低應變檢測在樁基檢測中應用分析

陳平月

（福建工大巖土工程研究所有限公司，福建 福州350011）

樁基是工程建設中的基礎結構，所以在工程建設中，一旦樁基出現問題，將會導致整個工程的失敗。想要確保其質量達標必須提高樁基的安全性能，保障其安全性能夠滿足工程需求。因此，我們需要對樁基的質量檢測進行嚴格把關和控制。本文對樁基施工中常見質量問題，低應變反射波法在樁基檢測中的應用要點及樁基檢測應用要點這三個方面進行闡述，希望在工程建設方面做出一點貢獻。

1 樁基施工中常見質量問題

1.1 樁身傾斜

樁基施工當中，樁身傾斜是常見的質量問題之一，其主要表現在完成鉆孔之后，孔洞的孔徑垂直度不達標，和標準值相比存在一定的差距，無法滿足樁基設計的規定，更達不到建筑施工的要求。樁身傾斜形成的因素有很多，其鉆機本身傾斜是最常見的一個因素，鉆機架設之間沒有進行校正，使得后續的鉆孔出現直接的傾斜。如果傾斜度數嚴重，還需要重新打樁，否則將會對后期的施工產生惡性影響。

1.2 樁完整性

樁完整性，顧名思義，指的是其樁基是否完整。如果施工后樁基內部出現斷樁的問題，則將會導致樁基的承載性大大降低。導管提取速度的過快直接影響著樁基完整。如果導管提取速度超過標準速度，會直接破壞樁完整性。發現斷樁要及時更換，否則會直接影響后續施工。

2 低應變反射波法在樁基檢測中的應用要點

2.1 檢測原理

樁基整體質量產生問題的主要原因在于樁身的傾斜和樁完整性這兩個方面。如果這兩個方面的其中之一出現問題，將會直接影響著后續施工的順利開展。所以，在施工之前，必須做好樁基的質量校核，這也是確保工程完整的關鍵所在。這里我們介紹低應變反射波法。這種檢測方法主要是基于一維波動方程之上，把樁轉化成一維彈性均質直桿的模型，并且模型方向呈為縱向，在樁頂部位置處提供瞬態激振后使樁身產生縱向應力波，從而使應力波在樁身從上而下傳播。在傳播的過程當中，如果樁身混凝土波阻抗數值出現偏差的話（這里所說的偏差主要表現為兩種，一種是樁基自身存在縮頸或者擴頸所造成的數值上的偏差，一種是截面材料存在的物理性能的偏差），則會使應力波產生異常變化。主要體現為在樁身截面部位產生反射、入射或者透射等變化。基于此，可以結合反射、入射或者投射等傳過來的相位參數、波形參數、頻率參數、振幅參數以及波的到達時間等相關特征參數來對樁身混凝土缺陷情況、缺陷位置等完整性等方面的質量情況進行判定。

2.2 檢測注意事項

為了保證樁身的完整性，需要在應用低應變反射波法的過程當中，對其數據進行確切的監測及記錄，并繪制準確的實測波形圖。另一方面，為了防止檢測中出現檢測干擾，在實際的操作過程中我們需要在以下幾個方面上加強注意：

2.2.1 樁基樁頭處理

若樁基的樁頭部位的混凝土比較松散，那么檢測過程中產生的激振信號出現震蕩的現象，數值不穩定，從而造成波形出現相似性，導致誤差。所以，在檢測之前，我們需要對樁基的樁頂進行核實，檢查裝頂是否堅硬，是否密實，是否達到標準。除此之外，為了保障其激振信號的準確性，我們還需要把其表面的混凝土進行打磨，直到呈水平狀態為止。

