壓縮空氣噴出。在土體中形成直徑明顯增加的柱狀固結(jié)體，達(dá)80～150cm。③三管旋噴法使用分別輸送水、氣、漿三種介質(zhì)的三重灌漿管。高壓水射流和外圍環(huán)繞的氣流同軸噴射沖切破壞土體，在高壓水射流的噴嘴周圍加上圓筒狀的空氣射流，進(jìn)行水、氣同軸噴射，可以減少水射流與周圍介質(zhì)的摩擦，防止水射流過(guò)早霧化，增強(qiáng)水射流的切割能力。噴嘴邊旋轉(zhuǎn)噴射，邊提升，在地基中形成較大的負(fù)壓區(qū)，攜帶同時(shí)壓入的漿液充填空隙，就會(huì)在地基中形成直徑較大、強(qiáng)度較高的固結(jié)體，起到加固地基的作用。3.2.3漿液材料水泥是噴射灌漿的根本材料，水泥類漿液可分為以下幾種類型。①普通型漿液一般采用普通硅酸鹽水泥，不加任何外加劑，水灰比一般為0.8：1～1.5:1，固結(jié)體的抗壓強(qiáng)度(28d)最大可達(dá)1.0～20MPa，適應(yīng)于無(wú)特殊要求的工程。②速凝－早強(qiáng)型適于地下水位較高或要求早期承當(dāng)荷載的工程，需在水泥漿中參加氯化鈣、三乙醇胺等速凝早強(qiáng)劑。摻入2%氯化鈣的水泥－土的固結(jié)體的抗壓強(qiáng)度為1.6MPa，摻入4%氯化鈣后為2.4MPa。③高強(qiáng)型噴射固結(jié)體的平均抗壓強(qiáng)度在20MPa以上?？梢赃x擇高標(biāo)號(hào)的水泥，或選擇高效能的擴(kuò)散劑和無(wú)機(jī)鹽組成的復(fù)合配方等。在水泥漿中摻入2～4%的水玻璃，其抗?jié)B性有明顯提高。如工程以抗?jié)B為目的，最好使用“柔性材料”?？稍谒酀{液中摻入10～50%的膨潤(rùn)土(占水泥重量的面分比)。此時(shí)不宜使用礦渣水泥，如僅有抗?jié)B要求而無(wú)抗凍要者，可使用火山灰水泥。3.2.4主要特征①適用的范圍較廣旋噴注漿法以高壓噴射流直接破壞并加固土體，固結(jié)體的質(zhì)量明顯提高。它既可用于工程新建之前，也可用于工程修建之中，特別是用于工程落成之后，顯示出不損壞建筑物的上部結(jié)構(gòu)和不影響運(yùn)營(yíng)使用的長(zhǎng)處。②施工簡(jiǎn)便旋噴施工時(shí)，只需在土層中鉆一個(gè)孔徑為50mm或300mm的小孔，便可在土中噴射成直徑為0.4~4.0m的固結(jié)體，因而能貼近已有建筑物根底建設(shè)新建筑物。此外能靈活地成型，它既可在鉆孔的全長(zhǎng)成柱型固結(jié)體，也可僅作其中一段，如在鉆孔的中間任何部位。③固結(jié)體形狀可以控制為滿足工程的需要，在旋噴過(guò)程中，可調(diào)整旋噴速度和提升速度，增減噴射壓力，可更換噴嘴孔徑改變流量，使用固結(jié)體成為設(shè)計(jì)所需要的形狀。高壓噴射注漿法所形成的固結(jié)體形狀與噴射流移動(dòng)方向有關(guān)，一般分為旋轉(zhuǎn)噴射(簡(jiǎn)稱旋噴)，定向噴射(簡(jiǎn)稱定噴)和擺動(dòng)噴射(簡(jiǎn)稱擺噴)三種形式。旋噴法施工時(shí)，噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)并提升，固結(jié)體呈圓柱狀。主要用于加固地基，提高地基的抗剪強(qiáng)度，改善土的變形性質(zhì)，也可組成閉合的帷幕，用于阻擋地下水流和治理流沙。旋噴法施工后，在地基中形成的圓柱體稱為旋噴樁。定噴法施工時(shí)，噴嘴一面噴射一面提升，噴射方向固定不變，固結(jié)體形如板狀或壁狀。擺噴法施工時(shí)，噴嘴一面噴射一面提升，噴射的方向呈較小角度來(lái)回?cái)[動(dòng)，固結(jié)體形如較厚墻狀。定噴及擺噴兩種方法通常用于基坑防滲，改善地基土的水流性質(zhì)和穩(wěn)定邊坡等工程。一般情況下，采用在地面進(jìn)行垂直噴射注漿，而在隧道、礦山井巷工程、地下鐵道等建設(shè)中，亦可采用傾斜和水平噴射注漿。④有較好的耐久性在一般的軟弱地基加固中，能預(yù)期得到穩(wěn)定的加固效果并有較好的耐久性能可用于永久性工程。⑤料源廣闊價(jià)格低廉噴射的漿液是以水泥為主，化學(xué)材料為輔。除了在要求速凝超早強(qiáng)時(shí)使用化學(xué)材料以外，一般的地基工程的使用材料廣闊，一般使用價(jià)格低廉的425號(hào)普通硅酸鹽水泥。假設(shè)處于地下水流速快或含有腐蝕性元素、土含水量大或固結(jié)強(qiáng)度要求高的場(chǎng)合下，那么可根據(jù)工程需要，在水泥中摻入適量的外加劑，以到達(dá)速凝、高強(qiáng)、抗凍、耐蝕和漿液不