在桩基检测中如何运用低应变检测技术分析

孙景辉

（河南省地矿局第四地质矿产调查院，河南 郑州 450000）

0 引言

桩基以其施工便捷、寿命长以及稳定性好等优点，在桥梁以及码头、高层建筑等工程中获得了广泛的运用。低应变检测技术作为一种在工程物探、房屋质量检测以及岩土工程检测中获得广泛应用的技术，在桩基检测工作中的深入运用可以对成桩品质进行准确评价，并且对施工桩长以及混凝土强度、桩身缺陷位置进行判断，帮助相关人员进一步判断桩基是否和设计要求相符，并且为桩身加固提供详细的参考依据，保证桩基础的综合品质［1］。可这项技术在桩基检测的运用过程中会产生部分问题，怎样将低应变技术有效运用于桩基检测中，就变成相关人员深入研究的重要课题。

1 低应变检测技术的工作原理

低应变检测技术在现实运用过程中，重点是对桩身顶部进一步施加对应的动态荷载，从而按照桩基系统与土壤所收集的反应信号来准确判断桩身品质，看其完整性是否符合对应的标准。在桩基检测这一步骤中，低应变技术施加动态荷载的方式重点以手锤或者力锤敲打的方式来开展，并且在桩身顶部安装传感器，便于能够时刻接收应力波动信号，从而按照对应的波动理论来全面探究桩基出现的动态波动，如此才可对桩基施工品质进行有效判断，更好地确保桩身的完整性［2］。据有关实践进一步证明，低应变检测技术拥有很高的检测精确性与检测效率，于是，在大部分建筑工程的桩基检测工作中，都拥有较好的运用效果。

2 在桩基检测中运用低应变检测技术存在的不足

2.1 不能完成定量分析的任务要求

低应变桩基检测是经过回收且探究波动变化进一步实现的，因为反射波动的变化会受一系列因素的不断影响，如土层条件以及温度等，所以这项技术不能对成桩检测深入开展定量分析。这导致相关人员只能根据类似的技术经验以及检测案例来全面探究桩身的现实情况，而不能对桩身开展定量分析。

2.2 检测工作对数据与经验的依从性很大

由于低应变检测技术不能完成定量研究以及检测，所以采取这一方法来检测成桩质量，一定是具有桩型条件以及当地地质条件静动比系数数据的前提下才可以实现，于是这项检测方法非常依赖工作经验以及数据。

2.3 测量准确度受桩长以及地质条件的影响大

在现实测量中，桩侧土阻力对应力波的广泛传播产生了极大的影响，具体表现为：出现土阻力波，对缺陷反射波幅值产生影响，使得应力波快速衰减，于是对可测桩的长度进行了限制，按照实际测量经验，桩基的直径通常不超过 1.8 m，可测桩的长度一般限制在 5～50 m。当然，桩长＞50 m 的桩也有获得桩底反射信号的相关经验，可受地质变化影响很大、不能及时反映出局部缺陷以及深部缺陷等特性。

3 在桩基检测中如何运用低应变检测技术

3.1 检测准备阶段

第一，搜集被检测工程的桩基设计图纸以及施工记录、岩土勘察资料，掌握施工过程中产生的实际情况。第二，确定委托方的详细要求，对现场条件进行认真检查。第三，制定检测方案，重点涵盖如下内容：抽样方案、检测依据、所需的工程概况以及人工机械配合等［3］。第四，检测之前应该认真检查仪器设备，计量仪器一定不要超过有效期。第五，假如是冲孔灌注桩，桩头在进一步达到设计标高之后，应对其进行深度清理，并且使用切割机在桩表面打磨 3～4 个光面，作为激振点并且有助于传感器的安装，在安装传感器的过程中要与桩顶面保持垂直，使用黄油进行粘结，黄油要具备充足的粘结强度。第六，传感器应该安装在距桩中心 2/3 半径处，实心桩的具体激振点应该选在桩中心，空心桩的激振点应该与测量传感器保持在同一个平面上，并且激振点和桩中心的连线构成 90°夹角，激振点应该安置在桩壁厚的 1/2 处。第七，检测过程中要事先检查混凝土的整体强度是不是符合相关要求。

3.2 收集数据

在上述环节完成之后就实施检测，就是经过捶打桩体进一步形成应力波动，接着再对应力波动信号进行搜集，在对信号进行收集的过程中需要注意如下内容。

1）合理选择传感器与振源。不一样的振源以及传感器会极大地影响信号，不一样的锤击方式会形成多样化的信号曲线，对于桩长很长的桩基应该选取脉冲很宽的振源，如此便于获取桩顶的信号［4］。所以在振源的选择过程中应该严格遵守“小桩选小锤，大桩选大锤”的原则对动态荷载进行选择。另外，在施工现场开展检测的过程中，还应该注意如果桩基的检测成效不佳、无法准确判断桩身品质，此时应该采取更换传感器或振源的方法，比较桩基信号，进而准确判断桩身的品质。

