低应变法检测既有建筑地基基础的思考分析

邝金华

摘 要 社会主义建设的发展，提高了我国经济发展的水平，建筑行业在城市化进程中发挥了推动作用，取得了优异的成绩。其中既有建筑地基基础的稳定性与建筑物使用时间发生了紧密的联系。低应变法借自身优势在既有建筑地基基础中广泛应用。本文基于低应变法的分析，系统讨论了其应用于建筑地基基础检测中的情况。

关键词 低应变法;既有建筑检测;地基基础

引言

既有建筑在具体应用时由于外部因素的影响而出现质量缺陷，比如老化与损伤，这种现象随时间推移也会持续扩大，从而影响建筑的局部。如果无法及时处理，可能带来严重的安全问题。低应变法是一种检测既有建筑地基基础老化和损伤的技术，利用该项技术可加固处置既有建筑。

1既有建筑地基基础检测技术

1.1 载荷试验技术

建筑物增载和增层改造技术难度大，其中之一便是评价地基承载力。因此载荷试验技术可以有效测试地基承载力，是无法取代的技术。某炼钢厂初步决定加大吊车荷载，工程施工前地基承载力特征平均值是300kpa;增加地基承载力12.7%，相应提升了承载力。地基最初是强夯地基，处理后振幅受限，只达到了初期的设计要求，加之使用中局部发生地基渗水问题，降低了地基的承载力，故没有达到增载的要求。

1.2 原位取样技术

对典型试验场地比较，发现基础下和基础外地基土物理学性质指标的变化规律。通过规范公式，结合地基土的抗剪强度获得基础下与基础外地基承载力;增加地基土层深度，高度统一了基础中心、基础边界和基础外地基土等指标。既有建筑地基在应用原位取样技术的过程中充分掌握了指标的变化规律。

1.3 低应变动力测试技术

选择复合地基的素混凝土桩，开展低应变动力检测;由特殊的测试手段对建筑基础施工前后数据进行比较，明确在既有建筑素混凝土桩复合地基中应用低应变变动测试的可行价值[1]。

2影响低应变检测的因素

2.1 桩头

科学处理桩顶条件与桩头，保证信号测试的质量。通常情况下，灌注桩及时清理桩顶的浮浆或破损部分，使混凝土外露坚硬的表面部分，桩顶表面保持整洁，避免出现积水，激振和传感器选择在同一水平面安装。

2.2 安装传感器

粘接传感器的耦合剂尽量薄涂，按照桩的轴线安装激振和传感器，安装点避免接近钢筋笼的主筋，这样做是防止外露主筋振动影响测试的结果。实心桩的检测选择2/3半径桩心距离传感器的位置;锤击点与安装传感器需在同一水平面，从而对空心桩检测，与桩中心有效连接形成90°夹角，在1/2桩壁厚的位置安装传感器。

2.3 激振点与激振方式

采取用力敲击方式检测长大桩，该方法主要检测桩底和深部缺陷。以小锤击打中短桩，其通过自身优势，如脉冲窄、频率高等对浅层缺陷的程度与位置精确判断。在现实检测中，禁止以小锤侧长大桩[2]。

3低应变法在既有建筑地基基础检测中的应用

3.1 基本原理

采取基桩反射波法迅速檢测基桩结构的完整性。在具体使用时，把激振信号引入桩顶，在桩基结构内形成与之相配的应力波。基于客观角度分析，应力波随桩身迅速实现传输，若不存在界面持续连接的状况，则在反射的影响下应力波转变为反射波，综合波形特点和传播反射波的时间等，迅速得到完整的桩基数据。

3.2 低应变法地基基础检测的设备

有关人员在检测过程中，一般要使用动测仪、速度传感器、激振力棒、激振力锤等工具，具体见表1。

3.3 低应变法在既有建筑地基基础检测中的方法

有关人员利用低应变法检测时主要选择传统锤击法，明显加大了检测难度，因此，通过有效措施对检测方式不断改进。在具体实践中，声波一般利用水钻实施激发操作，进一步推进钻孔作业，之后围绕两个位置进行安装：①安装钢板梁;②安装传感器。做好相关准备后，有关人员对桩顶钢板梁采取重锤敲击，迅速传送应力波的能量。另外，有关人员采集声波信号时借助鞭炮激发的方法。

