北海市恒科建建设工程质量检测有限公司 广西北海 536000
摘要：低应变法作为一种基桩完整性检测的普查方法，广泛地应用于工程实践中，其检测结果的判定需要同时具备理论知识和实践经验的积累，并结合多方面因素进行综合分析及评判。本文阐述了低应变法的基本原理及其判释，以及低应变法在桩身完整性检测中应注意的一些问题和技术要点，说明低应变法完整性检测的适用性，为类似工程提供参考。
关键词：基桩检测；低应变法；完整性
前言：从目前的发展情况来看，低应变法能够适应对于桩身完整性隐蔽性条件的检查条件，并且，通过检测内容的多样性，现在的检测方法已经逐渐呈现多元化发展，并且取得了不错的效果。而且，通过各种试验发现，低应变法在基桩检测上的检测上快捷并且简单易于操作。在现在的工程建设上，无论工程的操作复杂性如何，通过低应变法，对于及其隐蔽的桩身都可以完整的进行测定其稳定性，在工程发展过程中起到了非常重要的作用和目的。
1.低应变法原理
低应变法在应用上体现了很多不同的工作原理，也是通过不同的原理共同作用并且在各种不同工程项目中，运用不同的低应变法原理，能够对检测有不同的意义和作用。
1.1反射波法原理
首先就是反射波法，该原理是通过一定的科学实验发现并且得出结论的，通过桩顶实施锤击之后，能够通过力的传递继续桩顶质点一个力的传递，进而该点会发生一个位移，在位移的过程中，受力其实也是一个直接传递的过程，通过位移给桩身产生了一个应力波。应力波在进行继续传递的时候，会在下行途中遇到阻抗减少的情况，进而必要通过上坡的力给予一个平衡和支撑，从而产生一个上行的拉伸波。这时候桩身受力虽然已经由应力波变成了拉伸波，但是基本上受力仍然呈现一个均衡的状态。所以在拉伸波到达桩顶面的时候，会导致桩顶面质点向下的速度增加。当然了，在受力过程中，阻力肯定不是一成不变的，受力情况会根据具体的实际情况发生一定的变化，如果阻抗比较大或者逐渐呈现一个增加的状态，会产生上行的压缩波，因为受到阻力比较大的情况，所以到达桩点的时候会降低质点的速度。在进行桩基固定和安装的过程中，肯定不会一直保持一个阻抗不变，在阻抗发生变化的时候，相应的阻力波就会发生反弹，因此，给予顶端的桩端点一个反弹力，产生桩端反射。整个反射波的反弹速度和时间几个因素都有非常直接的关联。通过反射波到达桩顶的时间和波速来推求阻抗变化的位置。以此可以反射波如果遇到缺口比较大的地方，就会产生阻抗徒然变小的情况，因此，从阻抗的变化能够快速的发现桩基安装固定的时候哪里出现比较严重的质量问题，进而快速进行解决问题。
1.2低应变法具体描述
在相关原理应用在低应变法中时，换句话说可以说是传感器进行统一进行信息排查和收集，低应变法根据相应传感器收集到的波长和时间能够进行数据信息变化整理，发现振动频率和波长反射时间成反比，时间越长，所产生的振动会比较小，因此，阻抗对于其影响力就比较小。在桩身介质中，不同桩身介质，其阻抗的大小以及波长波速等都不同。其实，低应变法在桩身完整性的测定上现在已经初步获得了一定的信息化前沿，但是在具体应用和实施阶段仍然处于一个进步和亟待发展的空间上。
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2.低应变法检测中的注意事项
当然，低应变法虽然原理上可以被采纳，但是其仍然存在诸多的问题需要解决和考虑，在测量过程中也需要考虑到不同的工程内容，复杂程度等不同，桩基桩身的材质不一样，在振动波转换传播的时候也会有一定的区别，所以，应该重点考虑到数据的单一变量，而且，传感器收集的数字化信息如何进行整理，以及怎么通过波长和速度频率阻抗情况等发现工程实施桩身完整性测定上的问题，都是在该技术应用过程中，需要比对和各种工程项目的分析。
2.1嵌岩桩低应变曲线桩底信号的判读
