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桩基静载与低应变在桩基检测中的配合应用分析

发表时间：2021/6/16 来源：《城市建设》2021年6月作者：宁海龙

[导读] 可用于检测桩基的方法，均有相应的特点、局限性及适用范围，只有客观看待不同方法所得出结论，对现有方法进行配合应用，才能使桩身质量得到全面且客观的评价。而实证有效的组合方案为“低应变法+ 静载试验法”，整合二者所提供信息，可最大程度避免有不必要的问题出现，导致工程质量受到消极影响。

广西恒永工程质量检测有限公司宁海龙 537000

摘要：可用于检测桩基的方法，均有相应的特点、局限性及适用范围，只有客观看待不同方法所得出结论，对现有方法进行配合应用，才能使桩身质量得到全面且客观的评价。而实证有效的组合方案为“低应变法+ 静载试验法”，整合二者所提供信息，可最大程度避免有不必要的问题出现，导致工程质量受到消极影响。
关键词：桩基静载；低应变；桩基检测；配合应用
        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。静载试验是进行桩基竖向抗压承载力最有效的方法，也可以同其他检查方法进行比较，缺陷是检测成本非常高，检测周期较长，只能采取低比例的抽检频率进行抽检，而无法进行大面积的试验。因此，在实际的工程检测中，低应变法和静载检测技术联合应用，能够做到有效的互补，从而保证桩基质量。
        1 现有检测方法介绍
        1.1低应变反射波
        该法的优势极为突出，例如，简单便捷，检测范围较广，仅需投入较低成本等。通过不断的试错与优化，该法已拥有相对完善的应用体系，通常利用波形，对桩基存在的缺陷和具体位置加以反映。
        现将该法的检测原理概括如下：利用锤子激振桩顶，在锤子产生作用力的影响下，激振点出现振动和应力波，其中，应力波往往沿桩身传播，当应力波传播至桩底后，便会向上反射，如果桩身有缺陷存在，同样会有波的反射出现，通过叠加入射波的方式，向工作人员传递相关信息。对桩身质量加以反映的信号，通常经由桩顶所安装传感器进行接收，而传感器的作用，主要是对采集所得模拟信号做放大处理，经由转换器向数字信号进行转换，供工作人员分析并得出结论——试桩是否拥有完整结构。
        1.2静载试验
        在现有单桩承载力可用检测方法中，相对可靠且直观的方法为静载试验，该法以施加荷载为前提，结合试验所得沉降曲线，利用仪器对单桩承载力加以判断。一般来说，静载试验分为水平静载试验，竖向抗压试验，竖向抗拔试验，下文所讨论内容以竖向抗压试验为主，这点要尤为注意。
        传统静载试验以慢速维持荷载为核心，该法费时费力，无法使桩基检测及相关工作所提出需求得到满足，快速试验法的出现，使上述问题拥有了解决的方案。而静载试验的发展方向，主要是自平衡试验，由于荷载箱会给桩端阻力、桩侧阻力带来影响，因此，工作人员要根据工程所在地的实际情况，通过计算的方式，对安装部位加以确定。
        2低应变反射波法检测分析
        （1）现场桩头的处理
        在现场信号采集的过程中，桩头的处理是非常关键的一步。由于桩头处理得不好，往往不能采集到理想的信号。桩头的处理以露出新鲜含骨料的混凝土面为止，粘接传感器和进行激振的位置要尽量打磨平整、处理干净，不能破碎，不要有杂物和水。最常见的情况就是桩头的浮浆清理不彻底，采集到的信号都不理想，往往在信号的浅层部位存在较严重的反向脉冲，不能客观地反映桩身的完整性情况。另外在锤击的过程如果出现将敲击处混凝土敲破碎的情况，应重新打磨一个平整的激振点。
        （2）传感器的选择及安装
        在现场检测过程中选用速度传感器和加速度传感器进行对比检测。

