哈尔滨市建筑工程研究设计院 黑龙江哈尔滨 150080
摘要：目前国内几乎所有的检测机构都采用低应变法检测桩基质量，而应用它检测桩基质量时要掌握影响低应变法检测桩基质量的相关因素，本文将重点介绍这些相关因素对现场测试的影响，研究如何进行质量控制，以供参考。
关键词：低应变法检测；质量；控制；研究
1影响低应变法检测质量的相关因素
1.1测试时机上的选择性
实践证明，桩基检验是一项比较复杂和艰巨的任务。鉴于这一现实情况，参加试验的工作人员应适当考虑测试的选择时间，一般根据桩的类型、桩体强度及弹性模量等具体参数选择检测时间。例如，在测试一些特殊的混凝土灌注桩时，混凝土灌注桩的时机不准确，即对未达到规定强度的混凝土灌注桩的检测是在做无用的工作，结果没有检测价值。因为这种材料桩基的强度会随时间而变化，只有在其强度达到一定要求后，才会用手锤撞击产生应力波。基于上述问题，桩体试验，特别是长桩试验，应符合规定的时间，即严格符合时间要求，通常受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70%，且不应低于15MPa。换句话说，在充分分析检测之前，应选择适当的测试时间。
1.2土层因素的影响
在实际操作过程中，有关人员容易忽视桩基周围土层对桩基检测工作的影响，并应经常注意桩体波阻抗的相关变化和相应的信号反射结果。但是，除了去除桩基材料或刚度的影响外，土层因素的影响也不容忽视。因此，在进行桩基试验前，应严格检查桩基周围土层的状况，并记录相应的波形曲线。毫无疑问，当桩基周围的土层因某些因素而变硬时，波形曲线会因变化而发生变化，从而在桩基的相应位置产生反射波，反过来也会有这样的反应。例如，某桩基土层由软弱土向硬土层过渡时，反射波会在该部位产生扩径形式的变化，当从硬土层过渡到软弱土时，反射波会出现缩颈形式的变化，其负责检测的工作人员在检测环节开始前，需要查阅资料做好检测准备工作。诚然，为尽量减少桩基检测结果的不准确性判断，了解桩基周围土质情况是非常有必要的。
1.3桩头的处理
桩头处理的好坏直接影响到桩基质量检测的结果。因此，工作人员在进行桩基相关试验时，应注意桩头的处理。安装在桩头上的传感器应采用专用砂轮抛光，磨削方法和程度必须严格符合要求，检测面与敲击面和桩身轴线要垂直并且使激励点和信号接收点直接处于混凝土母体上。另外，桩头上的水涝也需要处理，即排水以减少测量偏差。
1.4传感器的安装
传感器直接与被测桩相连接，它的性能参数的好坏，直接影响到转换电信号的数据是否真实地反映桩本身的反射信息，传感器安装应注意的几方面：①在传感器安装时必须确保传感器的轴线与桩身的纵轴线平行②传感器的安装可采用胶粘结、石膏连接、橡皮泥粘结及润滑脂粘结等方法与桩头粘结牢固。③传感器是否安装好，可用手指轻弹传感器侧面，若传感器纹丝不动，说明已经安装好。不论采用何种方式粘接，都必须保证传感器与桩顶之间有一个良好的接触效应。在保证粘结效果的前提下，尽可能减少粘结材料的厚度，并在粘接物材料完全固化后进行检测。在实心桩和空心桩的问题上，两种方法是不同的。例如，在实心桩上安装传感器，根据桩径大小，桩心对称布置2-4个安装传感器的检测点。对于空心桩，传感器和振动点根据要求设置在同一平面上，两个位置大约是桩壁厚的1/2处。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
1.5激振锤选择
考虑到对基桩检测信号的影响，激振设备应从锤头材料、冲击能量、接触面积、脉冲宽度等方面进行考虑。①锤头材料：材料过硬，将激发出高频脉冲波，高频波可提高缺陷处的分辨率，对探测桩身浅部缺陷有利，但高频波易衰减，不易获取长桩的桩底反射；材料过软，激发出的初始脉冲太宽，低频波有利于检测桩底反射，但会降低桩身上部缺陷的分辨率。②冲击能量：锤重及落锤速度的大小决定了能量的大小。敲击时能量应适中，能量小，则应力波会很快衰减，从而看不见桩下部缺陷和桩底的反射。因此，检测大直径长桩时应选择较重的力锤并加大锤击速度，大幅度提高敲击力度，但锤过重又将造成微小缺陷被掩盖。