3.4 保证低应变法应用效果的手段

（1）有关人员做好前期检测的准备工作，首先，调节被检测桩头使其达到规定的标高位置，保证被检测的混凝土强度达到设计标准，确保其在合理的15MPa之内。同时，桩顶面尽量保持整洁，清除桩头表面的浮浆等杂质，使混凝土表面充分暴露，将影响检测桩顶外露的钢筋切除，桩顶与桩轴线互相垂直;低应变检测预应力管桩之前，若桩头法兰盘连接了桩身混凝土，则无须再次处理，反之需要锯平和清理桩头。

（2）要想获得真实、可靠的低应变检测数据，在检测现场设计相关的平面图，预防桩基出现质量缺陷，避免不真实的桩号影响桩基工程质量;同时，还要编制下列报告：①记录桩长施工报告;②项目勘查报告;③设计桩身混凝土强度报告等，从而综合判断桩身的完整性。

（3）联系相同类型桩测试数据设计桩身波速，设计采样时间和频率必须系统参考桩长、桩身的波速，另外选择科学方法保证采样的时域信号点数小于1024点;根据计量检测结果合理设定传感器。

（4）相关人员在桩顶面垂直安装传感器，传感器与桩顶紧固黏结，进一步对低应变信号进行采集;利用最适合的激振力锤，以宽脉冲、低频的方式获取桩身下部缺陷反射信号;利用窄脉冲、高频方式得到桩身上部缺陷反射信号。围绕桩中心，且在距离其2/3半径位置安装传感器;在相关平面上合理配置传感器与预应力管桩激振点，连接桩中心产生90°夹角，激振点和传感器需在桩壁厚1/3位置设定。

（5）合理选择激振方式，彻底提高低应变法的应用水平。其中小能量激振有效应用时保证了检测分辨率。

（6）有关人员应用低应变法借助科学手段保证被检测桩基实行规定次数的测试作业，最大程度避免测试误差，保证测试结果的真实性。另外，为了提高低应变法的应用效率，有关人员有反复使用激振、增强信号等方法提高检测水平[3]。

4低应变法的注意问题

4.1 判断应变曲线桩底信号

被测基桩进入持力层的情况直接决定了嵌岩桩的桩身质量。基于客观角度分析，持力层基岩的强度超过了桩身强度，若持力层无任何损坏，桩底清洁无杂质，则应变桩底形成负向反射信号。由于嵌岩桩桩底存在缺陷，桩底形成了匹配反射信号的异常反射。根据有关资料可知，以下内容决定了嵌岩桩的桩底不足：嵌岩桩桩底无法与岩棉匹配，持力层不能满足设计要求。若嵌岩桩发生缺陷则通过桩身向界面传输应力波。

4.2 灰岩地区的溶洞问题

解析灰岩区域地下溶洞的发育特点：其突出了隐蔽性，若超前钻无法充分体现地下溶洞的详细情况，则加大了危险性。所以，岩区区域有必要综合判断多个因素从而得到低应变法检测曲线，在岩洞之上悬于基桩，此时难以全面彰显桩端承载力的作用，威胁了基桩的稳定性，这就需要有关人员关注桩底周围的异常反射，通过钻芯法进行证实。

5结束语

在既有建筑地基基础检测中低应变法具有较强的现实意义。科学应用低应变基桩反射波法，可获取代表性的基桩动测曲线，对建筑地基基础的稳定性客观评估。在具体操作中，通过对地基基础检测不断强化，延长了既有建筑的使用时间，结合检测结果采取行之有效的加固手段，保证建筑的可靠性。

参考文献

[1] 孔存书.对基桩低应变法检测过程中缺陷的分析研究[J].内江科技，2018，39（10）：72-73.

[2] 沈洪.浅议地基土层对基桩低应变反射波法检测的影响[J].环球市场，2018（36）：350-351.

[3] 许洁.钻孔灌注桩接桩部位质量对基桩静载试验承载性能的影响[J].天津建设科技，2019（6）：55-58.