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

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

李兴

上海申丰地质新技术应用研究所有限公司

摘要：随着我国社会经济的进步与发展，城市化进程的加快使我国建筑工程大量增加，在建筑行业中大量使用桩基础，并且得到了较好的应用。基于此，本文以低应变法和高应变法作为研究对象，通过当前建筑工程中桩基检测中存在的问题进行分析，分别从低应变法和高应变法两方面详细阐述各自的实际概况和基本使用步骤，并结合实例分析低应变法和高应变法在桩基检测中的运用分析，从而保障工程的质量，提高工程施工的效率。

关键词；低应变法；高应变法；桩基检测

引言

建筑工程施工中，桩基作为建筑结构物中重要的组成部分，起到承重的作用，桩基质量的好与坏会直接关系到建筑结构物使用的时间与安全性能，桩基在建筑工程中是一项比较隐蔽的工程，经常受到水文或者地质情况的影响，因此，结合实际情况分析，采用低应变法和高应变法进行桩基检测，根据检测的结果采取积极的解决措施，从而保证建筑工程施工安全。

1.建筑工程中桩基检测存在的问题研究

当前建筑工程施工中，桩基工程检测工作存在以下几点问题：（1）建筑桩基工程质量检测报告不够规范，呈现的内容不够详细，报告形式不符合国家的要求，因为建筑工程的桩基检测报告会反映出很多与工程实际有关的信息，关系到桩基的质量与建筑的实际安全情况。部分质检人员在编写桩基检测报告时只为了走形式，报告较为简单，数据的准确性无法保证，导致相关质检部门无法根据桩基质检报告的结果，对该工程的桩基检测情况进行科学评估。（2）桩基工程质量检测市场运行机制存在问题，运行系统不够标准，我国近些年来颁布了多个质检测量规范标准，但是依旧有不具备检测能力的企业和单位由于利益的原因，没有根据国家的标准进行桩基检测，导致工程完成桩基步骤后却存在安全隐患。（3）相关质检人员的专业水平和素质比较低，我国地大物博，各个地区之间有着不同的水文与地质情况，建筑工程施工中，桩基工程的技术和工艺较为复杂，因此桩基检测就必须要有较高的检测水平，但是部分质检人员不具备扎实的理论经验基础，也没有足够的桩基检测水平，质检过程中只是敷衍了事，桩基检测的质量无法保证，从而影响工程的实际施工质量[1]。

2.低应变法在桩基检测中的运用分析

2.1低应变法概况分析

低应变法是以应力波在桩身中的传播特征为理论基础的一种方法。该方法假定桩为连续弹性的一维均质杆件，检测时在桩顶竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显的波阻抗差异界面（即桩身存在缺陷时，如断裂、缩径、夹泥、离析或遇桩底土层）或桩身截面积发生变化时，将产生反射和投射，经接收、放大、滤波和数据处理，可识别来自不同部位的反射信息。通过对反射信号进行分析计算，判断桩身混凝土的完整性，判定桩身缺陷的程度及其位置。

但是低应变法在桩基检测中依旧存在几点不足：（1）该方法进行桩基检测，发现的缺陷无法定量分析，质检人员只能根据自己多年的工作经验进行判断，虽然有关部门开发出低应变法模拟分析，但是整套检测技术还不够完善与标准；（2）低应变测试中若桩身存在多个缺陷时，容易对缺陷漏判或误判；（3）使用低应变法进行桩基检测时，桩侧土阻力对应力波的传播会造成较大的影响，阻力加大应力波衰减，甚至产生土阻力后限制可测桩的长度，而且检测的结果也会受到地质情况的变化而变化。

2.2低应变法桩基检测步骤

工程施工中，使用低应变法进行桩基检测的主要步骤如下：（1）首先进行桩头处理，桩头部分要将浮浆凿掉，直到漏出混凝土才可以，而且混凝土表面要干燥平整，不能存在污泥和杂土，最大程度上保证信号接收的稳定性。（2）其次，安装接收传感器器，建议选择黄油和橡皮泥进行安装，将传感器器耦合在桩头上，安装的时候位置离敲击点位稍微远一点，同时不能靠近桩的边缘部分，建议实心桩将接收器安装在距离桩中心的三分之二半径处，空心桩安装在壁厚度的1/2处。（3）最后，利用低应变法进行测试，打开采样仪设备，确认线路接通无误，开始用小锤或力棒进行锤击，实心桩敲击点选择在桩中心，空心桩选择与传感器安装成90度水平夹角位置。收集到的波形信号自动记录储存，如果监测中发现不真实信号的存在，需要额外关注，并且及时排除，做到低应变法在桩基检测中处于真实有效的地位。根据波形情况进行分析，最终确定该施工工程中桩基的质量情况和所属的等级情况[2]。

