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摘要：桩基检测种类繁多，不同检测技术适用于不同条件下的检测。本文通过研究低应变试验桩基检测机理，系统分析了低应变桩基检测的检测原理，同时结合检测方法，系统介绍了该方法的检测及其应用过程，本文的研究为实际工程技术提供技术参考。
关键字：桩基检测；低应变；机理；应用
1引言
目前，应用低应变试验桩基检测应用的相关规定有低应变反射波法适用范围为：混凝土灌注桩、混凝土预制桩、预应力管桩及CFG桩；对桩身截面多变且变化幅度较大灌注桩，应采用其他方法辅助验证低应变法检测的有效性；受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70%，且不应低于15MPa。
2检测原理
低应变法目前国内普遍采用低应变反射波法，为狭义低应变法，其通过采用瞬态冲击的方式（瞬态激振），实测桩顶加速度或速度响应曲线，以一维线弹性杆件模型为依据，采用一维波动理论分析判定基桩的桩身完整性。因此基桩必须符合一维波动理论要求，满足平截面假定和一维线弹性杆件模型要求，一般要求其桩长远大于直径即长径比大于5或瞬态激励有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比大于5。
3检测方法及应用
（1）检测前的准备工作：受检基桩混凝土强度至少达到设计强度的70％，或期龄不少于14天时方可报检；施工单位填写报检表，经监理工程师签字确认后，至少提前2天提交给现场检测人员；施工单位向检测单位提供基桩工程相关参数和资料；检测前，施工单位做好以下准备工作：①剔除桩头，使桩顶标高为设计的桩顶标高；②要求受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与桩身设计条件基本相同；③灌注桩要凿去桩顶浮浆或松散破损部分，并露出坚硬的混凝土表面；④桩顶表面平整干净且无积水；⑤实心桩的第三方位置打磨出直径约10cm的平面，平面保证水平，不要带斜坡；在距桩第三方2/3半径处，对称布置打磨2～4处，直径约为6cm的平面，打磨面应平顺光洁密实；不同桩径对应打磨点数及位置示意图
不同桩径对应打磨点数及位置示意图
⑥当桩头与垫层相连时，相当于桩头处存在很大的截面阻抗变化，会对测试信号产生影响。因此，测试前应将桩头侧面与断层断开；⑦准备黄油1～2包，作为测试耦合剂用；⑧在基坑内检测，应提前将基坑内水抽干，并搭设好梯子，便于上下；搜集受检桩的相关技术资料，包括工程概况、基桩的设计参数、场地的工程地质资料以及施工记录情况；
（2）安装传感器：传感器的安装对现场信号的采集影响较大，传感器的安装须通过黄油、凡士林或橡皮泥等藕合剂与桩面紧密粘接，并与桩顶面垂直；根据现场情况选择合适的激振设备、传感器，检查系统各部分之间是否连接良好，确认系统处于正常工作状态。
（3）数据采集：通过现场对比试验选定激振锤和激振参数。短桩或浅部缺陷桩的检测宜采用轻锤短脉冲激振；长桩、大直径桩或深部缺陷的检测宜采用重锤宽脉冲激振；在现场检测过程中，可在激振部位平铺薄层橡胶垫以获取更好的实测信号。通过改变力锤的重量及锤头材料，可改变冲击入射波的脉冲宽度及频率成分。锤头刚度较小时，冲击入射波脉冲较宽，含低频成分多，冲击力大小相同时，其能量较大，应力波衰减较慢，适合于获得长桩桩底信号或下部缺陷的识别；锤头刚度较大时，冲击入射波脉冲较窄，含高频成分较多，冲击力大小相同时，虽其能量较小，但更适合于桩身浅部缺陷的识别及定位。对于长桩，应该先采用低频检波器，重锤敲击来获得实测曲线，再用高频检波器、轻锤敲击来获得浅部鉴别曲线。采集桩身的波形信号时，调整增益和激振频率使桩身（特别是桩身下部）的反射特征清晰、重复性好。各测点记录的有效信号数不宜少于3个，波形具有良好的一致性。对存在缺陷的桩应选用多种激振频率进行重复检测，获取足够的缺陷特征分析资料。
（4） 数据分析与判定：桩身平均波速的确定；对波形、波幅、频率等信号特征进行分析，并结合受检桩的成桩工艺、地质条件和施工情况识别断桩缩颈、扩颈等桩身缺陷；进行桩身完整性类别判定，桩身完整性类别应按表3-2和表 3-3原则判定；当实测信号所反映的桩身信息(如超过有效检测范围、桩底反射不明显、实测信号无规律等)不足以分析和评价桩身完整性，应结合其它检测方法进行桩身完整性判定。
瞬态激振时域频域分析法测桩技术流程
（4）复测验证与处理：对于桩身浅部存在缺陷，拟采用开挖法（开挖深度一般在1～8m范围内，条件允许的情况下可适当增加开挖深度）进行验证；若桩身波速偏低或怀疑混凝土强度不够时，分析强度低的各种原因，若对比其余同等条件的桩后发现强度等级依然存在波速异常，应建议业主、监理等相关部门采用其它检测手段进行检测。若发现桩身深部存在缺陷或桩底沉渣过厚时，应该如实向业主、监理提出采用工程钻机抽芯验证申请，并提交检测原始资料，对有争议性的检测结论，应该提出第三方验证的申请进行仲裁。
（5）成果报告的编写：《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106—2014）强制要求低应变检测报告应给出桩身完整性检测的实测信号曲线，除此之外，检测报告还应包括以下内容：a 工程概述及岩土工程条件描述；b 检测方法、原理、仪器设备和过程叙述；c 受检桩的桩号、桩位平面图和相关的施工记录；d桩身波速取值；e 桩身完整性描述、缺陷的位置及桩身完整性类别；f时域信号时段所对应的桩身长度标尺、指数或线性放大的范围及倍数；或幅频信号分析的频率范围、桩底或桩身缺陷对应的相邻谐峰间的频差；g必要的说明和建议，比如对扩大或验证检测的建议。
4检测数据分析及质量评定
低应变的桩身完整性分析应严格地按照国家及部委颁发的相关规范、规程和标准执行，以时域曲线为主，辅以频域分析，并结合施工情况、岩土工程勘察资料和波形特征等因素进行综合分析判定。
当在桩顶施加一激振后，弹性波沿桩身传播的规律满足一维波动方程，如下式：
参考文献
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[4]建筑地基基础桩基检测分析[J]. 曾震.建材与装饰 2018年50期.
[5]低应变反射波法在桩基检测中的应用[J]. 郭耀东.建材与装饰 2016年29期.
论文作者:陈远鹏
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/13
标签：桩基论文; 应变论文; 缺陷论文; 信号论文; 完整性论文; 反射论文; 桩头论文; 《防护工程》2019年第2期论文;