摘要：伴随着城乡建设事业的迅速发展，桩基工程越来越多，桩基工程的施工质量必须引起高度的重视，以防留下诸多安全隐患。因此，桩基检测工作是整个桩基工程中不可缺少的重要环节，只有提高基桩检测工作的质量和检测评定结果的可靠性，才能真正确保桩基工程的质量与安全。
关键词：基桩低应变法检测；地基基础检测；质量控制
前言：桩基质量的好坏直接关系到主题结构的正常使用与安全，桩基工程属隐蔽工程，因此，桩基一旦发生事故，加固处理起来难度较大。桩基础的设计、施工、和检测是确保桩基础安全与可靠必不可少的三个环节。
一、低应变法检测技术概述
低应变动力试桩法主要用于桩的完整性检测，根据击振方式的不同，又可分为反射波法、机械阻抗法、水电效应法和共振法等数种。目前研究和应用的比较多的低应变动测方法主要是反射波法。反射波法设备简便、方法快速、费用低、结果比较可靠，是普查桩身质量的一种有力手段，根据反射波法试验结果来确定静载试验，钻芯法、高应变发的桩位，可以使检测数量不多的静载等试验的结果更具有代表性，弥补静载等试验抽检频率低带来的不足；或静载试验等出现不合格桩后，用来加大检测面，为桩基处理方案提供更多依据。因此越来越被人们所接受。 图见（图1）
图1低应变法检测
二、反射波法的若干问题分析
2.1实测信号包含的信息
采用好的测试系统，尽可能排除人为原因，实测速度信号仍然含有十分丰富的信息，他可能包括有：
（1）冲击入射波。
（2）桩底反射：能否获得桩底反射的影响因素很多，其中一个主要因素是桩与土的刚度比，桩土刚度比越大，应力波衰减的程度就越小，相对的越容易获得桩底反射信号。因此，同等条件下，大直径桩比小直径桩更容易获得桩底反射，摩阻力小的桩比摩阻力大的桩更容易获得桩底反射信号。
（3）接桩和裂缝的反射：低应变试验无法识别纵向裂缝；对水平裂缝和接缝能够反映出来，但是程度很难确定。由于低应变试验冲击能量小，即使轻微裂缝也无法穿透。高应变试验或静载试验可以使这些裂缝闭合，继续传递竖向荷载。正因如此，往往导致是否为合格桩的判定低应变试验结果与静载结果不一致。
（4）桩身阻抗变化引起的反射：阻抗变化包括桩截面积变化（扩径或缩径）和桩身材料的密度、波速发生变化（即离析、蜂窝等），他们对应力波传播的影响是相似的。桩阻抗突然变化会产生明显的反射波，比较容易分析判断，但是桩阻抗缓慢地增加或减小引起的反射波较难分析，宜采用其他测试手段对桩的质量进行检测分析判断。
（5）桩侧土阻力及土层变化引起的反射：一般情况下，土阻力主要导致实测信号向下漂移和辐值上的衰减；对于缺陷位置的判断，土阻力波的影响可以忽略不计。但是个别特殊情况下，软硬土层交界处往往产生土阻力反射波，同时在地层软硬交界附近，桩施工时确实容易出现质量问题，采用反射波法分析判断时要特别注意。
（6）其他一些不明的干扰：倘若实测信号很难分析，无法对桩的完整性下结论，这时应采用（或建议采用）其他测试手段，如高应变或钻芯法对桩的质量进行检测。
2.2激振点与接收点如何选择
2.2.1空心桩
空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为90。，激振点和测量传感器安装位置宜为壁厚的1/2处。
2.2.2实心桩
对于实心桩，传感器安装点与锤击点的距离不宜小于桩径或矩形桩边宽的1/4处；当锤击点在桩顶中心时，传感器安装点与桩中心的距离宜为桩半径的2/3处。
2.3信号分析中的问题
2.3.1关于数字滤波
对于低应变法动力试桩而言，除了随机噪声应该滤除外，数字滤波是不得已而为之的信号处理方式。大直径桩的尺寸效应是桩所固有的，如果桩的径向干扰振型被明显激励出来，即使桩顶接收到的干扰信号滤除，但应力波延桩身传播背离一维纵波理论、由此引起的误差将无法滤除。所以，只能通过控制激励脉冲宽度，将干扰减小。对传感器动态特性不良引起的安装谐振和低频漂移，可以在选择测量系统中慎重考虑，并根据其频响范围控制激励脉冲宽度。通常，我们希望滤波的尺寸效应和测量系统频响特性不良所引起的干扰波频段大都会落在响应信号的有效频段范围内，干扰被滤除了，有用的信号也随之被滤除。如果你知道回到室内要进行数字滤波，为什么不能在检测时就在现场获得理想的测试波形呢？通过改变锤头材料或锤垫厚度来调整激励脉冲宽度就可以做到这一点，即机械滤波。这对测试系统的模拟滤波也同样适用。
2.3.2有用信息的提取
