在桩基检测中低应变检测技术的运用

史峰++宋飞

摘 要：本文首先探讨了低应变检测技术在桩基检测中应用的技术原理，并对桩基检测中低应变检测技术应用存在的问题和不足进行分析，最后总结了桩基检测中低应变检测技术的实际应用，为桩基检测中低应变检测技术的运用提供资料参考。

关键词：桩基检测；低应变技术；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.005

0 引言

桩基作为一种应用广泛的基础型式，以其稳定性好、寿命长、施工便捷被广泛应用于高层建筑、重型厂房、桥梁、码头等基础工程建设中。但桩基作为一种隐蔽施工工程，其工程施工质量无法通过观察和直接测量进行评价，为了确保桩基质量符合工程设计要求，就要采用一些先进的桩基检测手段，对成桩质量进行科学、客观的评价。低应变检测技术作为一种广泛应用于岩土工程检测、工程物探、房屋质量检测的优秀技术，其在桩基检测中的应用能够准确的评价成桩质量，并判断桩身缺陷位置、施工桩长和混凝土强度，帮助检测工作人员判断桩基是否符合设计要求，并为后续桩身加固提供细致的资料参考，确保桩基础的质量。但该技术在桩基检测中难免会存在一些问题和不足，如何在桩基检测中应用好低应变技术，则成为桩基检测领域重点研究和实践的课题。

1 低应变检测技术原理分析

低应变检测技术在桩基检测中的应用，极大的提高了桩基检测的精度和工作效率，为桩基础的推广和应用做出了巨大贡献。概括来说，低应变检测技术就是通过在桩顶施加一个动态荷载，并根据桩基和土壤系统在动态荷载下的反应信号收集和分析，来分析桩身的结构完整性。桩基检测工作中，一般会使用手锤、力锤敲击装顶，来为桩身提供向下传递的应力波。应力波通过桩阻抗变化界面时，一部分会受反射作用回向传播，另一部分则会继续透射直至桩端，并在桩端反射向上。通过桩顶的加速度或速度传感器接受到这一反射信号，经放大、输出分析后，应力波在传播过程中的阻抗变化能够表现桩身缺陷、混凝土强度等问题，而桩顶反射的信号则能够帮助我们准确的分析得到成桩长度。低应变检测技术在桩基检测中应用比较普遍，随着更加便捷的低应变检测仪的面市，该技术更是充分发挥了其效率高、精度好的优点，在桩基检测中得到广泛的推广和应用，并成为成桩质量检测工作中的常用方法之一。

2 低应变检测技术在桩基检测中存在的问题和不足

低应变检测技术虽然能够帮助检测人员判断成桩质量、混凝土强度等级和桩长，但该技术由于是通过反射波变化曲线分析得到大致的结果，因而其在实际应用中也存在一些问题和不足。

2.1 无法完成定量分析的任务要求

低应变桩基检测是通过回收并分析动态垂直荷载受条件反射的波动变化实现的，由于反射波动变化会受土层条件、温度等多因素影响，因此该技术无法实现成桩检测的定量分析。这使得检测人员只能按照技术经验和相似的检测案例来分析桩身的实际情况，而无法完成对桩身的定量分析。虽然国外一些科研单位已经逐步开发出一些低应变波形拟合分析方法，但仍然处于研究阶段，凭借该技术无法实现对桩身的定量检测。

2.2 检测工作对经验和数据依从性较大

由于低应变检测技术无法完成定量检测和分析，因此利用该方法对成桩质量检测，必须在具有当地地质条件和个桩型条件静动比系数数据的基础上才能实现，因而该检测方法部件建立完整的地质条件和桩型条件下的静动比数据库，对工作经验和数据的依从性较大。

2.3 测量准确度受桩长和地质条件的影响大

在实测中，桩侧土阻力特别是动土阻力对应力波传播的影响非常大，表现为：导致应力波迅速衰减；影响缺陷反射波幅值；产生土阻力波，因此限制了可测桩的长度，根据实测经验，可测桩长限制在5～50m，桩基直径限制在1.8m 之内较合适。当然，超过50m 的桩长的桩也有得到桩底反射信号的经验，但对局部缺陷、深部缺陷反映不敏感、受地质变化影响较大等特性。

3 低应变检测技术在桩基检测中的应用

3.1 测桩前的准备工作

低应变检测技术应用于桩身检测工作中，首先要求测试前获取足够的成桩工艺、桩长、桩径、成桩日期等资料。资料准备齐备后，还要求测量人员到测量现场实地考察施工质量、桩头是潮湿等。为了确保检测结果的准确性，在检测开始之前，要确保桩头达到标高，并将桩头清理干净，并用砂轮打磨出符合激振点设置要求的光滑面，做好传感器安装准备。

3.2 野外数据采集

野外数据采集是桩身检测的关键步骤，其数据采集质量直接影响着桩身检测的准确性。在数据采集过程中国，要做好震源和传感器的选择、传感器安装和力棒使用、信号选择等工作。在震源选择中，一般采用小桩体选择小锤、大桩体选择大锤的方法，对于较长的桩体可以选择击震源，以便于准确捕捉桩底的反射信号。如果在检测中发现疑点较大的桩体，要采用多次振击，并更换传感器的方式确保数据准确。传感器安装直接影响到信号的采集效率和质量，安装传感器的电缆应该选择轻型电缆，在安装传感器时尤其要保证传感器与桩体紧密接触，并在检测中避免手和其他物品碰触传感器。在力棒敲击过程中，要尽量避免二次冲击，并确保力棒敲击不会损坏桩顶，敲击人员要经过严格的技术训练，能够准确把握敲击力度和垂直度。在信号检测过程中，要注意选择信号，对质量不理想的桩身，采取多次测试，择优选择的方式，确保信号选择的质量。

3.3 数据处理

数据处理是成桩质量判断的关键阶段，在数据处理阶段，应该掌握好不同波形所代表的桩身情况。一般来说波形完整光滑的，标示施工桩体的质量较好，而波形头尾波动较大的，一般表示成桩质量存在一定问题。在数据处理时，经过分析得到可能存在问题的桩身检测波形时，要注意与施工记录进行比对分析，以提高桩身问题分析的准确性，并帮助检测人员快速定位桩身问题出现的大概位置和原因，为后续桩身加固提供资料参考。

综上所述，桩基检测中低应变检测技术的应用，极大的提高了桩基检测的效率和准确性，作为一种比较高效率的桩基检测手段，低应变检测技术具有较优秀的推广应用价值和使用空间。相信随着低应变检测技术的不断发展，该技术将会极大提高成桩质量检测的准确度和检测效率，为桩基础的应用和发展做出更大的贡献。

参考文献：

[1]中华人民共和国建设部 JGJ106-2014 建筑基桩检测技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.

[2]徐士方，陈鹏.低应变检测技术在桩基检测中的应用研究[J]. 建筑工程技术与设计，2015（08）.