顾国强

摘 要 目前，低应变法已经成为测试基桩结构完整性的重要措施，具备效率高、成本低等多方面的优势，因此被广泛用于各类工程建设项目中。不过，采用低应变方法对基桩完整性进行检测时依然存在一定的局限性。本文低应变检测桩基完整性过程中出现的各类问题开展了深入探讨并给出了合理化的改善建议。

关键词 低应变法;基桩;检测;完整性

对各类桩基础结构进行比较可以发现，预应力混凝土管桩具备高承载力、良好的抗裂性、效率高、成本低等众多优势，成为当前桩基础施工的主流方法。其中，完整性是对桩身截面尺寸、材料致密度与连续性进行评价的综合指标。同时，低应变法因其具备操作过程方便、运行成本低等众多优点被作为当前完整性测试的常规方法。

1低应变法概述

在当前的大部分工程应用中通常选择瞬态反射波法来测试桩身质量信号，主要通过瞬态激振设施对桩顶实施激振，使桩顶形成小幅位移，并使桩体内产生应力波及发生反射的过程。当桩体的波阻抗出现变化后，将会在信号曲线变化规律方面表现出明显的区别，根据这些曲线的特定形态便可以有效判断基桩的异常状态。考虑到波阻抗受到多种不同因素的影响，因此采用低应变法不能对这些异常状况进行准确分析。在实际测试中当异常情况出现后，还需利用其他方法进一步对其实施验证[1]。

2桩基现场检测的具体流程

2.1 桩基的测试流程

在首先开展相关准备工作时，要对桩基进行检测时需要采集各类数据，为了能够得到精度更高以及更加符合真实情况的数据，应根据现场条件设置合理的提前量，充分做好各项前期准备工作，确保后续项目能够得以快速推进，包括采集各个应用资源并对其全面整理，同时还要对应用设备开展适应性与针对性分析。因此必须使各项准备工作达到预期的完整状态，才能获得所需精度的测试结果;同时，还要进一步完善检测的流程：检测开始之前，必须先详细检验各个仪器设备是否满足完整性要求，保证各个仪表与检测设施的功能能够正常运行，并严格按照各项监测指标来设置参数;在清理阶段应固定柱头的位置，确保其能够始终保持稳定状态;为了能够更加方便进行信号接收，应把传感器安装在桩顶的设定位置，同时合理选择激振程度;通过选择合理的波形曲线作为后续研究的参考依据;对上述得到的数据进行计算机处理并根据实际情况得到合理的结论。

2.2 注意事项

在开展上述各项工作的过程中，应重点关注对柱头部位进行充分清理，确保其表面达到设定的洁净度条件，避免出现杂物或者是发生破损的情况，根据之前相关检测工作的开展情况可知，虽然可以根据检测指标来改变传感器的应用类型，或通过应用不同的安装方法来获得特定的振源形式，但遇到浮浆环境时，检测过程中采集的各个数据准确率及其处理效率都无法满足预定要求，此外，检测信号时浅层区还会产生非常不稳定的现象，经常出现反向脉冲的现象，主要是因为无法使浮浆和混凝土结构成为一个统一的均匀体，两者间将会形成明显的分界面，同时对反射波也会造成明显的影响。

为保证现场数据采集能够顺利进行，必须正确安装传感器。首先，要合理选择传感器安装方式并正确使用耦合剂。可以选择牙膏作为耦合剂以达到干净实用的要求。黄油虽然具备良好的黏性好，但会对设备造成污染，特别是在夏天温度较高的情况下黄油更易发生流动而对设备卫生造成不利影响。石膏可以快速弥补桩头的凹陷缝隙。同时，也可以通过为安装面多放置黏结剂的方法并对传感器进行单向用力旋转使其形成紧密贴合状态。

检测质量水平会受到激振锤类型的较大影响。其中，小锤具有能量低、质量轻、脉冲窄的特点，因此采用小锤测试大桩时，当信号还未传输到柱底区域就已经完全衰减，即使能够传输到柱底但继续反射回来并能被收集的信号也非常微弱而导致无法内部结构准确判断的情况。所以，在检测大桩结构时需选择能量高、重量大的大铁球来产生更宽的脉冲，从而更好地检测桩底及其内部缺陷结构[2]。

3低应变检测管桩的局限性

3.1 低应变理论的适用性

采用反射波进行测试的理论依据来自于一维线弹性杆件的分析模型，在检测期间基桩需满足以下条件：长细比需达到5以上，瞬态激励脉冲中的有效高频分量波长和桩之间的横向尺寸要大于5，桩身的截面应具备特定的外形结构，在应力波的传播期间要保证平截面的假定都成立。但在实际应用中需注意，预应力混凝土管桩属于圆环柱体结构，并不能将其视为一维弹性杆件。由此可见，不能简单使用杆件模型来表示圆环柱体中的应力波传播过程。

以应力波反射法对大直径管桩进行检测时，当采用激振锤对桩顶的某一点进行敲击时将会产生集中荷载效果，此时形成的应力波除了会在纵向上传播外还会沿管壁环向进行传播。因此，可以将应力波传播看成是三维的变化过程，同时受到桩顶高频波影响后，将无法准确判断桩身的缺陷。以上各项因素使得建立在一维波动理论基础上的动力测试方法具有较大的误差。采用低应变方法测试管桩结构时，把激振点设定成和传感器成直角分布的位置，可以有效降低高频干扰波峰，但不能彻底消除高频波所造成的影响。

3.2 管桩结构的特殊性

（1）当管桩下部出现土塞或产生积水时，都会使桩身的缺陷检测产生偏差。

（2）预应力管桩属于圆环柱体结构，从严格意义上来说已经不能适用一维弹性杆件的假设模型。并且在实际情况下，桩属于一个三维体，同时桩身中的各个缺陷在分布位置与形状方面也具有明显的随机分布特点。

（3）当施工期间由于挖土或机械运输等因素导致桩身发生倾斜而使管桩扭曲时，采用低应变方法进行检测时，因为受检桩只受到水平方向的压力，在预压应力作用下，并不会形成明显的裂缝，在桩身上也可能不会产生裂缝结构而改变阻抗的情况。这就导致低应变检测方法可能出现缺陷的漏测现象。

4结束语

采用低应变法对基桩进行完整性测试具备操作方便、效率高的优点，适用于常规的普查工作，但也存在某些局限性，在实际测试中需要根据基桩质量进行综合评定，防止桩质量出现错误评定的结果。

参考文献

[1] 张龙，孙亚霖.低应变法在基桩完整性检测中的运用研究[J].公路与汽运，2018，（05）：127-129.

[2] 李萍，孟歡.四种常用基桩完整性检测方法在工程中的应用[J].中国水运（下半月），2018，18（03）：49.