其次在低应变法应用的过程中，可以进行相应的嵌岩桩低应变曲线桩底信号的判读。嵌岩桩本身在桩基安装过程中，因为其桩身比较体积比较大，所以在进行反射波振动和传递的过程中，其内部桩端阻抗会相对比较大，桩底在反射的表现上一般就表现为反相反射。而且，嵌岩桩因为镶嵌固定状态比较良好，但是难免底部会存在一定的杂物沉积，内部杂质沉积越多，则反映给阻抗就相对来说比较小，因此，从反射波的传递阻抗上可以分析杂质沉积的状态如何。另外，嵌岩桩因为设计的复杂性比较强，所以一般荷载是比较大的，对持力层，桩底沉渣要求会相对来说比较高，通过反射波的低应变法可以分析桩基底部的完整程度以及杂质沉渣的含量以及大致能够测定出杂质含量和种类和大致沉积的时间。而且，因为一般在测量的过程中，周围的传感器会相对测定一定的实时数据，譬如说从桩底反射的波长以及振动的频率等等，可以将这些数据记录在相应的网络信息汇总上，方便日后进行统一数据整理分析和比对。另外，像嵌岩桩一类的桩基结构，持力层的受力情况可以通过桩基结构的反射波频率进行信号测定，对比前后的波长发射频率和在桩基结构中不同的介质传递的阻抗情况以及数据进行同时对比，进而分析其内部结构从桩端到结尾整个层级结构是否完整。并且，通过相应的阻抗值和波振动传递时间速度进行对比，是否成反比能够测定大约定格在哪个位置出现了结构不完整的问题等等。持力层如果相对来说比较软弱的情况下，信号值会存在一个同相反射信号，并且整个幅值是比较高的。同理，如果某一个位置的沉渣沉积比较深，则该处的结构会存在一定的反相反射信号，并且该位置的幅值会比较高。通过比对前后的正反相反射信号的值和频率，分析沉渣量和桩基完整度。
2.2灰岩地区的溶洞问题
一般在灰岩地区很容易存在溶洞，通过了解，溶洞是因为在石灰岩地区地下水长期存在，对于周围的环境有一定的溶蚀的结果，因为存在一定的溶洞，所以导致该位置局部是比较松动的结构，因此，存在溶洞的结构周围一般不稳定。利用低应变法可以在进行波长反射和转换的时候，传感器有效的得到记录的数据，一般因为该位置介质的结构不稳定，传递波长的时候阻抗值会相对来说比较小，因此传递的时候数据明显和时间不成反比，和速度也不成正比，因此，能够快速得到该位置的结构存在一定的问题。并且得以快速发现问题并解决问题。但是，仍然存在一个比较细致的问题，因为溶洞是后期时间不短累积下形成的，所以一般位置和深度都无法精确进行测量，所以，桩容易坐落于溶洞之上，这样，持力层的厚度无法保证，测定的反射波转化的数据等都可能不是特别准确。而且，严重的情况下溶洞可能会存在漏浆的问题，这也类似于桩底的沉积物，对于阻抗而言有很大的影响。
2.3低应变在 CFG 桩检测中的应用
对于CFG桩检测而言，其注意事项对比其他普通桩结构而言会复杂一些，首先就是对于力锤的选择，因为要测定激振波的数据，一般选择用力锤和力棒作为主要的设备，CFG桩的强度会有一定的变化，则力锤和力棒选择强度的时候也会根据实际情况而定。如果桩的设计强度低，则需要选择高频的铝合金锤和铁锤结合处用橡胶垫层进行检测。因为该方法能够快速的在脉冲适宜的情况下识别桩结构表面的问题和缺陷等。如果桩设计强度比较高，则一般采用尼龙锤。此外，就是时间的选择，因为桩的具体结构强度不一样，所以在测定的时候最好采用的是实时数据，对于明显的误差可以第一时间发现并且解决。当然，时间上选择也是要根据周围工程的环境来决定，譬如说南方北方的工程项目在实测数据总结上，南方会相对来说误差小并且数据来源快。
3.小结
运用低应变法在桩身完整性检测中应注意的一些问题和技术要点，说明低应变法完整性检测的适用性，为类似工程提供参考。
参考文献
［1］陈波，CFG桩低应变法反射波检测技术［J］，四川水力发电，2010（S2）：170-171
论文作者:谭玮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年5期
论文发表时间:2019/7/9
标签：阻抗论文; 反射论文; 桩基论文; 溶洞论文; 结构论文; 波长论文; 数据论文; 《建筑学研究前沿》2019年5期论文;