铁道行业低应变检测规程修改意见探讨

【摘要】目前国内基桩完整性检测有低应变法和超声波法两种，低应变法具有检测便捷、经济、受地质条件影响大等特点。但这种方法具有明显的局限性，由于波速无法确定所以无法确定桩长及缺陷的位置、存在浅层盲区、对检测人员经验要求较高。本文结合具体工程实例，对《铁路工程基桩检测技术规程》（TB10218-2008）中低应变检测的修改意见进行了探讨，为同行提供借鉴。

【关键词】铁道行业；低应变检测；修改意见

1、低应变检测原理

当混凝土桩的物理强度远大于桩周边土的物理强度时，在桩顶沿垂直方向激发弹性应力波，应力波沿桩身传播，当遇到桩底持力层及桩身质量缺陷位置上的波阻抗与正常混凝土波阻抗存在差异时，会部分应力波反射。

（1）通过分析缺陷反射波

①相位变化、频率变化、多次反射性可判断桩基的缩径、扩径、松散、夹泥、离析、断桩等质量缺陷现象。

②振幅的大小可判断缺陷的程度。

③桩身缺陷位置应按下式计算：

式中：L′―测点至桩身缺陷的距离（m）；

T′―时域信号第一峰与缺陷反射波峰间的时间差（ms）；

f′―幅频曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差（Hz）；

c―桩身波速（m/s），无法确定时用桩身波速平均值替代。

（2）桩底反射信号明确时可以验证桩长。

L=cmT

式中：L―桩长（m）；

T―测得的桩底反射信号时间（ms）；

cm―桩身波速平均值（m/s）。

桩身波速平均值的确定：当桩长已知、桩底反射信号明显时，选取相同条件下不少于5根Ⅰ类桩的桩身波速计算而得。

2、目前《铁路工程基桩检测技术规程》TB10218-2008中对数据判定的规定

桩身完整性类别应结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况，按表1所列实测时域或幅频信号特征进行综合判定。

目前《铁路工程基桩检测技术规程》TB10218-2008的判断标准存在重大漏洞，判断桩等级时，未将摩擦桩与嵌岩桩区别开，未对桩底反射相位进行描述，容易将不合格桩误判成合格桩。

3、工程实例

3.1实例1

合福铁路泾县某特大桥5号墩6号桩，桩长17.5米，设计强度等级C30，龄期7天，设计为嵌岩桩。该墩总共8根基桩，设计长度相同，波形相近。设计文件中地质情况如下：从桩头向下依次为地表腐质土、粘性土、强风化砂岩、弱风化砂岩。采用低应变法检测，桩底反射明显，波速实测波形如下：（检测日期2011年5月2日）

上述波形如果按现行《铁路工程基桩检测技术规程》TB10218-2008进行桩类别判定应为I类桩。但经过笔者的经验此桩桩底反射桩号明显且与入射波同向，是典型的摩擦桩桩底反射信号。通过取芯验证，发现此桩桩底位于强风化砂岩上，承载力与设计的弱风化砂岩相差很大，达不到设计强度，此桩虽然桩身完整，但承载力远远达不到设计值，属于不合格桩。后经设计院重新验算后补强，在此墩上补了8根桩长相同的基桩。

3.2实例2

合福铁路泾县某某河特大桥12号墩4号桩，设计桩长7米，设计强度等级C30，龄期12天，设计为嵌岩桩。设计地质情况如下：从桩顶向下依次为粘性土、强风化花岗闪长岩、弱风化花岗闪长岩。该墩总共8根基桩，设计长度相同，有四根桩波形相近，实测波形如下：

该墩另4个桩波形相近，实测波形如下：

对比上述两个波形可以发现1图桩底反射与入射波相同，是典型的摩擦桩桩底反射信号。2图在桩底反射时刻前有明显的与入射波相位相反的信号，是典型的嵌岩桩信号。但如果按现行《铁路工程基桩检测技术规程》TB10218-2008进行判断则4号桩应判成I类。通过取芯验证发现桩底全风化，报验单提供的基桩嵌岩1.0米，并进入弱风化花岗闪长岩，未达到设计要求，后该四根变更加长3米，原桩位冲孔重新灌注新桩，复测合格。

3.3实例3

武广铁路客运专线友谊水库1号大桥6号墩，7号桩。设计桩长16米，桩径1米，C30强度等级。6号墩设计全部为嵌岩桩。地质情况由桩顶向下依次为1-1粉质黏土，硬塑，夹少量碎石，Ⅱ类等级，σ0=150kPa

1-2粉质黏土，硬塑，Ⅱ类等级，σ0=180kPa

1-3碎石土，中密～松散，Ⅲ类等级，σ0=250kPa

1-4淤泥质粉质黏土，软塑，Ⅱ类等级，σ0=80kPa

2-1板岩，全风化，呈土状，Ⅲ类等级，σ0=250kPa

2-2板岩，强风化，呈碎块状和小柱状，节理发育，Ⅳ类等级，σ0=350kPa

2-3板岩，弱风化，呈短柱状，节理较发育，Ⅳ类等级，σ0=600kPa

检测时龄期14天。桩底同向反射明显，波速3800m/s。实测波形如下：

6号墩6号桩实测波形如下：可以看出6号桩桩底反相反射波显，是典型的嵌岩桩

通过分析7号桩及与6号桩对比，可以发现7号桩为摩擦桩，6号桩为嵌岩桩。判断7号桩应是不合格桩。后对7号桩进行取芯检测，混凝土芯样长度12.2米，对桩底下部继续取样发现，桩底下部20cm是岩石芯样，穿过此范围过的1.5米范围内是含水量很大的粘土，后判断此处是一小型溶洞。后将桩身变更为16米，原桩位冲孔重新灌注新桩。但按现行《铁路工程基桩检测技术规程》TB10218-2008进行判断则7号桩也应判成I类。

4、建议

通过上述几个工程实例可以看出：现行《铁路工程基桩检测技术规程》TB10218-2008中对桩的类别判断未区分嵌岩桩与摩擦桩，建议增加如下条款：

当基桩设计成嵌岩桩时，采用低应变法检测时，当桩底反射信号明显且与入射波同相时，就判为四类桩。

参考文献

[1]《铁路工程基桩检测技术规程》TB10218-2008.