卓绍松
贺州市勘察测绘研究院有限公司，广西 贺州市 542800
摘要：近年来，我国的工程建设越来越多，工程的桩基检测工作也越来越受到重视。低应变法具有检测快速、无损、经济等优点，是目前应用最为广泛的桩基完整性检测方法。本文首先对低应变法进行了简介，论述了低应变检测方法局限性，并提出了低应变波检测桩基完整性的工作方法以及检测阶段的常见问题和处理方法，最后基于低应变法桩基检测的应用进行展望，为工程人员在判别桩基完整性和提出相应处理措施时提供参考。
关键词：低应变法；桩基完整性；检测技术；机械波
引言
由于检测人员经验、现场气候、地质条件以及施工工艺等多方面因素存在不确定性，因此桩基成桩质量具有不确定性，为了对桩基进行检测，及时发现缺陷桩，使桩基成桩质量得到保障，施工单位应对其进行检测。
1、低应变法简介
在检测桩身的时候，应用最普遍的方法是低应变法。低应变法的使用原理是：垂直激振桩身顶部，然后弹性波从桩身向下传播，如果桩身弹性波存在阻抗，桩体横截面出现改变，就会存在反射波。使用仪器对反射波进行接收，随后放大信号并进行处理，从而迅速分析桩的完整性和质量，对桩身缺陷进行分析，找到缺陷的位置。这种方法使用力锤敲击桩顶，然后用高灵敏的传感器接收信号，依据桩体纵波特点和波速，计算公式为VC=2L/T，其中VC是应力波穿过桩身的速度（m/s）；T是反射波的桩底反射时间；L是桩身的长度（m）。同时，低应变法也存在一些局限性。低应变法主要通过阻抗的变化来判断缺陷的情况，但是往往无法具体识别缺陷的类别（如缩颈还是空洞、夹泥等），而且受到桩周土层及激振能量等因素的影响，若桩长较长时，应力波随着能量的衰减无法反射回桩顶，致使仪器无法测到发射信号，故无法对整根桩的完整性作出评定，只能对有效检测桩长内的桩身完整性进行评定。这种时候就有必要使用其他检测方法来验证低应变反射波方法。
2、低应变检测方法局限性
详细检测桩基的完整性，通常低应变的检测应用相对简便一些，而且操作起来也非常简单，监测需要的费用也非常少，同时检测结果也是比较准确的。不过在检测桩身完整性的时候低应变的检查方法也是有局限性的，下面就对其局限内容进行了详细的分析。一，桩身的缺陷不能通过检测结果进行全面反映，因此只有一定的参考价值，其实质情况都需要人力进行进一步的判断，但是也不具有一定的全面性。从而说明了低应变检测方法只是可以单方面的分析和评价桩身的缺陷性问题，但是对于缺陷的形状和大小却不能有效的明确。二，相关的地理因素还会影响到低应变检测方法的应用，通常我们在运用其方法对桩基进行全面的检测前，要做好相应的准备工作，比如说能够有效的了解地质条件和桩型等相关情况，相对难度系数都是非常大的。三，当运用低应变检测方法来检测嵌岩桩时，其中桩底岩质阻抗接近于桩身混凝土的阻抗，应力波的传递是不会停止的，其系数逐渐减低到零，从而不能有效生成反射性波形。
3、低应变法检测桩基完整性的工作方法
3.1基础资料的收集
在测试之前，需要对桩基的基本资料进行收集，包括成桩工艺、成桩时间、设计桩长、设计桩径、混凝土强度等信息。有必要对现场桩基进行检查，了解桩的基本情况，观察桩头是否疏松以及出现夹泥、混凝土离析等不良现象。
3.2实施复核检测
基于桩基 检测工作内容多且杂，所以应当实施复检从而确保检测结果的精准性。经过多次反复检测工作的有效落实，能够将桩基的建造品质、是否受损准确地作出判断。与此同时，考虑到桩基 检测工作效果，关系到使用阶段的安全系数。因此，作为桩基 的检测人员，务必要将低应变法的效用全部展现出来，唯有如此才能保障检测结果的真实性、精准性。
3.3仪器设备
由于受到既有 的约束,笔者建议选用具有较好抵抗横向干扰性能、频率宽、纵向灵敏度>100mV/g的加速度传感器和滤波功能较好的信号采集仪。锤击设备可以选择重量较大的力锤或力棒,质量轻的力锤或力棒无法激发采集信号或信号振荡严重、桩底反射不明显。现场锤击宜选用软质锤(棒)头或在锤击面铺垫合适的胶垫,这样的激振产生的频率低,高频波信号少。低频应力波脉宽大,在传播过程中衰减慢,适合检测桩身深部缺陷和桩底反射;高频信号脉宽窄,衰减快,适合检测桩身浅部缺陷,但由于受到既有上部的影响,采用高频信号分析桩身浅部缺陷容易出现误判。
3.4现场桩头的处理
采集现场信号的时候，处理桩头是一个重要部分，如果桩头处理不好，将无法收集理想信号。特别是灌注桩，应露出包含骨料的新鲜混凝土表面，粘结传感器和实施振动的位置应尽可能平整，清洁，不破裂，无杂物和水。最常见的情况是打桩头的浮浆未彻底清洗，收集的信号也不理想。信号的浅部经常有严重的反向脉冲，不能客观反映桩身的完整性。另外，在锤击过程中，如果混凝土被敲打和破碎，则应再次抛光平坦的激振点。
3.5数据的解释
根据野外采集数据和地质资料，采用小波变换或者高通滤波等方法对波形进行滤波处理，去除干扰波，然后读取反射波纵波的初至时间，将时间除以2再乘以声波的波速，即可推断出现异常的位置。在实际工程中，波形的解释十分复杂，由于桩的完整性可能存在着不止一个缺陷，周围土体的边界存在干扰等，造成波形的解释十分困难，因此有必要对不同桩基缺陷的低应变波形进行解译。
4、检测阶段的常见问题和处理方法
如果说正在检测的时候未收到信号，或是信号突然中断，有关人员应该考虑比较常见的问题。在检测的时候如果说没有检测信号，应该检查传感器的粘合剂是否会对整个检测过程有所影响，如果说粘合剂是没有任何问题的，考虑是否有水流入到设备中造成的设备故障。这个因素在排除之后，就需要专业人员进行各能量转换器的检查，转换器使用寿命是有限的，如果说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。
5、基于低应变法桩基 检测的应用展望
在检测桩基 时，使用低应变法主要是依附于弹性传播理论完成的相应检测工作，因此，如果想要改善理论知识与现实检测情况不相符的现象，那么作为检测技术人员，在今后使用低应变法检测桩基时，就应做到以下方面。首先，深度研究与分析三维模型中，应力波的运动规律，用以掌握实际工况下的应力波信号。其次，加大对人工神经网络元理论、小波信号的研究和使用力度，以此借助小波信号，掌握桩基的受损类型、受损面积以及受损部位，如此便可提升检测工作的速率和效果。
结语
综上所述，低应变法的优点是：方便快捷、费用较低，可以对桩基进行大面积的抽检，全面发现桩身缺陷及其位置。缺点是：当桩长较长时，无法对整根桩的完整性作出评定，只能对有效检测桩长内的桩身完整性进行评定，不能有效评价桩体竖向抗压承载力有没有符合设计标准。在检测过程中,检测人员不但需要具备扎实的行波传播理论基础、低应变应力反射波数据分析处理能力,同时需要具备丰富的工程检测经验,采用合理的传感器安装检测系统。
参考文献
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