低应变法检测既有建筑地基基础的思考

程 彦 （合肥工大工程试验检测有限责任公司，安徽 合肥 230009）

0 前言

既有建筑在实际应用当中会因为多种外在因素而出现质量问题，例如老化、损伤等，而随着时间的累积，这种现象会不断放大，最终对建筑局部造成重大影响，如果不及时防治，可能会引起安全事故发生。低应变法正是一种针对既有建筑地基基础，进行老化、损伤检测的技术，通过此项技术可以决定既有建筑是否需要进行加固。

实验各仪器参数 表1

1 实例低应变法应用分析

因为低应变法具有较高通用性，在不同的检测条件下其参数也会不同，所以无法对其一概而论，在此条件下本文将结合实例来进行分析。

1.1 实例概况

某建筑工程竣工至今已经30余年，在使用年限规范上已经进入了“后期”，所以其可能存在较为严重的老化、损伤现象。该工程共分19层，属于高层建筑，其中地上18层，地下1层，总体高度达76.1m，根据相关施工单位的施工报告得知，该工程建设时所选择的地基基础类型为筏板基础，基础底标高为-4.70m，同时在地基处理方面，还使用了CFG桩复合地基596根，其中有效桩长为20.0m。在实例基础上，本文出于便捷性考虑，主要选择该建筑中的3根基础进行低应变检测实验[2]。

1.2 实验准备工作

首先进行实验仪器准备，主要仪器包括动测仪、速度传感器、激振力棒、激振力锤，各项仪器的参数见表1。其次为了确保实验能够顺利进行，本文在正式实验阶段对所有设备的状态进行了检查，确认所有设备可以正常使用。

1.3 检测方法

为了体现低应变检测法的优势，本文选择了两种检测方式，具体如下文所述。

1.3.1 方法一

针对既有建筑地基基础顶部以下20cm～50cm位置，采用水钻方法进行钻孔，得到一个10cm的钻孔（孔深不大于0.5d，d代表既有建筑地基基础的桩径），之后依靠钻孔来安装钢板梁，同时将速度传感器安装在桩基的侧面，安装完成之后采用重锤锤击安装好的钢板，此时钢板会发生相应的振动，而振动就会产生激振信号并将信号传递给地基基础。

1.3.2 方法二

主要采用与方法一相同的钻孔规范、传感器安装方法来进行准备工作，之后在钻孔内安置鞭炮，通过鞭炮爆炸时产生的振动来发射激振信号，同时因为鞭炮爆炸时的激振信号多为声波信号，所以为了收集其反射波，在该方法下主要选择声波接收仪器来实现目的。

1.4 保证措施

为了确保本文测试结果准确，在实际操作当中通过了相应的保证措施对实例既有建筑的地基基础进行了处理，具体步骤为：针对地基基础上的凹凸部位进行凿除，只处理桩头20cm～50cm范围内的凹凸部位，使得桩头平整；本文激振信号发生方法以及激振发射波接收方法均经过实验确认；所有激振点的位置均尽可能与地基基础桩头中心靠近；针对实验范围内的每一根地基基础，均进行2次重复测试，之后将两组测试数据综合，取其中均值作为最终结果[3]。

2 测试结果

2.1 成桩后桩动测

结合实例建筑施工单位施工时的动测数据，对本文测试结果进行分析。成桩后桩动测结果见图1，根据图1得知，本文所测试的三根地基基础存在明显的反射现象，但整体上表现相对稳定，依照相关地基基础完整性等级规范，本文测试地基基础的完整性等级为Ⅱ类，同时根据实际表现可见，所有地基基础信号重复性好，为标准的低应变动测曲线。

2.2 垫层施工后桩动测结果

主要选择实例工程施工单位垫层施工后桩动测的信号，结合本文测试结果来进行分析。首先本文先采用方法二对地基基础进行了测试，根据测试结果可见，该方法下所得到的曲线数据十分不规律，不满足本文分析需求，所以证明方法二的适用性在实例条件下并不适用，而通过方法一进行测试可见，在方法一条件下得到了曲线数据具备低应变动测曲线特征，说明该方法有效，那么根据方法一的曲线进行分析，结果显示三根地基基础在完整性上的等级均为Ⅱ类，与实例工程的施工时的测试数据并没有太多出入，所以说明实例既有建筑的地基基础完整性良好，尚不需要进行调整。

3 低应变法检测中的注意事项

3.1 检测设备相关事项

检测设备对于低应变法检测准确率的影响很大，因为在检测过程当中，需要对检测设备的相关事项进行处理。首先在检测之前需要对场地进行勘察，如果场地当中存在积水现象，那么要先进行排水工作，因为积水会导致地基基础的局部含水量较大，而水是一种具有吸收能量波的物体，所以在大含水量的条件下，很难产生反射波，此时就导致检测数据不完整；其次，在检测之前需要对所有仪器设备进行状态检查，因为低应变检测周期虽然较短，但设备使用率较高，所以可能出现损坏、老化等问题，如果存在这种现象，同样会导致低应变检测的准确度下降，所以有必要在正式检测之前对设备进行检查。

3.2 计算结果分析

低应变法得到的初始数据均为反射波数据，这些数据并不能直接反映出的地基基础的完整性，需要通过相关计算，根据反射波数据与地基基础完整性之间的关系来进行判断。但在实际计算当中，因为计算量较大很容易出现计算错误现象，同时因为低应变检测中的反射波数据存在部分无用的数据，所以其计算结果容易失准。针对此类现象，在计算过程当中应当选择其中较具代表性的数据，例如最高值与最低值，再通过对比选取之中均值来避免无用数据的干扰，同时计算完成之后有必要对计算结果进行检验，完全确认准确无误之后才能实际应用。

3.3 数据完整性

根据上述分析（3.1成桩后桩动测）可见，在低应变检测当中反射波数据为曲线形式，如果其中某项数据存在缺失现象，就会导致数据完整性不足，直接使得计算结果准确性下降。除了在反射波数据方面要确保完整以外，针对施工地基基础的地质条件也要确保完整，此举主要因为地质条件与地基基础状态有密切联系，可以分析出地基基础的状态类型，再结合反射波数据进一步提高检测结果准确性。此外，在进行低应变检测当中，不能随意松开检测设备，因为一旦松开检测设备，就代表设备终止运行，会导致数据采集不完整现象；在检测过程当中，还要注意外力干扰，要尽可能避免这一类因素的干扰。

4 结语

本文主要对低应变法检测既有建筑地基基础进行了分析，分析中首先对低应变检测进行了介绍，了解了该方法的运作原理，其次围绕实例确认了低应变检测的激振发射正确方法，并通过结果对正确性进行了验证，说明方法有效，最终对低应变法检测中的注意事项进行了分析。