惠州市惠阳区建为工程质量检测中心
摘要：在工程建设过程中，桩基是十分重要的一项内容，其质量的好坏对于建筑物整体性能和安全性有着直接的影响。在本文中，主要论述了低应变检测技术在桩基检测中的应用情况，以此为桩基检测工程的开展提供一定的借鉴。
关键词：低应变检测技术；基本原理；地基检测；应用情况
桩基是地下隐蔽性工程的一种，在操作期间，经常受到周围环境以及施工工艺的影响，因此无法有效的保障质量，并且也没有办法使用直观的方式来检测质量。当前，建筑行业最为关注的便是桩基质量。伴随着我国建筑行业建筑进程的快速发展，桩基检测在建筑工程中得到了广泛应用，但是，由于基础具备一定的隐蔽性和复杂性特点，所以在桩基检测期间，要想找寻存在的问题，具备一定的难度。所以，必须不断提升桩基检测技术的性能和人员操作能力，保证检测结果的准确性，才可以更好的保障桩基工程的质量和安全性。
1.桩基检测
桩基动力检测，主要是指将瞬态激振力添加到桩顶部位，采用加速度或速度传感器在桩顶量测桩身和桩周土系统的响应信号，然后对收集的信号在计算机上时域和频域分析处理，判断桩身结构的完整性。现阶段，在工程建设过程中，桩基检测技术包含多种类型，分别为静载荷试验法、高应变法、低应变法以及声波透视法。低应变法具备作用能量小、成本低、灵活性好以及轻便等特点，将其应用到桩基检测中去，可以快速地判断出桩身的缺陷程度和具体位置，及时发现有安全隐患的桩基。
2.低应变检测技术在桩基检测中的应用
2.1低应变法桩基技术的操作原理
低应变法，主要是使用小锤在桩顶施加较小冲击力，激发应力波沿桩身向下传播，然后利用粘贴在桩顶中的传感器接收由桩身缺陷或桩底产生的反射信号，根据对反射波时域曲线和频域曲线的综合分析，作出对桩身结构完整性的判断和评价。低应变动测法由于方便、灵活等特点，因此得到了建筑行业的广泛关注。其中，具体的检测图如下所示：
图一 低应变法检测图
应力波法，是以应力波在桩身中的传播反射特点为理论基础的一种方式。这一方式的基本操作原理为：将桩假设为一维连续等截面匀质弹性杆件，在桩顶施加瞬态激振力，产生的弹性应变以纵波形式沿桩身向下传递，由于桩和桩周土之间的波阻抗具有一定的差异性，如果桩长L远大于桩径D，那么可以将桩当成一维弹性杆件。应力波沿桩身传播的规律遵循一维波动方程，垂直入射的应力波在桩内传播过程中，如果桩内包含波阻抗差异界面的时候，将产生反射波以及透射波，反射波直接沿着桩身传播到桩顶中，而透射波则是继续向下传播至桩底，然后再反射回桩顶。可以从反射波包含的相位、振幅以及施工记录等方面入手，然后全面的判断出缺陷的位置和完整性。
2.2实施桩测之前的准备工作
①做好桩基工程资料的收集工作；桩基工程资料，主要包含工程实际施工情况、施工工艺以及混凝土自身的强度等级等。因为桩基位置具备一定的特殊性，所以，在实施检测工作之前，必须做好充足的准备工作，以此提升检测数据的准确性，为后期工作的开展提供主要的依据。
②全面检查桩基情况；检查好桩基施工实际情况，其中主要包含施工工艺、桩头的密实度，是否存在夹泥、疏松现象。在施工期间，当桩头发生以上问题之后，要做好相应的整理工作，保持整洁性，以免对后期桩基检测工作产生不利的影响，进而在一定程度上保证桩基检测的顺利实施。
③在检测期间，可以使用砂轮打磨桩顶面，一般情况下，对于普通的桩基而言，需要打磨的光面为3-4个，并且这些光面的直径要求8~10cm中。另外，全面的处理这些露头的钢筋，使其朝着外面倾倒。在这一过程中，如果钢筋外露比较长的话，特别是已经绑扎完成的钢筋笼，为了避免锤击过程中出现钢筋振动现象，可以将土团或者砂团包裹在钢筋根部。再这之后，将传感器设置到光面中，以此保证安装位置可以全面的检测到整个反射波信号。
