广东省河源市建设工程质量安全检测站 广东 河源 517000
【摘 要】低应变法现场操作方便快捷,检测费用低廉,是目前对基桩完整性检测的常用方法,但该方法存在一些局限性与误区。文章根据笔者多年的测试实践经验及工作中的思考，阐述了该检测技术的应用原理，并列举了一些在实际检测中信号分析时出现的问题以及成因，分析了其局限牲，供桩基检测人员参考。
【关键词】低应变反射波法；基桩质量；检测原理；有效测试长度
引言
桩基础属于地下隐蔽工程，受施工工艺、设备及技术条件的限制，以及地质条件复杂等因素的影响，容易出现缩径、离析、夹泥、断裂、沉渣等工程质量问题，直接影响到上部结构的安全，因此桩基质量检测十分重要。基桩完整性检测，顾名思义，就是指用特定方法检查桩身中及桩底持力层是否存在破坏桩身完整连续的缺陷，如夹泥、离析，断裂等，从而判断基桩是否满足设计要求、达到承载能力。桩基工程的低应变测试方法因其测试速度快、费用低、设备轻、适应性强等优点，在工程测试中被广泛应用。但是，在工程实践中发现：该方法在实际应用中尚存在许多问题，有其局限性，应引起注意和重视，否则将对基桩完整性检测结果产生很大的影响。
1 检测原理
反射波法基本理论是假设桩为连续一维杆状均匀介质，当应力波在杆中传播时，其大小不会发生变化，波的传播方向与应力波中质点运动方向相同，但与拉伸波中质点的运动方向相反。反射波法检验桩的结构完整性就是利用应力波的这种性质，桩顶施加一脉冲冲击力，应力波沿桩身向下传播，当桩身截面出现扩、缩颈或有夹泥等情况时，就会引起介质的阻抗变化，根据波动理论，介质中传播的波遇到波阻抗Z(Z=pcA，p-密度，c-应力波速，A-桩横截面积)差异界面时，就会使一部分波产生反射并到达桩顶，由安装在桩顶的拾振器获取并记录，由此判断桩的完整性，如图1所示。
人工开挖桩周土后发现距桩顶约0.76m处桩身有横向裂纹，缺陷位置与分析判断结果基本一致。考虑到可能是由于机械开挖桩周土或者破桩时水平力导致桩身上部出现裂缝甚至断裂，采用人工截除缺陷以上部分，并按规范对桩头进行处理。
采用低应变法对3号试验桩余下部分进行基桩完整性检测，检测波形曲线如图6所示，2L/c时刻前出现严重缺陷反射波及周期性反射波，无桩底反射波，说明3号试验桩在第一次检测并进行了工程处理后仍存在严重缺陷，判定桩身完整性类别为IV类。通过分析波形曲线判断缺陷位置距桩顶0.65m左右，缺陷反射后续波形为该处反射的多次反射及相互叠加。
2.3 原因分析
试验桩检测前连续多天降雨，检测现场积水较多，3号试验桩由大型挖掘机械开挖桩周土并铲断设计标高以上部分，1号试验桩由于机械无法进入采用人工开挖桩周土并截桩至设计标高。通过分析1号试验桩及两次截桩后3号试验桩低应变法检测数据，以及现场观察3号试验桩两次截桩的混凝土表观质量，说明1号试验桩成桩完整性较好，无明显缺陷。
对比3号试验桩的3次检测数据发现，首次检测时3号试验桩在距桩顶约0.76m及1.4m处均存在严重缺陷，根据开挖验证结果，两处缺陷均为桩身横向裂缝，考虑3号试验桩由大型机械开挖桩周土并铲断设计标高以上部分，而1号试验桩人工开挖及截桩后桩身并未出现横向裂缝，判断3号试验桩距桩顶约0.76m及1.4m左右出现横向裂缝是由于机械开挖桩周土以及截桩时水平力导致的。
3 低应变法的局限性分析
3号试验桩1.4m处缺陷距桩顶的距离约为0.76m处缺陷距桩顶距离的2倍，首次检测时分析0.76m处为缺陷反射，判断1.4m处的反射为0.76m缺陷反射的二次反射，后续波形为该缺陷的多次反射及相互叠加。截除缺陷以上部分后检测分析0.65m处为缺陷反射，判断后续波形为该缺陷的多次反射及相互叠加。通过对比3号试验桩前两次试验数据，首次检测时波形曲线中1.4m处的缺陷反射可能是0.76m处缺陷反射的二次反射，也可能是0.76m处缺陷反射的二次反射与1.4m处缺陷反射的叠加，低应变法只能初步判断在距桩顶0.76m左右处存在严重缺陷，无法判断该缺陷以下是否存在其他缺陷。在截除0.76m处缺陷以上部分后，检测测试到1.4m左右处的严重缺陷，仍然无法判断该缺陷以下桩身的质量。再次截桩后由于剩余部分基桩完整性较好，低应变法可以测到桩底反射。
低应变法用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置，属于快速普查桩的施工质量的一种半直接法，可较准确地判断桩顶下第一个缺陷的位置，对第二个及以下的缺陷很难判断，有效测试长度为桩顶至桩底(如1号试验桩)或第一个严重缺陷位置(如3号试验桩前两次检测)，对于桩身存在两处及以上严重缺陷的桩，低应变法不能通过一次检测给出整个桩缺陷位置的结论，对桩身缺陷的二次反射与桩本身的缺陷反射也无法具体区分。低应变法检测发现浅部有缺陷的桩，可通过检测——验证——再检测的模式，对低应变法检测到的浅部缺陷，通过开挖的方法进行验证，在缺陷处理后再次采用低应变法对余下部分基桩完整性进行检测。
鉴于混凝土灌注桩在截桩时可能导致桩身上部出现裂缝甚至断裂(如3号试验桩)，建议低应变法检测前应截桩至设计标高，并在建筑基桩检测技术规范中予以明确，避免留下安全隐患以及引起纠纷。
4 结语
总之，低应变反射波法作为一种基桩质量无损检测方法在实际工程应用中有其自身的优越性。尽管因其自身理论的局限性导致在实际测试过程存在很多不足，但只要通过深入分析，在测试过程中压量减小局限性的影响，尽量减小其局限性的影响，低应变法在桩身质量测试中仍具有很大的准确性。因此，如何进一步发挥其优点，减小其局限性的影响，准确判定桩身完整性，使得低应变法更好地服务工程建设，是每个从事桩基测试工作人员需要考虑的一个问题。
参考文献
[1]孙志峰.关于低应变反射波法测试桩基完整性的几点建议[J].四川建筑,2009, 29(1):71-72
[2]彭雪松.探究低应变反射波法动力检测桩的完整性[J].水利科技与经济,2014, 20(5):113-115
[3]张传海.低应变法在基桩完整性检测中的几个问题[J].西部探矿工程,2013, 25(1):31-33
论文作者:骆云基
论文发表刊物:《低碳地产》2016年12期
论文发表时间:2016/10/26
标签：缺陷论文; 反射论文; 完整性论文; 局限性论文; 波形论文; 测试论文; 桩基论文; 《低碳地产》2016年12期论文;