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摘要：为确保桩基的施工质量，只能通过一些高科技的先进的桩基检测的方法对桩基的成桩质量进行科学合理的判断和评价。桩基工程的施工质量不仅受施工环境的影响，还受到施工方法和施工技术的影响，因此对桩基质量进行检测是桩基工程中不可缺少的步骤。低应变检测技术在施工桩基工程检测中仍存在一定的问题和不足，因此只有运用科技的手段完善低应变检测而技术，保证桩基检测的准确性和科学性，提高桩基检测工作人员对桩基质量的判断，是目前桩基检测重要的研究内容之一。
关键词：桩基工程；低应变；检测技术
随着我国工程建筑事业的蓬勃发展，桩基工程已成为我国建设中一种重要的基础形式，在高层建筑、重型厂房、桥梁、港口、码头、海上采油平台、核电站工程以及地震区、软土地区、湿陷性黄土地区、膨胀土地区和冻土地区的地基处理等工程建设中常常被运用。桩基检测工作这个环节，是桩基工程步骤中必不可少的，因此想要真正地确保桩基工程的质量与安全，就需要提高桩基检测工作的质量和检测评定结果的可靠性。随之桩基工程检测技术成为焦点被广泛重视。
1 低应变检测技术原理
低应变检测技术主要是通过在桩身顶部施加一个动态荷载，然后通过对在动态荷载的作用下土壤和桩基系统收集的反应信号进行分析，从而分析和判断桩身的质量和完整性。在桩基工程中常用的动态荷载一般是力锤或者手锤进行敲打，从而为桩身提供不断向下传递的应力波动，粘贴在桩身顶部的传感器接收到该应力波动信号进行收集（如图1所示），桩基检测工作人员通过这些信号进行分析并根据应力波动理论对桩基产生的动态波动进行研究和分析，从而判断桩基的施工质量和桩身的完整性。低应变检测技术具有准确度高和检测效率高的特点，在桩基检测工作中得到广泛应用，是桩基检测常用的检测手段之一。
图1 低应变检测技术原理图
2 实际应用
需要仅能使桩土间产生微小扰动、作用在桩上的能量较小是采用低应变法。当今为了检测桩身完整性主要采用低应变动测法。应力波反射法、机械阻抗法、动力参数法、水电效应法、共振法等是我国低应变动测桩法主要采用的方法。在桩身质量检测中应用最广泛的是应力波反射法。应力反射波法是采用应力波在桩身中的传播反射的特性为理论基础。这种方法不考虑桩周土体对沿桩身传播应力波的影响，将桩假定成一维截面且连续弹性的均质杆件。由于周土与桩之间的波阻抗差较大，当在桩顶施加一瞬态锤击振力，将在桩内产生应力波，应力波的能量大部分将会传播在桩内，当波长L＞＞桩径D，应力波波长λ＞＞D时，一维杆件可以被看成桩，可以采用一维杆波动方程来计算应力波在桩内传播。在桩内传播过程中应力波的垂直入射，当桩内存在有波阻抗差异界面时，波将产生透射波与反射波，透射波继续向下传播，而反射波将沿桩身反向传播到桩顶。
现阶段，低应变检测技术是目前桩基检测中应用最广泛的检测技术之一，其能够准确保证检测工作人员判断桩基的质量、施工桩长和桩基中混凝土的强度。低应变检测技术只是通过对应力反射波动的曲线进行分析得到大概的结果，因此在实际检测应用中，该方法仍存在一定的问题和不足。其最大问题是不能进行定量分析，因为低应变检测技术主要是通过对应力波信号进行收集和反射进行动态分析而实现对桩基质量的判定。在实际工程中，反射波会受到施工岩土条件和温度等因素的影响，所以运用低应变技术进行检测时不能对桩基进行定量分析。因此桩基检测人员只能通过以往的检测经验和检测案例对桩基进行定量分析，对检测工作经验和数据依赖较大，因为低应变检测技术不能进行定量分析，导致检测工作人员只能根据自身的工作经验和以往类似桩基的检测数据对该工程桩基检测进行分析，应用低应变检测技术进行检测时只能在具有相似完整地质条件和桩型条件的数据库的情况下进行检测，才能对桩基进行准确的定量分析。
