1、1桩基检测中低应变动测应用分析摘要：桩基的施工质量在很大程度上影响建筑物的工程效益；而检测桩基则是保证基础稳定的重要环节。当前比较成熟的桩身质量检测方法之一是低应变动力检测技术，该检测技术在不少工程实践中得到认可与应用，所以本文也将重点分析该检测技术的应用特点，现场检测注意事宜以及影响检测质量的因素等，以进一步促使低应变动检测技术得到推广，在实践中不断完善。 关键词：桩基检测技术；低应变动测技术；应用 中图分类号： TU473.1 文献标识码： A 文章编号： 随着城镇化的发展速度加快，建筑行业与交通运输业也取得了迅猛发展。在桩基的施工中，桩孔的孔径偏小会降低整个桩的承载能力，而混凝土浇注后的
2、成桩质量直接影响成孔质量的好坏；还有桩孔偏斜也会影响基桩承载力的有效发挥。桩基础已成为我国工程建设中最重要的的一种基础形式，桩基础由于多在水下完成或地面下完成，隐蔽性强，技术要求高，施工工序多且杂，质量控制难度较大，桩基础试验与质量检验要求严格。近年来，有关检测新技术不断开发，检测内容日趋规范，传统的静载荷试验越来越难以满足需求，低应变动力检测技术是一种比较可靠的桩身质量无损检测技术，由于其性价比高，很适合桩基工程中应用。 1 低应变动测的应用特点 2从理论角度来看，低应变反射波法是以一维弹性理论为基础的，它源于应力波理论，也称为反射波法。基本原理为：在桩顶进行竖向激振，接着产生的弹性波顺着桩
3、身向下传播，在传播过程中，如果桩身存在缩颈，或存在桩底、断明显的波阻抗界面，将会产生反射波，经过一系列处理（接收、放大滤波等） ，以此来识别桩身不同部位的反射信息。桩身缺陷的程度及具体位置，桩身混凝土的完整性，都可通过反射信息的分析计算获知。在分析检测过程中，通常应用到以下公式。 （1） 式（1）中，A 表示桩身截面积，c 表示波速，p 表示桩身材料密度，Z 表示波阻抗。 （2） 式（2）中， 表示反射波波速，为入射波波速。 （3） 式（3）中， 、分别表示 1、2 的波阻抗。 （4） 式（4）中，L 表示缺陷深度，表示时差，c 表示波速。当桩身存在断桩或缺陷时，各界面反射波使曲线变得复杂。缺
4、陷的程度可由缺陷反射的幅值定性来确定，这需要我们认真分析波形，从中选出比较可行的缺陷反射时间 tx，最后据反射波的时间 tx 来确定缺陷位置，如下： （5） 式（5）中，Lx 表示为缺陷部距桩顶的距离；c 表示同一工地内多根已测合格桩桩身纵波速度的平均值。 32 低应变检测的现场检测控制要点 桩头处理是检测前的主要准备工作，在用角向磨光机在桩头平面的距桩中心三分之二半径位置处理 2 至 4 个平面（直径约 2cm）以粘贴传感器，桩中心打磨直径约 10cm 的平面。同时，要求接受检测的桩混凝土强度，不得小于 15MPa，且要超过设计强度的 70%。根据工程实际检测经验发现，用黄油耦合不仅成本低，
5、而且取材方便（建筑工程现场就有） ，很适合在低应变检测中应用。此外，锤垫的选择，应根据桩长与桩身尺寸以及桩身缺陷位置（一般原则是当 l/d 小于 50） ，可采集到的桩低反射信号比较清晰，这一点要重视，这是因为锤垫对滤掉检测信号中的高频分量起着关键作用。在现场检测中需要控制的要点包括：1）锤击激振时，锤击的能量过小时，整个桩体很难产生激振；若锤击脉冲过窄，应力弥散现象会发生；若锤击脉冲过宽，桩身的浅部问题则会被掩盖；若锤击碰撞的时间过长，声音过于沉闷，频率就会有所偏低，在桩土系统阻尼作用下，低频震源可消除不合理的振荡，误差速度比较缓慢，穿透力相对强，波速偏低，对深部缺陷以及长桩的检测效果很好；
6、若碰撞时间过短，则声音清脆，频率也会相应较高，与前者不同的是，高频率震源衰减速度快，但会产生大量冲击主频，造成信号出现漂移现象，尽管其穿透力适用于浅部缺陷的检测，但其对滤波的要求高；所以这需要施工前严格考虑锤垫的厚度、锤体的材质、质量，锤击测试过程中，若存在的干扰比较大，可提高信噪比，如增强信号，且锤击时把握轻重，且让力棒自由从 0.5m 高下落，避免连续敲击，检测效果都会不错；2）传感器安装时，若桩的直径大，传感器数量可安装 2 个以上；为了避免杂波干4扰到检测结果，空心桩的传感器安装点与激振点的平面夹角宜不小于，且桩头露出钢筋的位置一般要大于 0.5m，还要远离激振点；若为实心桩，应将传感
