在樁基檢測中如何運用低應變檢測技術分析

孫景輝

（河南省地礦局第四地質礦產調查院，河南 鄭州 450000）

0 引言

樁基以其施工便捷、壽命長以及穩定性好等優點，在橋梁以及碼頭、高層建筑等工程中獲得了廣泛的運用。低應變檢測技術作為一種在工程物探、房屋質量檢測以及巖土工程檢測中獲得廣泛應用的技術，在樁基檢測工作中的深入運用可以對成樁品質進行準確評價，并且對施工樁長以及混凝土強度、樁身缺陷位置進行判斷，幫助相關人員進一步判斷樁基是否和設計要求相符，并且為樁身加固提供詳細的參考依據，保證樁基礎的綜合品質［1］。可這項技術在樁基檢測的運用過程中會產生部分問題，怎樣將低應變技術有效運用于樁基檢測中，就變成相關人員深入研究的重要課題。

1 低應變檢測技術的工作原理

低應變檢測技術在現實運用過程中，重點是對樁身頂部進一步施加對應的動態荷載，從而按照樁基系統與土壤所收集的反應信號來準確判斷樁身品質，看其完整性是否符合對應的標準。在樁基檢測這一步驟中，低應變技術施加動態荷載的方式重點以手錘或者力錘敲打的方式來開展，并且在樁身頂部安裝傳感器，便于能夠時刻接收應力波動信號，從而按照對應的波動理論來全面探究樁基出現的動態波動，如此才可對樁基施工品質進行有效判斷，更好地確保樁身的完整性［2］。據有關實踐進一步證明，低應變檢測技術擁有很高的檢測精確性與檢測效率，于是，在大部分建筑工程的樁基檢測工作中，都擁有較好的運用效果。

2 在樁基檢測中運用低應變檢測技術存在的不足

2.1 不能完成定量分析的任務要求

低應變樁基檢測是經過回收且探究波動變化進一步實現的，因為反射波動的變化會受一系列因素的不斷影響，如土層條件以及溫度等，所以這項技術不能對成樁檢測深入開展定量分析。這導致相關人員只能根據類似的技術經驗以及檢測案例來全面探究樁身的現實情況，而不能對樁身開展定量分析。

2.2 檢測工作對數據與經驗的依從性很大

由于低應變檢測技術不能完成定量研究以及檢測，所以采取這一方法來檢測成樁質量，一定是具有樁型條件以及當地地質條件靜動比系數數據的前提下才可以實現，于是這項檢測方法非常依賴工作經驗以及數據。

2.3 測量準確度受樁長以及地質條件的影響大

在現實測量中，樁側土阻力對應力波的廣泛傳播產生了極大的影響，具體表現為：出現土阻力波，對缺陷反射波幅值產生影響，使得應力波快速衰減，于是對可測樁的長度進行了限制，按照實際測量經驗，樁基的直徑通常不超過 1.8 m，可測樁的長度一般限制在 5～50 m。當然，樁長＞50 m 的樁也有獲得樁底反射信號的相關經驗，可受地質變化影響很大、不能及時反映出局部缺陷以及深部缺陷等特性。

3 在樁基檢測中如何運用低應變檢測技術

3.1 檢測準備階段

第一，搜集被檢測工程的樁基設計圖紙以及施工記錄、巖土勘察資料，掌握施工過程中產生的實際情況。第二，確定委托方的詳細要求，對現場條件進行認真檢查。第三，制定檢測方案，重點涵蓋如下內容：抽樣方案、檢測依據、所需的工程概況以及人工機械配合等［3］。第四，檢測之前應該認真檢查儀器設備，計量儀器一定不要超過有效期。第五，假如是沖孔灌注樁，樁頭在進一步達到設計標高之后，應對其進行深度清理，并且使用切割機在樁表面打磨 3～4 個光面，作為激振點并且有助于傳感器的安裝，在安裝傳感器的過程中要與樁頂面保持垂直，使用黃油進行粘結，黃油要具備充足的粘結強度。第六，傳感器應該安裝在距樁中心 2/3 半徑處，實心樁的具體激振點應該選在樁中心，空心樁的激振點應該與測量傳感器保持在同一個平面上，并且激振點和樁中心的連線構成 90°夾角，激振點應該安置在樁壁厚的 1/2 處。第七，檢測過程中要事先檢查混凝土的整體強度是不是符合相關要求。

3.2 收集數據

在上述環節完成之后就實施檢測，就是經過捶打樁體進一步形成應力波動，接著再對應力波動信號進行搜集，在對信號進行收集的過程中需要注意如下內容。

1）合理選擇傳感器與振源。不一樣的振源以及傳感器會極大地影響信號，不一樣的錘擊方式會形成多樣化的信號曲線，對于樁長很長的樁基應該選取脈沖很寬的振源，如此便于獲取樁頂的信號［4］。所以在振源的選擇過程中應該嚴格遵守“小樁選小錘，大樁選大錘”的原則對動態荷載進行選擇。另外，在施工現場開展檢測的過程中，還應該注意如果樁基的檢測成效不佳、無法準確判斷樁身品質，此時應該采取更換傳感器或振源的方法，比較樁基信號，進而準確判斷樁身的品質。

