對低應變法檢測樁基的幾點看法

摘 要:低應變法檢測樁基在我國已有二十多年的歷史，低應變反射波法有著快捷、經濟、無損、輕便等眾多優點，使得低應變法檢測已成為控制基樁質量最普及的手段之一，不過其也不是萬能的，優勢的背后也有局限性。

關鍵詞:低應變法檢測樁基

中圖分類號:TU473文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(c)-0110-01

引言

目前，檢測樁身結構完整性的方法比較多，有靜載荷試驗法、低應變反射波法、聲波透射法、高應變動力試驗法等等，低應變反射波法有著快捷、經濟、無損、輕便等眾多優點，已經成為實際工程檢測中應用最廣泛的一項檢測方法。但是，低應變反射波法也有其局限性，在應用中應避免走進測量的誤區。

1 低應變法測量原理與應用實例

現在國內低應變動測法主要用于檢測樁身完整性，低應變動力測樁是采用低能量的瞬態或穩態激振，使樁在彈性范圍內做低幅振動，利用振動和波動理論判斷樁身缺陷。特別是在重要工程中對大直徑長樁進行測試，一般樁長都遠大于樁徑，樁可以被簡化為有約束的一維線彈性均質桿件，得到一維直桿的縱向振動模型，在樁身內傳播的彈性波，根據彈性波理論，一旦其遇到波阻抗不連續界面，就會在界面上反射和透射，也就是當樁身的幾何尺寸、截面材料的物理性質等參數發生變化，波阻抗也相應地變化，以此判定樁身完整性及缺陷。

工程實例:本次檢測用的是FD—P204型動測儀，對通過動測儀所配套的低應變時域分析軟件某教學樓樁基進行檢測，地質勘察報告顯示場地土層主要是粉質黏土可分為8層，工程中測得如下典型波形:

如圖1所示，10號樁的測試波形，10號樁樁徑是0.533m，長26.3m。圖1中，平均波速為，橫坐標是波的傳播時間，縱坐標是電壓的變化，反映出波的振幅，波形圖分析，可以看到該樁只有樁底處反射明顯，波形曲線比較平滑，樁身沒有發現異常同相反射，說明該樁質量較好、結構完整。

如圖2所示，152號樁的波形曲線，從圖形上分析，可以看出該波形樁底沒有明顯的反射，通過時域分析發現與樁頂相距1.2m的地方出現波阻抗減小的反射界面，平均波速比完整樁平均波速稍微低一些，可以判斷該處缺陷不是縮頸，為輕微離析。

2 低應變法的局限性和應用誤區

2.1 不能準確檢測樁基承載力

低應變動測法主要用于檢測樁身完整性，而人們最關心的問題是樁基的承載力是否滿足設計要求，承載力是否符合設計要求由樁基的完整性、混凝土骨料粒徑、混凝土強度及樁土作用力四個要素來共同評定，對于樁基完整性不合格的樁基可以應用低應變動測法檢測出來，證明該樁的承載力就一定不符合設計要求，但是如果樁基完整完好，低應變動測法就檢測不出其他三個要素好不好，其承載力就有不符合設計要求的可能。所以低應變法檢測樁不能準確檢測承載力。

2.2 不能提供準確樁長數據

低應變法樁基檢測基本計算公式:，其中有3個參量，力波傳遞時間S是可以測定出來的一個確定的量，從式子上看要提供樁長L，必須還要能確定波速度v，而v的影響因素有很多，如:樁的齡期、混凝土的強度、混凝土骨料粒徑等都對v有影響，存在很大的差異性，曾有人做過實驗如果取已知樁基的檢測結果的平均力波速度去反算樁長，一根10m的樁大概要有1m的誤差，用S和v來計算樁長，不能提供準確的樁基長度數據。

樁基長度是監理部門和施工單位都十分關注的問題，直接影響著業主支付工程款，準確確定樁基長度可以查看鉆孔原始記錄，或是看樁基灌注前監理驗孔批復單，這些用尺量直接測量的數據，是可靠的數據。

2.3 不適合檢測短而粗的樁基

低應變法檢測樁基的基礎理論是一維桿理論模型，而短粗的樁基，不滿足樁長都遠大于樁徑的條件，與一維桿理論有較偏離大，對于長度小于10m，樁徑大于2.0m的樁，橫波干擾較多，無法判斷樁底和缺陷，直接影響著樁基完整性的判斷，這類樁基最好用聲波透射法檢測。

2.4 關于樁底反射波的問題

在工程檢測中，有許多檢測人員錯誤地認為低應變法檢測基樁完整性應該有一個與入射波同方向的樁底反射波，如果沒有發現，就認為該檢測信號無效。而大量的測量實踐表明，當樁端部分樁身阻抗與持力層阻抗相匹配時，實測信號正常情況就是沒有樁底反射波信號的，不能將信號無樁底反射波作為該檢測信號無效的依據。相反，在運用低應變法檢測嵌巖樁時，如果出現了與入射波同向的單一反射波時，恰恰說明了該檢測方法不符合要求，應該換用其它檢測方法來驗證樁端嵌巖情況。

2.5 不能檢測樁頂端是非自由情形

低應變法進行基樁檢測時，樁頂面應密實、平整，且是自由的。樁頂應是自由的這一條件在測試時容易被忽視?；鶚兜蛻兎ㄔ硎菍⒒鶚都僭O為一個一維桿件模型，然后建立偏微分方程，但是樁頂端是自由的是求解此偏微分方程的邊界條件，離開了這一邊界條件，現行低應變法所用波動理論分析方法是完全不成立的。

例如，有些檢測單位在地面建筑已施工至4層時，利用承臺梁下方外露的局部樁頭進行了低應變法無法檢測樁身完整性。因為建筑物已施工至地面4層相當于樁頂端是非自由的，此時基樁已不是一個獨立的桿件，故不能采用低應變法檢測樁身完整性了。

3 結語

低應變法檢測已成為控制基樁質量最普及的手段之一，被成功用于檢測樁身的缺陷及位置，進而判定樁身完整性。但是，現行的低應變法還有很多局限性，如不能準確檢測樁基承載力，不能提供準確樁長數據，不適合檢測短而粗的樁基，認識樁底反射波的也存在一定的問題，不能檢測樁頂端是非自由情形等等，認識局限性可以有效避免操作過程中進入誤區。

參考文獻

[1]JGJ106－2003建筑基樁檢測技術規范［S］.北京:中國建筑工業出版社，2003.

[2]林建生.樁基無損質量檢測中瞬態錘擊法時域曲線的分析與研究［J］.地震地磁觀測與研究，1993，14(3).