（1）在确保测试质量的前提下，我们希望通过信号分析得到更多的有用信息。由于信号分析处理方法以及对影响信号的更多信息的认知仍在不断深化，如频域分析中的细化，变时基、倒频谱等方法已经渗入到低应变测桩这一领域，对促进低应变信号分析技术的发展将是有益的。
（2）由于地质条件以及与此相关的桩型和施工工艺在我国各地差别很大，而桩侧、桩端土条件是控制响应信号中的有用信息多寡的最主要因素。因此，岩土工程条件的诸多影响因素很难在本文中全面反映，需要检测人员在实践中不断摸索和积累经验。
2.4相关影响因素分析
2.4.1电缆线长度对测量加速度的影响
一般来说，电缆线越长则其电感、电容越大，影响电荷放电时间，故电缆线过长，加速度信号有可能失真，反向过冲往往较大。
2.4.2脉冲频率或滤波频率较低对浅部及桩身阻抗变化分析影响
当桩身浅部阻抗发生变化，其反射波的频率较高。若桩身浅部也存在阻抗变化，其反射波在桩底面反射后经浅部阻抗变化处又会产生反射。当脉冲频率或滤波频率较低时，高频反射波部分会丢失，导致实测信号失真。对浅部有缩径深部有扩径现象的桩，当脉冲频率及滤波频率较高时，可以清楚的反映出浅部反射波，当脉冲频率或滤波频率较低时，浅部缩径同向反射波丢失，在入射脉冲之后出现一较大的反向，浅部扩径出反射波之前却出现较大的同相，这样，在分析时容易出错。对浅部有扩径深部有缩径现象的桩，当脉冲频率及滤波频率较高时，浅部扩径产生多次反射，相邻反射波相位相反呈振荡状，但当脉冲频率或滤波频率较低时，则入射脉冲之后出现一同向反射波，容易误判成缩径。
2.4.3垫层对低应变法检测的影响
当桩头与垫层相连时，相当于桩头出存在很大的截面阻抗变化，对测试信号会产生影响，故检测时最好将垫层与桩体切开。
2.4.4桩间距对检测的影响
当邻近桩与试桩间距大于2倍以上桩径时，邻桩对试桩检测影响较小。当邻桩与试桩间距只有5cm~10cm时，桩之间的相互作用对检测影响较大，此时，在锤击脉冲之后会紧跟一个较大的低频反相反射波，该反射波二次
反射与锤击脉冲同相，不能认为同相信号是由缩径或夹泥、离析反射而致。
2.4.5离析、夹泥与缩径在信号上的区别
反射波信号与阻抗变化程度、范围及变化处波速有关，离析、夹泥和缩径都会导致波阻抗减小，但离析、夹泥处波速要低于正常处波速，而缩径处波速一般不会变化，这样，小范围离析、夹泥反射波特征会与较大范围缩径反射波特征相同。离析或夹泥会使整桩平均波速降低，而缩径一般不会影响整桩平均波速，在实际桩基检测中，若无准确的施工记录，一般难以将离析、夹泥与缩径区别开来。
2.4.6压人或打入预制桩检测中注意事项
与其他桩体相比，压入或打入预制桩有以下一些特点：
（1）压人或打入预制桩会导致桩侧及桩底土体压密，桩侧桩土相互作用加强，应力波衰减加快；
（2）预制桩外表往往完整，但内部仍有离析、蜂窝现象；
（3）胶接良好桩，胶接处反射波一般较小；
（4）胶接不良的桩，往往只能检测出最先
2.4.7低应变的几点评价
（1）利用反射波法可判断局部截面波阻抗变化产生的不连续性缺陷。
（2）反射波法完整性检测不能给出桩的承载力和桩尖段处的土体情况。
（3）桩较长、局部扩径或存在严重不连续性裂缝时，将很难测到桩底的反射。由于在扩径处透射波大为减弱，因此鼓肚以下缺陷很难测到。桩底处扩头对波形有明显影响。
（4）锤的重量、锤头材料与几何尺寸和桩头处理质量对实测曲线会产生明显影响。
（5）在反射波法分析中，输入波的指向因素、声波衰减情况和表面波都会对结果产生影响，应注意解决。
（6）桩内应力波服从一维波动传播理论，因此分析不仅依赖于试验测试水平，还依赖于操作者按波动方程分析所作的分析判断能力。
（7）应结合合适的地质资料来分析完整性试验结果和修改有关土参数。
结束语：
本文结合了一些实际经验，深入探讨了低应变法检测技术及其在桩基工程中的应用，旨在能为本行从业者提供参考借鉴。由于时间仓促，理论水平和时间经验有限，本文错误和不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。
参考文献：
[1]广东省标准.建筑地基基础检测规范（DBJ 15-60-2008）.2008.4
[2]广东省建设工程质量安全监督检测总站主编.工程质量检测技术培训教材.2009.9
论文作者:肖国平
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/22
标签：反射论文; 阻抗论文; 桩基论文; 信号论文; 脉冲论文; 波速论文; 频率论文; 《基层建设》2018年第1期论文;