7、器安装在平整桩面的 2R/3 坚实处； 3）被测桩应干净整齐，测之前凿去浮浆，桩头平整，若外露主筋过长，干扰到测试信号，则需要进行割短处理；4）最佳激振方式与接收条件，应通过现场试验来确定；5）为了提高测试精确度，每一根被检测的单桩应至少进行两次以上测试。原则上，重复测试的波形与原波形应存在相似性，还有在测试过程中若出现异常波，要及时查明原因，排除了干扰因素后再重复测试；6）应选用高截止频率、小能量激振的传感器与放大器，以提高检测的分辨率；7）应在桩头中心部位选择激振点，还要视桩径大固地安置在距桩中心约小，测点（一般选择 24 个点）按圆周均匀分布，同时传感器应稳 2/3R处；8）一般在成桩
8、14d 后再进行桩检试验，同时考虑到打入时桩侧摩阻力的时效性特点，需要在桩被打入后马上进行检测，这是由于打入时桩所具有的摩阻力与打入后 714d 的摩阻力有很大差距；9）在检测现场中，振动（打桩）与机电（信号）是常见的干扰，如遇上下雨天气、地面潮湿或周围存在强电磁场，可采取换用直流电源与信号线县空的方法来排除干扰。此外，检测前，需要用到的仪器设备应进行性能检查；当遇上随机干扰较大时，激振与接收的次数可重复进行，通过信号增强的方式使检测更准确。 3 桩基检测质量的判断与影响因素 单桩存在缺陷时，检测质量的判断可根据以下几点进行：1）扩颈。可以观看到桩端反射波信号，桩身界面反射明显，波形呈不规则，
9、入射5波与反射波相位相反；2）缩颈。入射波与反射波相位一样，可观察到桩端反射波信号，波形呈不规则；3）严重缩颈或断裂现象。时域曲线前部仅观察到缺陷界面的反射信号，观察不到桩端反射信息，且波幅衰减变慢；深部断裂桩波形与完整桩大致相似，只不过 Vc 值大于正常波速值；浅部或中部断裂桩中出现多次反射；4）多处出现缺陷的现象。如果检测过程中，桩身存在多处缺陷时，观察多个相互干涉的反射波组，将这些数据记录会形成复杂的波列；5）离析严重的现象。反射波幅减小，波形不规则，而且桩身混凝土平均波速偏低。所以要准确判断桩基检测，需要综合工程地质资料、施工原始数据记录等进行分析判断，条件允许的可采取多个检测方法优化
10、组合判断。 无论采用哪一种检测技术，影响桩基质量检测波形的因素还是难以避免，这需要我们在检测过程中，根据具体情况进行排查。重点在于控制好以下两点：一是，如果出现桩头破损，多数是由于预制桩在贯入过程中，灌注桩头表面松散，桩头可能受到破损，这些现象会造成弹性波能量容易衰减下来，桩间与桩底反射信息因此有所削弱，这一系列的变化最终使波形的识别受到影响；此问题采取破除桩头的缺陷部分是当前行之有效的措施；二是，由于灌注桩会涉及承台工序，桩头难免会有钢筋露出，这会影响到实测波形，且由于在桩头激振时，钢筋所产生的回声特别容易被传感器接收，随后还会与反射信息叠加在一起，情况严重时反射信息的识别会受到影响；解决此
11、类问题，通常是用粘土或细砂将传感器屏蔽起来，使声波信息不被传感器接收到。 4 结语 6综上所述，在桩基检测中，除了低应变动测技术外，桩基缺陷的空间分布与尺寸大小，采取 CT 成像的检测方法可比较准确测得相关数据，此类方法可还有效大幅度降低室内计算的工作量；地质雷达也是比较有效的探测方法。此外，不同的桩基检测方法各有其优缺点，为了获得更全面、更合理、更准确的检测结果，可在工程实际中灵活应用多种检测方法进行检测，充分发挥其优势，规避不足，促进桩基检测理论与技术的发展，最终转化为良好的工程效益。 参考文献 1 解国梁,申向东,杨忠国.红外热像技术及其在建筑工程无损检测中的应用J.赤峰学院学报(自然科学版). 2011(04) 2 邓汝顺.桩基检测方法及应用J. 民营科技. 2010(07) 3 罗颖新.浅谈运用两种方法检测桩身完整性的必要性J.科技风. 2010(23)