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选用速度传感器采集的波形曲线，对浅层缺陷反应不是很明显，而选用高灵敏度加速度传感器测试所采集到的波形曲线，没有振荡，并且缺陷反应明显。对实心桩，传感器安装位置宜为距桩中心2/3 半径处；对空心桩，激振点与传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为90&，传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2 处。耦合剂可选用粘性好的黄油、牙膏等，保证传感器与桩头粘接牢固、密贴、无气泡，传感器纵轴应安装垂直。传感器安装不牢固会导致波形杂乱、振荡明显，不利于对基桩的分析判断。
        3 静载检测技术应用
        目前，普遍使用三种基桩静载试验，常见的是单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验和单桩水平静载试验。应用的原理是：通过对桩顶施加竖向压力，从而观察桩顶部沉降、上移位和水平移位，确定好单桩竖向抗压力、抗拔承载力和水平承载力。有两种静载试验：一种是在工程桩全面开打前的静载试验桩，可以为本工程提供承载力的设计依据；一种是工程桩施工全面结束后的静载试验，可以为基桩工程的施工质量进行检验和评定。桩基承载力的大小主要取决于土对桩的支承阻力以及桩自身的承载力。
        静载检测时间：针对预制桩，施工期间土壤会产生超孔隙水压力，它会降低桩一侧的有效应力，使桩形成的阻力减小；随着时间增加，超孔隙水压力不断消散，桩侧摩阻力就会提升。因此，预制桩静载前需要根据土质情况等待一定的休止期。而灌注桩则需要等到桩身混凝土达到龄期后方可开始试验。
        4 桩基静载与低应变在桩基检测中配合的必要性
        低应变法可确保桩身检测完整，静载试验的检测对象，通常为单桩的竖向承载力，现阶段，二者都已被用来为建筑施工提供质量保障。无论是低应变法，还是静载试验法，均有固定的检测方向。统计结果表明，针对单桩承载力所进行静载试验，通常拥有较大离散性，可供参考的样本数量有限，因此，如果沿用传统的随机抽样法，对承载力值进行检验，既具备极大难度，又无法保证结果的客观性。众所周知，问题桩并不常见，仅进行小比例抽检，难以确保问题桩得到检测，这便是工程质量不确定的主要原因。而现有技术并不支持工作人员大量开展静载试验，对低应变法进行配合应用成为大势所趋，事实证明，联合检测可使上文所提及问题迎刃而解。
        低应变法拥有极为突出的优势，主要体现在以下方面：首先，静载试验所用设备的质量普遍较大，例如，钢梁及配重块，检测效率往往为1根/d，此外，该法还要有充足的物力和人力资源作为支撑。由数据线和传感器构成的基桩动测仪，不仅便于工作人员携带，还能将检测效率，从早期的每天一根提升到每天数百根。其次，静载试验往往被用来对桩承载力进行检测，低应变法所得结论，对试验结果有验证及补充作用。如果桩身结构或桩周土被破坏，工作人员便可借助低应变法，使静载试验存在不足得到弥补。当然，这里还要明确一点，静载试验所得曲线，通常无法被用来对原因进行准确判定，也就是说，对二者加以应用，有利于工作人员对桩质量进行全面且准确的掌握。最后，静载试验需要经过较长周期才能得出结论，通常要投入大量成本，并且仅能对少量桩进行检测，因此，在确定试桩时，随机性极大的问题始终没有得到解决。基桩动测仪更适合进行大规模检测，如果有问题存在，可通过增加检测数量的方式，确保潜在问题均可得到发现与处理。
对二者进行配合应用很有必要，这样做的优势，主要体现在两个方面，其一，使工作人员所掌握信息量得到丰富，其二，通过积累资料与经验的方式，为日后的曲线分析工作提供便利。现阶段，大多数单位均选择利用上述方法，对施工桩进行检测，其优势也得到了更为直观的展示。
        综上所述，桩基检测的多种方法各有特点，同时也有各自的适用范围和它的局限性，这要求我们客观地看待各种检测方法得出的结果，不能一概而论，更不要将这些方法对立起来，在实际的工程检测中应加强各种检测方法之间的相互配合，结合各种信息，客观、全面地对桩身质量进行评价。
参考文献：
[1]桩基静载与低应变在桩基检测中的配合应用 [J]. 胡潇潇. 安徽建筑. 2020(09)
[2]浅谈低应变法在建设工程桩基检测中的局限性 [J]. 杨忠. 建材与装饰. 2020(01)
[3]低应变法和高应变法在桩基检测中的结合运用及实例分析 [J]. 曾理彬,廖小根,章柱勇,夏商明,刘卫东,石长江. 江西建材. 2017(19)