低应变法和高应变法在桩基检测中的结合运用

低应变法和高应变法在桩基检测中的结合运用

夏宝玉蒋宇轩

涟水县建设工程质量检测中心江苏淮安223400

摘要：低应变反射波法和高应变法是常用的桩基检测方法，低应变反射波法可对桩基完整性进行检测，和高应变法可同时对基桩的单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行检测，现已广泛地应用于工程实践中。

关键词：低应变法；高应变法；桩基检测

1桩基础检测技术的概述

1.1剪切波速试验

剪切波速试验能够判定建筑地基土的力学性质的指标，包括了地基土泊松比、弹性模具、剪切模量、阻尼比等。推求饱和土层的孔隙率和具备的容量，确定和划分建筑场地的类型，并且还需要采取有效的措施对建筑地基的加固进行检测，确保地基加固的质量。同时还需把波速同标准灌入技术的有效承载例句的征值进行确定。最后，在选择试验场地时，需简要依据基础标准灌入技术对建筑地基的承载力进行判断。

1.2原位取样技术

建筑地基土具有一定的物理性质，包括了含水量、孔隙比、粘聚力、密度、压缩模量以及内摩擦角等。对建筑地基土的物理性质进行检测，可对建筑的基础和上部结构的安全有着重要的影响。因此对建筑地基土进行物理性质的检测是尤为重要的。为了能够通过对比得出相关试验场地进行选择，在地基基础边界、基础外分层、基础中心层来对土样进行选择，并对建筑地基基础下具有的力学指标和基础外地基土的力学性质指标变化的特征进行具体分析。

1.3荷载试验技术

荷载试验技术是当前建筑地基基础检测技术中较为常用的一种技术，对建筑地基的检测和评定具有重要的作用，在进行荷载试验检测时，选取的建筑应具有条形基础或独立基础，然后选择合理的试验位置进行地基承载力的简则，根据建筑地基基础进行评评定。

1.4探地雷达试验技术

探地雷达试验技术应用的过程中，主要用于对建筑桩基础的检测，通过使用探地雷达试验技术，能够准确的得出基桩位置和埋深的相关参数。但在地下水对探地雷达测试的精准度有巨大的影响，为了提高探地雷达的精准度，在地基基础的检测中，若发展地下水位较高，则在使用探地雷达的过程中，需要及时调整检测的方法。

1.5钻孔取芯法检测技术

该种技术方法在大直径冲孔灌注桩中全面检验的常见技术形式。因为该检测方法具有高度准确性而被广泛的应用于建筑工程桩基检查作业中。不过利用该种检测技术将对桩基的利用造成直接影响，桩基受损而影响施工安全。但是根据现阶段建筑工程桩基检测技术看，该种技术依然是完整性检测途径的首选。所以，怎样降低抽芯检测对钢筋混凝土的影响，成为抽芯检测技术应用的重要研究内容。首先，还需要在施工前做好孔径和影响因素分析，制定科学、合理的抽芯检测形式。其次，保证芯样结构的完整度。但这还需要有关人员根据实际现场状况进行芯样规划。如果在具体测量中，桩径超过1.6m，则钻孔数量应为3个;若桩径在1.2m-1.6m，则钻孔数量为2个，做好孔间距控制，开孔需要在距离桩基地O.15D-0.25D范围中。当钻探桩端的持力过程中，需要桩孔至少有1个以上确保钻到桩底部5m以上且高于1D，其余孔可钻至桩底1m以上即可。

2低应变反射波法原理

低应变法以一维线弹性杆件模型为依据，通过在桩顶施加低能量的激振力或其他形式的冲击力，冲击能量以应力波的形式沿桩身传递，引起桩身及周围土体的微幅振动，当桩身具有缺陷时(如缩颈、夹泥、扩径、裂缝、蜂窝、离析等)，该位置的桩身波阻抗就会明显变化，这时，一部分应力波会反射传到桩顶的接收传感器，另一部分透射继续向桩底传播。通过波动理论或机械阻抗理论对应力波反射信息进行分析，就可以判定桩基的施工质量与桩身完整性及缺陷位置。低应变反射波法具有快速高效、操作简单、准确经济、无破损检验等优点，使其得到越来越广泛的应用。