④对于检测时间的设置，尽可能确保桩身已经满足了28天龄期，只有在相互接近龄期的情况下，那么才可以将检测到的数据应用到桩基工程质量以及安全水平的分析过程中去。当龄期处于相差过大的情况下，尤其是在短期检测的时候，其检测结果不具备整体分析比较的条件，就需要根据地区检测的实际情况来进行判断。
2.3野外数据的采集
①振源和传感器的选择以及对信号的影响；在应用反射波的时候，最为重要的一个基础便是振源，振源对于测试效果产生的影响是十分大的，针对不同的锤击方式，那么产生的曲线也会具有一定的差别。一般情况下，长桩需要的冲击能量较大，宜用大锤敲击桩顶产生脉冲宽的激振源，比较容易获取桩底反射信号。
在实施检测工作的时候，对于不同情况，尤其是难度较大的桩时，可以选择不同重量的锤子多种激振相互结合的方式，或者是更替传感器的位置，将其对比分析，以此得出合理的结论。
②力棒的使用和传感器的安装工作；在使用力棒的时候，要尽可能防止受到二次冲击，以免对整个信号产生影响。因此，要做好现场击锤人员的培训工作，帮助它们更好的了解和掌握敲击的力度以及垂直度，避免敲击过程中使信号发生失真。
从实际情况来看，波形自身的采集质量，经常受到传感器的影响，它作为接收桩身反射信号的重要设备，必须使传感器和桩顶之间紧密联系。对此，可以从轻型的电缆和传感器入手，这样方便追踪。与此用时，手不要按着传感器，以免影响桩身曲线的原始性。经过实践得出，使用黄油安装传感器，产生的效果较好。
③信号的选择；要想有效的提升检测效率，那么要加强对前几根桩的检测力度，要对整个桩身质量有个全面的掌握，构建初步判断。当桩身质量较低的情况下，可以反复的测试，然后相互对比，进而确保信号的准确性。
2.4数据的处理
2.4.1完整桩
目前，低应变反射波法自身还具备一定的局限性，在土层多变的情况下要结合地质钻探资料综合分析判断，通常来说，完整桩基应当具备三方面的因素，分别为正常的波速、明显的桩底反射信号以及波形曲线无缺陷信号。
2.4.2桩缩颈
在使用混凝土护筒的时候，时常发生桩缩颈问题，当桩孔部分使用钢护筒，而其他部分采取的是厚度为20Ccm的硂护筒，那么钢护筒部分就相当于桩缩颈。在出现桩缩颈或者受到淤泥地层影响之后，很容易发生误判现象。
2.4.3桩底以及桩周土对反射曲线产生的影响
在分析桩基测试曲线的时候，首先，要从桩底沉渣以及桩周土对波形曲线产生的影响入手，在这一过程中，材料以及刚度都会对应力波在桩身中的传播情况产生一定的影响。应力波在软土层由于透射损耗小，经常产生类似于缩颈的反射波，硬土层中由于透射损耗过大，经常发生类似于扩径的反射波，从中可以看出，桩周土力学性能越高，那么应力波产生的损耗程度就越大。
2.4.4钢筋笼影响
因为桩身部分有钢筋笼，因此使得桩身产生了不同的波阻抗差，所以形成了一定的反射波曲线。根据相关实践表明，具备钢筋笼部分的含钢量越大，那么波速就会越大，反射情况明显，可以全面呈现出内部实际情况。
3.结语
低应变检测技术在桩基检测中得到了广泛的应用，它具有作用能量小、成本低以及效率高等优势，但是，从实际情况来看，此种技术也存在一定的局限，比如，无法有效地提升长桩底部的准确性等。因此，相关人员必须加大对这一技术的研究力度，以此更好的应用于桩基检测中去。
参考文献：
[1]沈绍贤.桩基低应变检测中常见问题分析与探讨[J]. 江西建材.2016.
[2]张弘，傅思峰，田冉. 低应变现场检测应注意的有关问题[J].山西建筑. 2016.
[3]刘丽敏. 特殊桩的低应变动力测试[J].地质装备.2016.
论文作者:叶建军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期
论文发表时间:2018/11/13
标签：桩基论文; 反射论文; 应变论文; 传感器论文; 信号论文; 应力论文; 钢筋论文; 《建筑学研究前沿》2018年第16期论文;