低应变法在建筑基桩检测中的应用实践

　　建筑工程尤其是高层建筑具有较大载荷，目前已普遍采用桩基础作为主要基础形式。但因基桩处于地下，隐蔽性强，其质量问题不容易直观发现，因此对其进行质量检测是必不可少的环节。通过对基桩的桩身质量、承载力等项目进行检测，可以评定桩基质量，为工程后续施工及工程验收提供依据。目前用于建筑基桩检测的方法很多，因幅度所限，本文仅对低应变检测法进行探讨。

　　一、低应变法的基本原理及特点

　　目前在对桩身完整性的检测方法中，低应变动测法是常见的方法之一。低应变动力测桩法是通过动力激震方式使桩体产生弹性振动，通过仪器测定基桩在激震过程中的振动响应，对基桩的缺陷情况及几何参数进行推断和估计。目前普遍采用小锤敲击法进行检测工作，通过用小锤对桩顶进行敲击，由粘结在桩顶的传感器对桩中发出的应力波信号进行接收，利用应力波理论对桩土体系内部的动态响应进行研究，反演分析桩土体系实测速度信号，判定桩身结构完整性。

　　低应变反射波法具有测桩设备轻便、方法快速、操作简单、价格实惠、检测结果比较可靠等特点，利于检测人员进行快速判断。通过应用低应变反射波法，可以实现对桩底持力层岩土性状推断、桩身结构完整性的检测评定等。但其也有不足之处，如不能定量描述质量缺陷、浅部缺陷检测不准确;不能提供单桩承载力等等。此外，容易受到一些不利因素和条件如软土地区的影响等，很难测到桩底信号，无法检测出桩的真实质量，在高频干扰等环境时，大直径桩检测效果不理想。

　　二、低应变法检测存在的不足

　　1、无法对桩缺陷进行定量分析

　　建筑物在施工过程中，容易受到多种因素如工程地质条件、水文、天气、施工技术及水平等影响，这些因素都会影响到工程质量。而采用低应变法判定桩基础是否存有缺陷，主要是通过比较检测波幅值、反射次数、反射位置等进行分析比对，不能准确地对质量缺陷作出定量的判断。

　　2、不能准确区分缺陷性质

　　在实际检测中，采用低应变法对建筑基桩质量缺陷及类型时，存在波形曲线不明显等情况，如检测缩径、离析、空洞、夹泥等缺陷时，

　　它们的波形曲线基本相似，较难对缺陷性质进行区分。在这种情况下，

　　检测人员需要对多种影响因素进行综合分析考虑。

　　3、不能利用波速准确推算基桩桩长。

　　低应变法检测桩长时，如果只简单用波速去推算建筑基桩深度和长度，是错误的。如在施工过程中，基桩桩长达不到设计要求，可通过波速异常而发现缺陷，但检测精度不够，通常存在超过5~8%的误差。

　　4、波形指数放大造成检测波失真

　　采用低应变法检测基桩时，容易受到周围环境影响导致信号偏弱，通常采用不断放大波形指数，虽然能把检测到的波形很直观的反映到仪器上，但也容易导致检测波失真，检测结果不能真实反映出桩的质量情况。

　　三、强化低应变法桩基检测质量及控制措施

　　1、检测前做好各项准备工作

　　(1)检测前先要对所检测的建筑基桩的有关资料进行收集、分析和研究，包括地质勘察报告、桩基设计图纸、所采用的施工工艺和施工记录等。

　　(2)对检测仪器进行检查和调试，保证各项性能正常，并做好《建筑基桩检测准备工作检测记录表》。

　　(3)处理桩头，并保持干净，灌注桩要把桩顶浮浆凿去，把破损、松散部分去除，露出坚硬的混凝土表面，保证仪器检测信号传递通畅，避免出现干扰。

　　(4)确保基桩桩身强度要达到检测要求。受检桩混凝土强度要高于15MPa，并达到设计强度的70%以上。

　　2、安装传感器

　　(1)传感器要与桩顶面保持垂直状态，用于粘结的耦合剂，粘结强度要满足要求。

　　(2)灌注桩的激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处。激振点与测量传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。激振方向应沿桩轴线方向。

