汕头市澄海区工程质量监督检测站 广东汕头 515800
摘要:低应变法是检测混凝土桩桩身结构完整性的一种间接检测方法,在工程实践中已得到广泛应用,但通过长期的现场检测总结，发现了复杂地质情况对低应变检测结果的影响巨大。本文结合工程实例，综合分析了复杂地质情况下影响低应变法检测曲线的因素。
关键词:桩基础；硬土层；嵌岩桩
0 引言
随着国内建筑工程的蓬勃发展，建筑工程的质量控制也受到了更高程度的重视。为了适应现代建筑工程质量的控制，桩基检测技术已经被广泛应用到公路、铁路、房建、港口等工程质量控制体系。其中低应变法以其操作简单、携带方便、经济实用等优势，给桩基施工质量控制带来极大的方便。但是由于该方法在实际检测中受到判定依据以及地质因素的影响，存在着一定的局限性和判定误区。因此，分析地质条件对低应变法检测的影响具有重要意义。
1 桩周土阻力对波形影响
基桩周围土体，受桩土相互作用的影响，应力波在土体中向下传播的过程中不断衰减，其衰减程度与桩身周边土体性质有关，具体表现为:
(1)导致应力波迅速衰减，使有效测试深度减小；
(2)影响缺陷反射幅值，造成利用幅值进行缺陷定量分析误差加大；
(3)在软硬土层交界面附近产生反射土阻力波，干扰桩身反射信号。例如，若桩周土某一段为软弱土层，其上下层土质均较硬，则会产生类似缩颈的假缺陷。因此，场地土层条件对应力波的影响很大，在软硬土的交界面处易出现波形振荡，与缺陷的反射混淆。
工程实例1:某工程冲孔灌注桩，桩径900mm，桩身混凝土强度等级C30，桩长14m。地层状况在0m～5m为细砂，5m～6m为淤泥质土(流塑)，6m～10m为可塑粉质粘土，实测速度曲线如图1。
从图1中可以看出，除了入射波和桩底反射波外，在细砂和可塑粉质粘土范围内，速度曲线稍向下漂移为正常曲线，距桩顶5m～6m附近，即细砂与淤泥质土交界处，出现类似缩颈的曲线。但是经过现场土方开挖验证，桩身完好没有出现缩径。
经分析，出现这种现象的原因，是由于土阻力的变化造成的。在砂土层中，桩周土体阻抗大，应力波的衰减快；在淤泥土层中，桩周土体阻抗小，应力波的衰减慢，造成了类似缩颈的假缺陷。
工程实例2:某工程冲孔灌注桩，桩径1000mm，桩身混凝土强度等级C25，桩长14m。地层状况在0～5m为软塑淤泥质土，5m～6m为砂砾石层，下部为软塑淤泥质土，实测速度曲线如图2。
但考虑到场地实际土质条件，凭借经验，在淤泥质土和砂层的软硬交界面处，灌注桩易出现缺陷，故该桩的实际缺陷可能比曲线反映出的情况更为严重。于是对该桩进行取芯试验以验证，发现9m～12m附近桩身夹泥，为严重桩身缺陷。
经分析，8m～12m附近为淤泥土和砂层的交界处，由于硬土里拔管要克服较大的摩阻力，一旦导管拔出进入软土层，土体摩阻力会突然减小。施工时若控制不当，导管拔管速度突然加速，造成软、硬土层交界处桩身出现严重缩径，甚至断桩。所以，在检测人员对曲线进行判断时，在软、硬土层交界面附近反映出的缺陷需要格外重视。
3 嵌岩桩持力层对波形影响
分析嵌岩桩的检测信号，首先要积累检测经验，注重收集相关检测数据，明确所测桩的工艺、地质特性、桩身混凝土强度、桩身入岩深度，再根据嵌岩桩检测曲线的特征，正确辨认嵌岩桩的入岩程度，才能对嵌岩桩测试曲线做出正确的分析和判断。
对于嵌岩桩，普遍认为桩底持力层的基岩作为桩端的固定端，应力波在到达桩底后产生的反射波应符合n＜1时在桩中传播的特征(n为波阻抗比)。在《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106－2014)中也规定:当桩底时域反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同向时，应采取其他方法核验桩端嵌岩情况。
但实际上，嵌岩桩的桩底反射信号对不同施工工艺的桩是不同的，一般来说，对于没用泥浆护壁或干作业的嵌岩桩，由于浇灌的混凝土从进入持力层开始就与岩石结合成一体，这样当应力波到达嵌岩面时就产生一个与锤击脉冲相反的反射信号(一般进入岩石是从强风化到中风化再到弱风化)，真正的桩底信号很难测到。
对于采用机械成孔且有泥浆护壁的嵌岩桩，由于桩侧有泥浆的原因，混凝土很难与基岩结合成为一体，测得的桩底信号跟桩底形成的沉渣有直接的关系，对信号仔细分析可定性判断沉渣情况:
(1)桩底反射曲线是单一的与锤击脉冲相反的信号，则表明该桩桩底直接接触持力层基岩；
(2)桩底反射信号先出现与锤击脉冲同向的信号，接着出现一个反向的信号，则是应力波先在沉渣界面反射了同向的信号，再穿过沉渣面到达基岩面并反射反向的信号，这种情况表明沉渣面厚度较薄，应力波还没有被沉渣阻隔并继续向下传到基岩层并反射信号回桩顶；
(3)桩底反射信号为单一的与锤击脉冲同向的信号，这表明该桩桩底沉渣过厚，应力波在到达桩底后被沉渣所阻隔没有传达桩底基岩。工程实例4:某工程采用1000mm直径灌注桩，持力层为中风化花岗岩，某工程桩桩长22.0m。经钻芯法检测发现其桩底沉渣厚度不合格，达60mm，该桩低应变法曲线如图4所示，图中22.0m处为该桩桩底反射信号，与锤击脉冲相反，验证了该桩桩底沉渣的结论。
后该工程桩经沉渣清洗并注浆，从图5复测的低应变法曲线中明显可以看到桩底只有单纯的基岩反射信号。说明该桩经工程处理后注浆形成的桩底已与基岩较好的结合，处理效果较好，达到验收标准。
4 结论
综上所述，低应变检测，由于其检测便捷、效率高已广泛采用，在低应变检测中，我们需严格按低应变检测要求，对低应变法的各种影响因素有透彻的了解，并结合设计桩型、成桩工艺、地质条件综合对桩身完整性分析、判定，不放过任何桩身缺陷。还需协助施工单位分析缺陷产生的原因，确保桩基工程的施工质量。
参考文献
[1]高振慧.浅析低应变基桩检测在施工中的应用[J].山东工业技术.2017(10).
[2]赵蕴林,吴磊,吕航,刘力豪.桩体完整性检测中低应变反射波法误判因素研究[J].四川理工学院学报(自然科学版).2017(02).
论文作者:许冠惺
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/9
标签：反射论文; 沉渣论文; 信号论文; 基岩论文; 应力论文; 土层论文; 曲线论文; 《基层建设》2017年第22期论文;