低应变曲线形态的影响因素分析

张明峻

摘 要：基桩检测中低应变曲线复杂多变，形状欠规则，单独分析曲线有时会造成误判。针对这一问题，本文结合工程实际，对地质条件和施工工艺、方法等因素对低应变曲线形态的影响进行了分析，分析结果说明，实际工程中由于各种因素的影响，曲线往往不规则，不易分析，为了对成桩质量做出正确的评价，需结合实际条件综合判定。

关键词：低应变;曲线形态;地质条件;施工工艺

1 低应变检测原理

低应变动力检测视桩为一维弹性体。当用手锤敲击桩顶后，产生一应力波并沿桩身向下传播，根据一维波动理论：应力波在波阻抗变化界面处或桩底将产生反射，反射到桩顶的应力波通过安装在桩顶的拾振器（传感器）所接收，并用采样仪采集下来，整个过程由计算机控制。检测到的波形便反映出桩本身的结构特性，即不同形式的桩身结构，会导致应力波的反射特性不同;结构面变化的位置不同则反射应力波到达的时间不同。

在一些教科书、专业书籍或文献中都可找到关于低应变曲线判释的标准，一般认为缺陷处有同向反射信号且反射波幅愈高缺陷就愈严重。但在实际应用中，缺陷是千变万化的，有时还会因施工工艺造成缺陷假象，这就要求在分析桩身质量时，不能仅仅依靠低应变曲线，还要结合施工工艺、施工过程、工程地质条件等影响因素综合分析，必要时采取其他方法验证，以确保判断的准确性。

2 实例分析

以某电厂基桩低应变检测曲线为例，对三种典型的低应变曲线进行分析。

2.1 理想的实测曲线

图1 煤场隧道桩1SD2低应变曲线

电厂1#圆形煤场桩基施工区域上部地层为天然粘土层，无回填土，施工工艺为旋挖干作业成孔。现场部分开挖揭露的桩身形状规则，无扩径、缩颈等现象。该区域基桩检测低应变曲线普遍比较理想，平滑规则，桩底反射明显，如图1所示。

2.2 地层条件变化对曲线形态的影响

图2 1#冷却塔区域三根低应变曲线

以第三根桩为例，12.5m位置处有类似桩底反射的同相反射波出现，如果该位置处为桩底，那么该桩长度与施工单位提供的16.7m的桩长有4.2m的差距，桩长明显不够。通过综合分析该区域其它桩的低应变检测曲线发现，以图2所示的三根桩的低应变曲线为例，每根桩在12m附近深度都出现了类似桩底反射波或扩径反射波出现，并且深度基本一致。由此可见该反射波的出现并非个例，而是该区域的普遍现象。钻孔抽芯的结果表明，该区域桩的长度与施工单位提供的桩长信息是基本一致的，因此可以排除以上三根桩桩长不够的可能。综合以上分析，最大的可能性就是11m左右深度处出现的地层的突变，导致土阻力的突变，从而导致此深度处出现了异常反射信号。通过附近的地层钻孔资料，可基本证实上述判断。

2.3 回填土与护筒对曲线形态的影响

图3 2#电除尘46#桩低应变曲线

图3显示的是2#电除尘46#桩（设计桩径800mm）的低应变检测曲线。由该曲线可以看出，桩头下3米存在疑似缺陷的反射信号。该区域回填土质量较差，存在较多大块石没有破碎，为防止表层填土塌落，施工单位在成孔过程中使用了长护筒，护筒直径为1m。反观46#桩，桩头实测直径1m，3m深度恰恰是护筒底的位置，桩在此位置以下便进入稳定的天然土层，桩径恢复至800mm，相对于护筒范围内的扩颈，形成了一个相对的“缩颈”假象。过程中亦通过开挖验证证实了上述判断。

3 结语

通过以上实例分析表明，混凝土灌注桩的低应变检测应注意以下几点：

（1）掌握基桩位置的工程地质、水文地质情况：是否回填区，地层是否稳定，有无夹层等。

（2）了解所检测桩的施工工艺和方法：是反循环、正循环、旋挖还是冲击成孔;成孔过程中是否采用泥浆护壁等。

（3）了解施工過程中有无异常：导管是否始终在混凝土面以下;浇筑是否及时、连续;拔护筒时有无破坏桩头等。

总之，低应变检测不能仅仅依靠曲线分析判定，要多方面综合分析。

参考文献：

[1]訾平华.某铁路桥几种典型缺陷桩的低应变曲线实例分析[J].铁道标准设计，2010.