　　(3)瞬间激振一般采取敲击的办法，应选择重量适当的锤子以及硬度合适的锤垫，一般测试桩下部缺陷时应采用宽脉冲，而测试桩身上部缺陷时应采用窄脉冲。

　　(4)稳态激振一般设置对应频率，并因此获得相对稳妥的信号，而且要随着桩直径大小、桩体长度及桩体周围土质情况及时调整合适的激振力。

　　3、采集信号

　　(1)通常情况下，需要借助其它仪器，如应用适当能量激振源，同时采取限高频谱感应器和放大器等，以达到提高测量的辨析度和准确率。

　　(2)如果检测现场信号受到较多干扰时，要增强信号，反复进行激振与测量。

　　(3)如检测建筑基桩浅部缺陷时，可采用横向激振源，采用横向传感器接收信号，并根据所收集到的信号进行分析和判断。

　　(4)要对建筑基桩进行多次信号对比。如仪器上出现异常波形时，需要进行分析，如因现场干扰因素造成时，应先将其消除，再进行复测，确保检测波形客观真实反映桩身质量。

　　4、检测数据处理和判定

　　检测获得相关数据后，要对数据进行分析、处理，最后判定基桩尤其是桩身是否存在缺陷及其所在位置等，以方便工程后续处理。判定时，除了参考有关数据外，要充分考虑缺陷信号出现的位置、信号特性以及桩体自身工艺情况、桩体周围介质和施工工艺情况。再对建筑基桩的质量进行评定，提高评定准确性。一般情况下，桩身完整性根据以下原则进行判定：Ⅰ类桩桩身完整。Ⅱ类桩桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥。Ⅲ类桩桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响。Ⅳ类桩存在严重缺陷。判定依据见图1

　　5、检测人员工作要认真全面

　　检测人员的检测水平，会对检测结果有直接影响。因此，检测人员在检测时应强化责任心和质量意识，严格按照有关规范和标准指导检测工作，制定科学合理的检测方案，提高基桩检测报告的规范性。检测过程出现异常情况，要及时与相关单位进行沟通，及时解决检测中各项难题，及时把检测数据及评定结果通知相关单位。

　　四、某工程采用低应变法检测基桩实践

　　某工程，根据设计文件要求，灌注桩采用钻孔法成孔。持力层为中风化砂岩，岩体呈碎块状、短柱状。低应变检测曲线见图2

　　设计桩长22.00米，混凝土强度C30，持力层为中风砂岩，节里之间的裂隙较发育，有起伏较大的基岩面层，在工程施工过程中并没有什么异常状况出现。该桩径1.50米，施工桩长22.60米。现场低应变检测时，一个明显的负向反射出现在桩底，说明该桩清底处理做得较好，桩身混凝土与持力层结合良好。图中一个较明显的同向反射出现在距检测面约3.70米处，表示该位置可能存在夹泥、缩径或离析等缺陷。结合工程地质情况进行分析，离析或是夹泥的可能性较大。后经过钻芯法验证，该桩身混凝土与持力层结合较好，桩底未见沉渣。1#孔在距检测面3.80米处和2#孔在距检测面3.70米处均存在不同程度夹泥现象。钻芯法判定结果与低应变现场信号判定结果基本符合。

　　五、结束语

　　在目前工程建筑中，桩基础是采用较多的基础形式之一，基桩施工质量会对整个建筑工程质量有着直接影响。基桩位于地下，具有较大隐蔽性，施工过程容易产生质量隐患，因此，必须认真做好建筑基桩检测及质量评定工作。

　　采用反射波法对基桩进行检测运用，可以在较短时间内较为准确地检测到桩基成桩质量，但该检测方法仍有待优化和完善，希望广大检测人员多在实践中总结经验，提高检测准确率，更好地为工程领域服务。

　　参考文献

　　[1]中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)

　　[2]红伟，姚勇，陈代果.低应变反射波法在桩基检测中的应用，西南科技大学学报，2013，09

　　[3]郭佳，低应变法在既有建筑地基基础检测中的应用分析，建筑工程技术与设计，2017，08下