建筑桩基工程检测中的低应变反射波法应用及其注意事项

发表时间:2020/10/19   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:任维
[导读] 摘要:基桩桩身完整性能够使用低应变反射波法、声波透射法进行检测,低应变反射波法是现阶段建筑工程中比较常见的基桩检测技术之一。
        武汉华中智能建筑技术有限公司  湖北武汉  430000
        摘要:基桩桩身完整性能够使用低应变反射波法、声波透射法进行检测,低应变反射波法是现阶段建筑工程中比较常见的基桩检测技术之一。就当前的情况来讲,这两种技术在建筑工程中的应用是比较常见的,其主要是应用在检测建筑工程基桩检测方面,这两种检测方法的操作都比较简单,但是声波透射法与低应变反射波法进行比较,声波透射法的检测结果是更加准确的,效果更为直观的。低应变反射波法在某些因素上也受到了很多的约束,如何才能检测到桩底的反射信号,基桩直径和地质条件都会对测试结果有所影响。本文主要分析低应变反射波法在建筑桩基工程检测过程中的应用,希望对有关从业人员带来帮助。
        关键词:建筑工程;桩基检测;低应变反射波法
        1 低应变反射波法的应用原理分析
        低应变动力测桩方法主要是指采用低应变的反射波方法,主要是建立在一维波动理论基础上,把受检测的基桩当作一维线弹性杆件,在检测的时候对桩身顶部进行竖向的激振,给基桩一定能量,进而产生弹性纵波,该弹性波沿着桩身逐渐的向下传播,在传导桩身阻抗有着明显差异界面,比如说:扩缩径、严重离析、断桩和桩底等部位,产生有关的反射波,经过安装在桩顶的传感器获取反射信号,经过放大、滤波、数据处理,进而识别出桩身不同部位阻抗等反射信息,采取应力波在桩身的内部传播的波速、桩长和桩底反射的时间之间对应关系,经过反射信息分析计算,以判断出桩身混凝土完整程度,判断其缺陷以及所在的位置。
        2 低应变法的检测局限性和注意事项的分析
        2.1 低应变法检测的局限性
        经过开展检测基桩的完整性,低应变法检测仪器简单、便携和操作简单,检测费用比较低,并且检测结果的可靠性比较高。但是低应变检测方法在基桩的桩身完整性检测阶段也存在着局限性的特点。首先,检测结果不能全面的反映出桩身的缺陷与否,只是提供参考,并且还需要依据人力判断,评价的不全面性。低应变方法只能做出桩身的无缺陷性分析、评价,在现阶段还不能准确得知缺陷程度和类型。第二,低应变方法会受到地质因素的影响,采用低应变的方法进行基桩桩身完整性检测,在正式检测前,还需对现场地质条件、桩型类别进行掌握,掌握不同地质和桩型静动对比系数,这个难度大。第三,低应变法在进行嵌岩桩的检测阶段,桩身混凝土阻抗和桩底岩层阻抗是接近的,应力波传递到桩底的时候是不会停止的,而是继续向下进行传递,直到衰减到零,进而造成测不到桩底信号。
        2.2 低应变法在基桩完整性检测阶段的注意事项
        对于低应变方法检测的局限性,为有效的保证检测结果准确性,降低局限性会给检测工作开展带来影响,提升检测结果的可靠性、准确性,应用低应变方法还需做好下面的工作:首先,桩头处理的好坏直接影响测试信号的质量,在正式检测之前,处理好桩头,使得其表面平整干净且无积水,以减少桩头不平整造成的影响,全面提升检测结果可靠性。所以,还需安排人工处理桩头,去除混凝土的浮浆或松散部分,进而确保桩头的平整性和均匀。力棒激振桩头的时候,在桩头接收应力波信号。第二,基桩桩身混凝土强度应达到标准要求,混凝土强度如果说不能达到标准的要求,在检测阶段就没有实际的意义,检测信号也没有效。所以,低应变方法对于桩身完整性的检测可靠性,在混凝土达到标准要求之后再检测。建筑基桩检测技术规范中就明确的规定基桩在检测的时候,桩身混凝土强度在达到设计强度的70%以上,达到15MPa以上。在基桩的完整性检测之前,混凝土龄期、强度应该达到规范要求。
        3 做好现场的检测工作