锤重的选择应使得有明显的桩底反射为原则。③接触面积：对于大直径灌注桩，除应选择重锤加大能量冲击外，相应地要加大锤的直径使得锤与桩头的接触面积增大。若使用小锤检测大直径灌注桩，需要多点激振、多点接收，以便了解桩身横向的不均匀性，而使用大锤，选择合适的接收点，可获得桩的整体响应，有利于判断桩身局部缺陷。④脉冲宽度：脉冲宽度大，有利于长桩及深部缺陷检测，但相应的波长增大，由于波具有绕射能力，若入射波波长比桩身中缺陷的特征尺寸大得多时，波大部分可以绕射过去，反射波强度降低，识别桩内小缺陷的能力就差，也就是分辨率低。若脉冲宽度减小、波长减小，不能满足将桩视作一维弹性杆的要求，会出现速度及波形的畸变。因此应依据桩的特点，激发合适脉冲宽度的入射波。有时在同一根桩上，按照不同的检测目的，需要产生不同的脉冲宽度。宜用宽脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号，宜用窄脉冲获取桩身上部缺陷反射信号。因此，如果我们要收集一个好的信号，我们应该根据不同的材料性能，选用不同材料的锤头，适当地撞击桩的表面。
1.6选择检测点与激振点的位置
实心桩基的安装点应在距桩中心的2/3R位置处且远离钢筋笼主筋处，这时它承受的干扰性相对来说会更小，对于空心桩而言，其安装点与激振点位置应为桩壁厚1/2处更加适宜，此时二者之间的平面夹角度数等于或是略微大于90度。
1.7滤波
对于传感器采集到的波形来说，一般都是采用滤波来进行加工处理，利用滤波能够将采集到的信号进行过滤，将无用波形自动滤除。在实际的桩基检测工作中，一般采用低通滤波进行检测，因此必须严格选择滤波频率。当频率过高时，则不能发挥滤波的实际作用；频率过低时，对于桩体的一些缺陷不易发现。
2低应变法检测质量控制
从工程实践来看，低应变检测法能够有效发现一定深度基桩是否存在夹泥、离析、裂缝等缺陷及缺陷程度。由于反射波法所具有的特点，它是人们所公认的桩基工程成桩质量检查的有效方法、可为基桩质量检查的分类评价提供依据；但也有它的局限性，如桩头混凝土松软时,应力波不能从桩头沿桩身往桩底传播,得不到桩底的反射信号；当桩身有二个或二个以上缺陷时、就不容易测到以后的缺陷反射信号；当桩身缺陷变化缓慢时（如扩径或缩径）,缺陷变化界面处的反射信号不明显，此时,若桩径很快恢复到原来的桩径，反而容易造成误判;当桩长径比大于40以上时,就很难测到桩底反射信号；低应变动测不宜对介于刚性桩与柔性桩之间的水泥土桩的桩身质量进行检测。这些都应在使用中引起我们的注意。
采用低应变法检测桩基需要获取准确、可靠的检测信号。一旦在桩身完整性检测遇到异常信号时，应及时查找原因，多选几个检测点位，每个点位的采集信号要≥3个，通过计算叠加平均提高信号比。要保证受检桩桩顶部混凝土质量、界面尺寸与桩身设计条件的大致相同，以减少桩顶条件和桩头处理对测试信号质量的影响。此外，鉴于桩基检测的复杂性，通常会选择两种及两种以上的方法进行检测，发挥各种方法的优势互补和相互印证，提升检测的科学性。
结束语
在对应力波反射基桩进行检测时，应注意有关问题。①根据桩周土质和桩身强度选择基桩检测时间②确保桩头处理满足检测要求，确保传感器安装准确，选择合适的激振锤③了解施工情况，合理设置波速、桩长等参数④结合地质情况、基桩施工等因素，通过适当滤波，判断桩身质量。总之，有许多因素影响了地基桩的质量。因此，有必要对其进行严格的分析，控制所有的链接，提高测试结果的准确性。
参考文献
[1]颜学俊.反射波法基桩完整性检测技术[J].科技创业月刊，2017(02):189+191.
[2]霍晓雄.影响桩基检测质量的因素研究[J].现代经济信息，2018(08):192.
[3建筑基桩检测技术规范JGJ106-2014
论文作者:王伦
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/16
标签：桩基论文; 桩头论文; 反射论文; 传感器论文; 缺陷论文; 信号论文; 土层论文; 《建筑学研究前沿》2018年第30期论文;