2.2.2 做好傳感器耦合處理

為了避免檢測信號出現偏差，首先我們需要阻止外界的影響和干擾，比如把傳感器進行耦合處理，用到的材料可以是石膏，黃油或者橡皮泥，嚴格控制粘結的程度，越薄越好。安裝完畢之后還要檢查樁頂和傳感器的位置，二者需要保持垂直狀態才可以，并且為了檢測結果更真實，還應該檢查二者之間是否存在砂礫和縫隙，如果存在，應做及時處理。

2.2.3 科學設置激振點和傳感器的檢測位置

為了使樁基波形更準確，更真實，我們應該避免負向反沖波的產生，這就需要控制好傳感器和激振點之間的距離，如果距離太小，則會造成負向反沖波，并且這種情況一旦產生，將會遮蓋樁身的淺部缺陷，從而影響波形分析。通過多次工程實踐和相關數據顯示，在設置激振點的時候，如果以樁為中心，在距離樁中心2R/3 位置處安裝傳感器，產生的波形更為真實。

除此之外，在確定傳感器位置和選擇激振點的過程中，我們應盡可能地排除因鋼筋籠主筋所帶來的不良影響，避免素混凝土和鋼筋籠主筋交界面部位處因為阻抗數值的變小而錯誤判定為離析或斷樁等樁基問題。

3 樁基檢測應用要點

3.1 做好樁基檢測準備工作

為將低應變反射波順利且正常應用到樁基質量檢測當中來，檢測之前的準備工作不可忽視。我們需要確保準備工作的全面性和完整性，如果其中一項出現問題，則將會對檢測結果和準確率造成很大的負面影響。而在低應變反射法應用過程前，相關準備工作主要涉及到以下幾點：

3.1.1 調查現場的地質情況，檢查樁基施工所用的材料及相關資料是否完成且達標，對樁基工程施工中用到的工藝和材料類型進行檢查，比如檢查混凝土的強度是否足夠強，剛才的型號是否匹配等，并對成樁后的樁長、樁徑和日期進行記錄，還要確保所記錄的內容的準確性。

3.1.2 檢測人員應切身進入到施工現場親自檢測現場，認真觀察樁基的樁頭是否完整，其檢測方法比較簡單，可以通過肉眼觀察樁頭是否潮濕，觀察澆灌在樁頭里的混凝土是否松散，用橡膠錘或者木錘對樁頭進行敲打，通過產生的聲音來判斷樁頭的完整性。

3.1.3 在應用低應變反射波法進行檢測之前，檢測人員還需要把樁基頂部位置處所設置的鋼板切開，并清理掉對樁頭部位處松散的混凝土和浮漿，直至樁頭部位處露出密實的混凝土為止。

3.2 做好樁基檢測基本假設

在應用低應變反射波法檢測的時候，需要提前做好必要的假設，主要有：樁基為細長桿，且桿為等截面；樁身材料分布較均勻；樁基變形中其截面始終保持平行的水平面；樁基截面上面的應力均保持均勻地分布，根據檢測儀器上面所顯示出來的波形曲線，可以對樁基的質量進行判定。

3.3 做好樁基檢測數據處理

在應用低應變反射波法時，其數據處理主要包括以下三個方面：

3.3.1 完整樁。在低變反射波法的檢測下，如果波速比較平穩，有均勻的波速并且反射信號比較全面，那說明樁基檢測的質量達標。

3.3.2 鋼護筒造成的樁身縮頸問題。施工中我們一般會用鋼護筒來澆灌混凝土，其弊端是會在一定程度上將樁基的直徑尺寸擴大，從而導致縮徑。

3.3.3 斷樁。如果出現斷樁，在應用低應變反射波法時，所呈現的速度波形圖中會有明顯的波峰，并且樁底部位置處所反射過來的信號也比較弱。

結束語

總之，樁基自身的承載性能和其樁身是否傾斜、縮徑或斷樁等有著直接的關系，如果這些因素出現問題，將直接影響著樁基的穩定。通過應用低應變反射波法，可以對樁基完整性等問題進行準確檢測，有助于避免工程建設中因為樁基質量問題而出現安全事故。