2）科學安裝傳感器。傳感器是收集樁身發射信號的核心設備，其功能的好與壞密切關系到應力波動的有效收集，于是在選擇傳感器的過程中，通常選取規格很小的輕型設備，如此能夠便于攜帶以及跟蹤信號［5］。在對傳感器實施安裝的過程中一定要注意傳感器與樁身的密切接觸，同時還應該防止用手對傳感器進行按壓，唯有如此，才可以確保傳感器對信號進行有效接收。通常采取黃油對傳感器進行粘結，這一方法能夠使傳感器獲取很準確、完整的樁身曲線。

3）選擇應力波動信號。在樁基檢測過程中，通常會利用前幾根樁基的實際檢測成效，來初步判斷工程整體樁基的品質，如此能夠對未來的檢測工作進一步提供重要信息，提升檢測工作的綜合效率。如果發生一些樁體品質成效不佳的現象，要反復檢測樁體，并且依次開展保存，為未來的室內探究進一步提供核心依據。

3.3 數據處理

如今現行的規范把樁身的完整性分成 4 種，如表 1 所示。

表1 樁身的完整性類別

反射波法動力測樁，憑借其無損、快捷以及經濟等優點，變成如今整個工程界普遍認同的最方便、快捷的方法，可也存在一些問題。基于此，全面探究鉆以及挖孔樁缺陷反射的相關影響因素，在對樁基測試曲線進行研究的過程中，要深入考慮樁周土層對波形曲線帶來的相關作用［6］。我們要注意應力波既受樁身缺陷、剛度與材料的影響，也受土模量大小的具體影響。在軟土層處、硬土層處將會分別出現似縮徑、似擴徑的反射波。假如沒有深入了解樁側的相關土質情況，則不易準確判斷樁周土層對曲線的實際作用。關于混凝土灌注樁，也許存在樁身截面不斷增大后快速減小的現象，在增大后快速減小的位置，經常能夠發現 1～2 次缺陷反射，判斷容易出現失誤，需要尤其重視。為了準確、有效探究，需要從如下幾點入手。

1）將施工記錄與地質勘察資料充分結合起來探究基樁的完整性，樁型以及施工工藝極大地影響了基樁的完整性以及缺陷類型［7］。例如，地層變化也會影響波形；大量事故都出現在地層變化處以及流水處；預制樁以及人工挖孔樁不可能縮徑等。因此了解施工記錄以及查看地質資料有利于缺陷位置的明確。

2）借助于分析軟件來判斷基樁的缺陷程度。盡管定量分析軟件自身存在很多漏洞，可它探究了應力波的具體傳播過程，只要樁周土的參數比較合理，它的功能一般會愈發合理。

3）將同一工程的全部被測樁結合起來進行分析。因為同一工程的施工工藝與地質一致，經過探尋被測樁之間的共同特性，然后探究所有樁的現實情況，能夠使分析成效獲得充分提升［8］。假如只分析其中一根樁，而沒有對整個工程的實際情況有一個全面的了解，極易出現判斷不準確、不合理的情況。

4 工程實例

將低應變檢測技術運用到樁基檢測的過程中，融入了現實工程中樁身缺陷與完整性的波形特征，經過比較曲線，促進了低應變樁基檢測的優化［9］。

在一辦公樓的樁基工程中，24 # 嵌巖樁樁徑D= 1 200 mm，樁長L=32 m，設計部門采用 C30 混凝土。通過相關資料能夠發現，土層的地質特點重點包含堅硬粉質黏土、粉質黏土、密實性粉質黏土以及砂質蓬松土等，以密實性的粉質黏土當作實際工程中的樁端持力層。在測量樁身的時候，首先認真清洗儀器，在連接之后測量傳感器的時域波長，記錄出三組時域曲線，如圖 1 所示。

圖1 某完整樁 1 的實測時域曲線示意圖

通過認真探究，樁身的時域曲線相對比較光滑與規則，樁身相對來說很完整，在 15 m 以上的土層很好。

經過分析完整樁 2 的時域曲線，其曲線光滑與規則，樁底的反射相對很顯著［10］。

對工程的縮頸樁開展沉管注樁，樁徑D=426 m，樁長L=18 m，鋼筋籠長 6 m，C25 混凝土。在縮頸樁開展沉管注樁的過程中，把風化頁當作樁端的持力層。

分析縮頸樁實測的時域曲線圖后能夠發現，在樁身 6～7 m 處進一步存在縮頸。按照有關記錄能夠發現，縮頸原因是成管過程中拔管太快所引起的。

5 結語

低應變檢測技術在如今的樁基檢測工作中獲得了廣泛運用，因為其能夠對樁身質量進行準確、快速的判斷，提升樁基檢測的綜合質量與效率。為了保證這項技術在建筑行業中的有效推廣以及運用，有關人員應深入分析低應變檢測技術的工作原理以及運用措施，如此才可以將這項技術的核心優勢充分發揮出來，促進樁基工程的成功實施。Q