        3.1桩头处理事项
        第一,桩施工在完成之后开挖出超高灌注桩桩头,测量画线确定出破除的部位。
        第二,绑扎桩顶固定麻绳,凿除桩纵向钢筋保护层,进而切断纵向筋域螺旋箍筋。


        第三,钻破除桩孔,孔中插入组合钢契边块,将组合钢契中间块插入到钢契边块的中间,并且逐渐用力进行打入,超高桩头在挤压力下断裂,利用部分固定绳将其桩头进行拉倒。
        3.2激振设备、激振点和传感器安装的注意事项
        众所周知,激振的目的是在桩头产生一个扰动,从而生成一个沿桩身传播的弹性应力波,而不同频率的应力波沿桩身传播时,会有不同的衰减特性。总的来说,高频分量对细小界面、骨料等反应灵敏,但衰减较快;低频分量在小界面处易产生绕射,但衰减较慢,传播深度相对较大。
        因此,实际应用中经常通过现场敲击试验,如改变手锤重量或激发棒的形状、材料硬度以及在桩头加不同材料的桩垫来达到产生不同频率成分的应力波目的,以适应对桩浅部和深部缺陷的判断的需要。此外,由于桩顶锤击点产生的应力波实际上为球面波,当沿桩身传播到大于桩径的1.5倍后,方可认为波阵面曲率较小,近似为平面波;并且,激振后还引起沿桩顶水平方向传播的横波、表面波以及由于桩顶材料局部塑性变形、破碎,造成干扰性杂波成分,而这些成分往往幅度较强。以上干扰因素,可通过带通滤波、改善传感器耦合、降低传感器横向灵敏度、选择适当阻尼系数的传感器,以及桩顶处理、调整激振方式来改善。
        低应变反射波法测桩时,不能一直使用一种锤头,应准备几种锤头和锤垫,依据不同检测目的而选用。对于长大桩测试一般应选择能量大、脉冲宽、频率低的激振方式,如力棒、尼龙锤等,适用于桩底及深部缺陷的检测,但由此很容易带来浅部缺陷和微小缺陷的漏判,可以结合能量小、脉冲窄、频率高的激振方式来判定桩身浅部的缺陷和位置。在某些复杂情况下,可以用高频与低频相结合的方式获取基桩桩身的完整信号,即用低频脉冲波获取桩底反射,再用高频脉冲波检测桩身上部缺陷。
        另外,敲击质量的高低将直接影响到测试结果的优劣,要由经验丰富的熟练工人来操作。敲击时锤要落到实处,干脆利索,锤击方向与桩顶平面垂直,避免二次冲击,达到产生瞬间激发点源,入射脉冲狭窄且符合半正弦规律。
        3.3 低应变的检测方法
        使用低应变反射波法进行建筑基桩的检测阶段,首先需要做好桩基清洁工作,以避免砂子、灰尘会影响到检测结果。在实际检测阶段,有关人员经过把传感器、桩基轴的粘合,保证检测过程中,传感器不会滑动,以保证信息准确性。有关人员还需分析所获得的检测曲线,在获取信息曲线的时候,经过多次的检测,实时检查传感器和其他设备,进而得出曲线信息完整性、准确性。
        3.4 检测阶段的常见问题和处理方法
        若是检测阶段没有收到信号或是信号的突然中断,有关人员还需考虑比较常见的问题出现。在检测阶段若是没有检测信号,就需要检查传感器耦合剂是否会影响到整个检测过程,若是发现耦合剂是没有问题的,还需考虑是否有水流入设备中造成设备故障的问题出现,若是这个因素也需要排除,就需要有关人员检查各能量转换器,转换器有一定的使用寿命。若是能量转换器长时间的使用没有更换或是维修,就会造成运行过程的受到影响,影响到检测结果。
        结束语:
        综上所述,在我国各方面经济快速的发展下,建筑基桩检测技术要求也是更高。就建筑工程行业来讲,还需对自身检测技术的不断完善,进而确保整个建筑项目建设质量,促进我国建筑工程行业可持续化的发展。
        参考文献:
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        [4]蔡钊.桩基检测中低应变反射波法的实践应用[J].黑龙江科技信息,2017(15):213.
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