3 低应变反射波法
低应变反射波法的主要功能是检验桩身结构的完整性，基本原理是根据应力波在不同介质材料中的质点匀速传播状态，即不同介质（软、硬）材料的质点运动在时程波形曲线上的不同响应，用计算机计算桩身平均波速，激振点到反射点经历的时间T及受检桩波速C，再按波速、桩长、时间的函数关系式，即式（1），式（2），求出桩身缺陷或桩底的位置，根据桩底反射波频域曲线计算被测桩长，在已知桩长的条件下，由上述公式求得桩身平均波速，由纵波速度与混凝土强度的某种对应关系参考混凝土强度等级或按桩身实测时域、幅频信号特征分析判断混凝土等级强度及实测桩长。
式中，X为桩身缺陷深度；C为桩身波速；L为桩长；△F为幅频曲线上桩底相邻谐振峰间的频差；△tx为速度波第一峰与缺陷反射波峰间的时间差。
根据检测结果我们可以将桩分为四大类。一般来说，I类桩为优质桩其桩身完整混凝土密实，无缺陷反射波，波速合理，频峰幅值按一定的规律衰减脏身完整性好。II类桩为合格桩脏身基本完整，可能会出现轻微的缺陷反射波，波形稍不规整，频谱主峰较为突出胆是不会影响桩身的结构承载力。IQ类桩为经过计算分析之后，采取相应的处理措施仍然可以继续使用的桩完整性差脏身有明显的缺陷的反射波披形不规整不按自由振动进行衰减脏底反射较为不正常，频谱出现双峰或多峰形混凝土严重离析对桩身的结构承载力有一定的影响.IV类桩为不合格桩脏身存在严重的缺陷反射波波形特别不规整，波形混乱无桩底反射波成者因为桩身浅处严重缺陷导致波形呈现低频大振幅衰减不符合自由振动衰减的规律判断为短桩、断桩。
传感器的正确安装，是测试现场采集信号时一个很重要的因素。从理论上来说传感器越轻、与桩面的距离越小传递性就越好，检测信号也就越接近桩面的质点振动。所以传感器的安装技巧和祸合剂的选择就显得尤为重要。奉禺合剂的选择。用牙膏做祸合剂，其特点是干净实用。粘性好的黄油虽然经济适用胆是不卫生尤其是夏天。石膏适用于不平整的桩头。粘性好、弹性差的口香糖和泡泡糖应以捏成团后用力扔到墙上不掉落为选择标准。另外，可以多放一些粘结剂在安装面上，单方向、用力的旋转传感器使其紧贴。激振锤的选择这是测量质量好坏的重要环节。小锤的重量小、能量小、脉冲窄用它去测试大桩时信号很有可能在还没到达柱底就衰减彻底或者到达柱底但是反射回来的信号微弱并且难以分辨导致测试结果不准确。因此对大桩的测试应该用大铁球其重量大、能量大、脉冲宽适应桩底以及深部缺陷的检测肖发现浅层部位异常时我们可以利用小锤能量小、频率高等特点来准确的判断浅层的缺陷程度和位置。
综上所述，低应变检测技术在桩基检测中的应用，在很大程度上提高了桩基检测的准确度，但在实际应用中由于检测环境和检测条件的影响，低应变检测技术仍存在一些问题和不足，因此还应加大对检测技术的研究，运用科学手段不断完善低应变检测技术，提高桩基检测的准确度和检测效率，为桩基础的发展和应用提供动力。
参考文献：
[1]陈德爱.低应变检测技术在桩基检测中的应用[J].黑龙江科技信息，2016，（04）：250.
[2]沈曹林.低应变检测技术在桥梁桩基检测中的应用[J].住宅与房地产，2016，（09）：225.
[3]冯建东.谈桩基检测中的低应变检测技术[J].山东工业技术，2015，（01）：18.
论文作者:许圩霞
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/21
标签：桩基论文; 应变论文; 反射论文; 应力论文; 检测技术论文; 波速论文; 工程论文; 《基层建设》2017年第35期论文;