2）科学安装传感器。传感器是收集桩身发射信号的核心设备，其功能的好与坏密切关系到应力波动的有效收集，于是在选择传感器的过程中，通常选取规格很小的轻型设备，如此能够便于携带以及跟踪信号［5］。在对传感器实施安装的过程中一定要注意传感器与桩身的密切接触，同时还应该防止用手对传感器进行按压，唯有如此，才可以确保传感器对信号进行有效接收。通常采取黄油对传感器进行粘结，这一方法能够使传感器获取很准确、完整的桩身曲线。

3）选择应力波动信号。在桩基检测过程中，通常会利用前几根桩基的实际检测成效，来初步判断工程整体桩基的品质，如此能够对未来的检测工作进一步提供重要信息，提升检测工作的综合效率。如果发生一些桩体品质成效不佳的现象，要反复检测桩体，并且依次开展保存，为未来的室内探究进一步提供核心依据。

3.3 数据处理

如今现行的规范把桩身的完整性分成 4 种，如表 1 所示。

表1 桩身的完整性类别

反射波法动力测桩，凭借其无损、快捷以及经济等优点，变成如今整个工程界普遍认同的最方便、快捷的方法，可也存在一些问题。基于此，全面探究钻以及挖孔桩缺陷反射的相关影响因素，在对桩基测试曲线进行研究的过程中，要深入考虑桩周土层对波形曲线带来的相关作用［6］。我们要注意应力波既受桩身缺陷、刚度与材料的影响，也受土模量大小的具体影响。在软土层处、硬土层处将会分别出现似缩径、似扩径的反射波。假如没有深入了解桩侧的相关土质情况，则不易准确判断桩周土层对曲线的实际作用。关于混凝土灌注桩，也许存在桩身截面不断增大后快速减小的现象，在增大后快速减小的位置，经常能够发现 1～2 次缺陷反射，判断容易出现失误，需要尤其重视。为了准确、有效探究，需要从如下几点入手。

1）将施工记录与地质勘察资料充分结合起来探究基桩的完整性，桩型以及施工工艺极大地影响了基桩的完整性以及缺陷类型［7］。例如，地层变化也会影响波形；大量事故都出现在地层变化处以及流水处；预制桩以及人工挖孔桩不可能缩径等。因此了解施工记录以及查看地质资料有利于缺陷位置的明确。

2）借助于分析软件来判断基桩的缺陷程度。尽管定量分析软件自身存在很多漏洞，可它探究了应力波的具体传播过程，只要桩周土的参数比较合理，它的功能一般会愈发合理。

3）将同一工程的全部被测桩结合起来进行分析。因为同一工程的施工工艺与地质一致，经过探寻被测桩之间的共同特性，然后探究所有桩的现实情况，能够使分析成效获得充分提升［8］。假如只分析其中一根桩，而没有对整个工程的实际情况有一个全面的了解，极易出现判断不准确、不合理的情况。

4 工程实例

将低应变检测技术运用到桩基检测的过程中，融入了现实工程中桩身缺陷与完整性的波形特征，经过比较曲线，促进了低应变桩基检测的优化［9］。

在一办公楼的桩基工程中，24 # 嵌岩桩桩径D= 1 200 mm，桩长L=32 m，设计部门采用 C30 混凝土。通过相关资料能够发现，土层的地质特点重点包含坚硬粉质黏土、粉质黏土、密实性粉质黏土以及砂质蓬松土等，以密实性的粉质黏土当作实际工程中的桩端持力层。在测量桩身的时候，首先认真清洗仪器，在连接之后测量传感器的时域波长，记录出三组时域曲线，如图 1 所示。

图1 某完整桩 1 的实测时域曲线示意图

通过认真探究，桩身的时域曲线相对比较光滑与规则，桩身相对来说很完整，在 15 m 以上的土层很好。

经过分析完整桩 2 的时域曲线，其曲线光滑与规则，桩底的反射相对很显著［10］。

对工程的缩颈桩开展沉管注桩，桩径D=426 m，桩长L=18 m，钢筋笼长 6 m，C25 混凝土。在缩颈桩开展沉管注桩的过程中，把风化页当作桩端的持力层。

分析缩颈桩实测的时域曲线图后能够发现，在桩身 6～7 m 处进一步存在缩颈。按照有关记录能够发现，缩颈原因是成管过程中拔管太快所引起的。

5 结语

低应变检测技术在如今的桩基检测工作中获得了广泛运用，因为其能够对桩身质量进行准确、快速的判断，提升桩基检测的综合质量与效率。为了保证这项技术在建筑行业中的有效推广以及运用，有关人员应深入分析低应变检测技术的工作原理以及运用措施，如此才可以将这项技术的核心优势充分发挥出来，促进桩基工程的成功实施。Q