低应变法检测基桩具有设备简便、方法快捷、结果较可靠的优点，是普查桩身质量的一种有力手段，根据低应变法试验结果确定钻芯法、静载、高应变法的桩位，可使检测数量不多的静载等试验的结果更有代表性；或静载等试验出现不合格桩后，需要加大检测面，则发射波法可为桩基检测、处理方案提供更多的依据。

而反射波法检测桩也有它的局限性：对于进入硬层中的桩，一般只能看到桩底的一次或两次反射，桩周土阻力对应力波的衰减的影响是非常大的，主要来自桩周动阻力。桩的强度越高，桩周土阻力越小，有效检测深度越深；而桩土刚度比较小，土阻力很大，桩身强度低，如存在多个缺陷或缺陷很严重，会导致桩底反射不明确。

首先，当桩身存在多个缺陷时，应力波在桩中会产生多次反射、透射，波形较复杂，难以准确分析，第二、三缺陷的判断会有较大误差；其次，桩身有横向裂缝时，对于判定是否为合格桩的问题上，低应变法跟静载试验会有较大的差别。因低应变激振源能量小，当有裂缝时，入射波有可能基本被反射回去。而高应变测试时，因激振能量大，横向裂缝有可能闭合，将竖向荷载传递下去，成为合格桩。而低应变法无法识别纵向裂缝；再次，确定缺陷深度跟桩长与实际有差别，因桩是非均质材料，桩身各处弹性模量、弹性波速不尽相同，设定的波速跟实际的平均波速有出入，故计算缺陷深度跟桩长与实际有相差；最后，由于水泥土搅拌桩、砂石桩等桩身阻抗与桩周土的阻抗差异小，应力波在这类桩中传播时能量衰减快，故反射波法不适用于此类桩的质量检测。

3低应变法和高应变法在桩基检测中的结合运用

某厂房工程桩基础为机械旋挖灌注桩。其中15#桩桩径为900mm，桩长为15.51m，桩基的持力层为中风化砂砾岩，桩身砼强度等级C25，单桩设计单桩竖向抗压承载力特征值1270kN。地质情况如下:0～0.8m为素填土;0.8～2.1m为粉质粘土;2.1～4.5m为圆砾;4.5～6.3m为粉质粘土;6.3～9.2m为粉砂;9.2～13.2m为强风化砂砾岩;13.2～18.2m为中风化砂砾岩。本次低应变检测采用ＲS1616K(S)型桩基动测仪，利用速度传感器接收，激振时辅以橡皮垫。本次高应变试验采用武汉岩海工程技术有限公司生产的ＲS—1616K(P)基桩动测仪及其应用软件，检测用锤的重量为3.0吨，锤击落距约为1.0m。15#桩的低、高应变实测曲线分别见图1、图2。

图215#桩高应变实测曲线

该桩经低应变野外测试及室内计算分析，测得波速为3424m/s，分析得该桩身砼波速正常、完整桩、无缺陷。该桩高应变分析采用实测曲线拟合法确定桩承载力，实测曲线计算拟合分析时，实际采用桩身波速约C=3500m/s，阻尼系数Jc取值为0.30，桩身材料质量密度ρ=2.40t/m3。经过室内实测曲线拟合法计算分析，得出该桩的承载力为2714.5kN，满足设计要求。

4结语

低应变法和高应变法是重要的基桩检测方法，但影响结果的因素较多。目前使用低应变法检测普查桩基完整性，再通过高应变法抽查桩基承载力，这种方法简单、快捷、经济，同时保证了桩基工程质量。近年来随着其理论在不断地发展，仪器设备在不断地研发和换代，这都有助于提高低应变和高应变法结果的准确性。同时需要根据仪器测试结果分析同时结合地质、桩基等资料进行综合计算和判断，最终才能得出桩基准确的完整性系数和承载力值，为工程验收提供可靠的依据。

参考文献

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