低应变检测在桩基检测中应用分析

陈平月

（福建工大岩土工程研究所有限公司，福建 福州350011）

桩基是工程建设中的基础结构，所以在工程建设中，一旦桩基出现问题，将会导致整个工程的失败。想要确保其质量达标必须提高桩基的安全性能，保障其安全性能够满足工程需求。因此，我们需要对桩基的质量检测进行严格把关和控制。本文对桩基施工中常见质量问题，低应变反射波法在桩基检测中的应用要点及桩基检测应用要点这三个方面进行阐述，希望在工程建设方面做出一点贡献。

1 桩基施工中常见质量问题

1.1 桩身倾斜

桩基施工当中，桩身倾斜是常见的质量问题之一，其主要表现在完成钻孔之后，孔洞的孔径垂直度不达标，和标准值相比存在一定的差距，无法满足桩基设计的规定，更达不到建筑施工的要求。桩身倾斜形成的因素有很多，其钻机本身倾斜是最常见的一个因素，钻机架设之间没有进行校正，使得后续的钻孔出现直接的倾斜。如果倾斜度数严重，还需要重新打桩，否则将会对后期的施工产生恶性影响。

1.2 桩完整性

桩完整性，顾名思义，指的是其桩基是否完整。如果施工后桩基内部出现断桩的问题，则将会导致桩基的承载性大大降低。导管提取速度的过快直接影响着桩基完整。如果导管提取速度超过标准速度，会直接破坏桩完整性。发现断桩要及时更换，否则会直接影响后续施工。

2 低应变反射波法在桩基检测中的应用要点

2.1 检测原理

桩基整体质量产生问题的主要原因在于桩身的倾斜和桩完整性这两个方面。如果这两个方面的其中之一出现问题，将会直接影响着后续施工的顺利开展。所以，在施工之前，必须做好桩基的质量校核，这也是确保工程完整的关键所在。这里我们介绍低应变反射波法。这种检测方法主要是基于一维波动方程之上，把桩转化成一维弹性均质直杆的模型，并且模型方向呈为纵向，在桩顶部位置处提供瞬态激振后使桩身产生纵向应力波，从而使应力波在桩身从上而下传播。在传播的过程当中，如果桩身混凝土波阻抗数值出现偏差的话（这里所说的偏差主要表现为两种，一种是桩基自身存在缩颈或者扩颈所造成的数值上的偏差，一种是截面材料存在的物理性能的偏差），则会使应力波产生异常变化。主要体现为在桩身截面部位产生反射、入射或者透射等变化。基于此，可以结合反射、入射或者投射等传过来的相位参数、波形参数、频率参数、振幅参数以及波的到达时间等相关特征参数来对桩身混凝土缺陷情况、缺陷位置等完整性等方面的质量情况进行判定。

2.2 检测注意事项

为了保证桩身的完整性，需要在应用低应变反射波法的过程当中，对其数据进行确切的监测及记录，并绘制准确的实测波形图。另一方面，为了防止检测中出现检测干扰，在实际的操作过程中我们需要在以下几个方面上加强注意：

2.2.1 桩基桩头处理

若桩基的桩头部位的混凝土比较松散，那么检测过程中产生的激振信号出现震荡的现象，数值不稳定，从而造成波形出现相似性，导致误差。所以，在检测之前，我们需要对桩基的桩顶进行核实，检查装顶是否坚硬，是否密实，是否达到标准。除此之外，为了保障其激振信号的准确性，我们还需要把其表面的混凝土进行打磨，直到呈水平状态为止。

2.2.2 做好传感器耦合处理

为了避免检测信号出现偏差，首先我们需要阻止外界的影响和干扰，比如把传感器进行耦合处理，用到的材料可以是石膏，黄油或者橡皮泥，严格控制粘结的程度，越薄越好。安装完毕之后还要检查桩顶和传感器的位置，二者需要保持垂直状态才可以，并且为了检测结果更真实，还应该检查二者之间是否存在砂砾和缝隙，如果存在，应做及时处理。

2.2.3 科学设置激振点和传感器的检测位置

为了使桩基波形更准确，更真实，我们应该避免负向反冲波的产生，这就需要控制好传感器和激振点之间的距离，如果距离太小，则会造成负向反冲波，并且这种情况一旦产生，将会遮盖桩身的浅部缺陷，从而影响波形分析。通过多次工程实践和相关数据显示，在设置激振点的时候，如果以桩为中心，在距离桩中心2R/3 位置处安装传感器，产生的波形更为真实。

除此之外，在确定传感器位置和选择激振点的过程中，我们应尽可能地排除因钢筋笼主筋所带来的不良影响，避免素混凝土和钢筋笼主筋交界面部位处因为阻抗数值的变小而错误判定为离析或断桩等桩基问题。

3 桩基检测应用要点

3.1 做好桩基检测准备工作

为将低应变反射波顺利且正常应用到桩基质量检测当中来，检测之前的准备工作不可忽视。我们需要确保准备工作的全面性和完整性，如果其中一项出现问题，则将会对检测结果和准确率造成很大的负面影响。而在低应变反射法应用过程前，相关准备工作主要涉及到以下几点：

3.1.1 调查现场的地质情况，检查桩基施工所用的材料及相关资料是否完成且达标，对桩基工程施工中用到的工艺和材料类型进行检查，比如检查混凝土的强度是否足够强，刚才的型号是否匹配等，并对成桩后的桩长、桩径和日期进行记录，还要确保所记录的内容的准确性。

3.1.2 检测人员应切身进入到施工现场亲自检测现场，认真观察桩基的桩头是否完整，其检测方法比较简单，可以通过肉眼观察桩头是否潮湿，观察浇灌在桩头里的混凝土是否松散，用橡胶锤或者木锤对桩头进行敲打，通过产生的声音来判断桩头的完整性。

3.1.3 在应用低应变反射波法进行检测之前，检测人员还需要把桩基顶部位置处所设置的钢板切开，并清理掉对桩头部位处松散的混凝土和浮浆，直至桩头部位处露出密实的混凝土为止。

3.2 做好桩基检测基本假设

在应用低应变反射波法检测的时候，需要提前做好必要的假设，主要有：桩基为细长杆，且杆为等截面；桩身材料分布较均匀；桩基变形中其截面始终保持平行的水平面；桩基截面上面的应力均保持均匀地分布，根据检测仪器上面所显示出来的波形曲线，可以对桩基的质量进行判定。

3.3 做好桩基检测数据处理

在应用低应变反射波法时，其数据处理主要包括以下三个方面：

3.3.1 完整桩。在低变反射波法的检测下，如果波速比较平稳，有均匀的波速并且反射信号比较全面，那说明桩基检测的质量达标。

3.3.2 钢护筒造成的桩身缩颈问题。施工中我们一般会用钢护筒来浇灌混凝土，其弊端是会在一定程度上将桩基的直径尺寸扩大，从而导致缩径。

3.3.3 断桩。如果出现断桩，在应用低应变反射波法时，所呈现的速度波形图中会有明显的波峰，并且桩底部位置处所反射过来的信号也比较弱。

结束语

总之，桩基自身的承载性能和其桩身是否倾斜、缩径或断桩等有着直接的关系，如果这些因素出现问题，将直接影响着桩基的稳定。通过应用低应变反射波法，可以对桩基完整性等问题进行准确检测，有助于避免工程建设中因为桩基质量问题而出现安全事故。