2.3低应变法在桩基检测中的实例分析

以上海市松江区祥和路一号地块商业用房5#楼为例，采用低应变法对工程桩基情况进行检测，探究桩身结构是否完整，质量是否达标。上海市松江区祥和路一号地块商业用房5#楼，桩型为混凝土预制方桩，截面尺寸为450mm×450mm，混凝土等级为C40，持力层为粉砂层，经过检测后可知I类桩为53根，所占检测桩数的80.30％，II类桩一共有11根，占据所测桩数的16.67％，III类桩有2根，占据所测桩数的3.03％，未发现IV类桩，占所测桩数的0％，根据检测结果可以知道，I类桩的动测波形规则、波列清晰，2L/C时刻前无缺陷反射波，完整桩之间波形特征相似，且经过检测后可知波速处于正常水平。II类桩的动测波形略微有点畸变情况，2L/C时刻前有轻度缺陷反射板，波速处于正常水平。III类桩的动测波形有明显波形畸变情况，2L/C时刻前有明显缺陷反射板，辐频曲线有明显峰～谷状多次起伏。

本工程检测过程中，使用了低应变法进行桩基检测，得知其中有2根III类桩，委托方遂根据检测结果对发现的III类桩进行处理，保证了工程结构安全[3]。

3.高应变法在桩基检测中的运用分析

3.1高应变法概况分析

工程施工中，除了使用低应变法对桩基进行检测，高应变法也是一种常见的检测方法，高应变法是用重锤冲击桩顶，使桩—土产生足够的相对位移，以充分激发桩周土阻力和桩端支承力，通过安装在桩顶以下桩身两侧的力和加速度传感器接收桩的应力波信号，应用应力波理论分析处理力和速度时程曲线，从而判定桩的承载力和评价桩身质量完整性。

实际检测过程中，低应变检测过程中对桩身或存在裂隙的预制桩以及不能明确桩身完整性类别的桩或III类桩，可采用高应变法进行验证检测。

3.2高应变法操作流程

工程施工中，使用高应变法对桩基进行检测，需要使用的步骤与操作如下：

（1）预制桩在沉桩后的休止期不应少于桩周土体强度恢复或基本恢复时间，粘性土应为28d以上，砂质粉土、粉砂宜为14d以上；灌注桩一般不少于28天，且检测前应进行桩帽制作并保证检测时桩帽强度能达到要求；

（2）试验开始前采用DSZ2自动安平水准仪观测试桩桩顶标高。

（3）桩顶应铺设黄砂，黄砂上设置桩垫，桩垫宜采用胶合板、木板或纤维板等材质均匀的材料。

（4）在与桩顶之间距离不宜小于2倍桩径处桩身两侧对称安装两只加速度传感器和两只应变传感器。

（5）设定仪器采样参数并进行锤击采样，试验完毕后，用DSZ2自动安平水准仪再次观测试桩桩顶标高，计算贯入度，做好现场检测记录。

3.3高应变法在桩基检测中的实例分析

高应变法的实际应用中，承载力可以采用实测曲线拟合法进行分析，实测曲线拟合法是采用迭代计算方法，进行计算曲线与实测曲线的拟合计算。它将实测曲线的力曲线作为桩顶边界条件，并对输入的土参数作一个合理的假定，然后输入桩顶速度来分析桩，得到计算的桩顶力曲线，最初实测的与计算的力曲线不相吻合，通过改变土的输入参数来不断改进两条曲线的吻合程度，直到合理为止。这样就可认为最后输入的土参数正确地模拟了打桩时实际的土质特性，可提供准确的分析结果。实测曲线拟合法较为成熟，可以测量出基桩的承载能力，无论是稳定性还是准确性都比较高，在高应变法中将会得到广泛的应用。

近日，广东省建设工程质量安全监督检测总站主办的广东省基桩高应变检测能力验证在佛山市顺德区举行，全省103家具有建设行业桩基高应变资质的建设工程质量检测机构、逾400位专业检测技术人员参加了本次活动，会议中主要分为两个部分，第一部分是高应变技术研讨会，第二部分是高应变现场检测活动，并说明高应变检测技术作为承载力检测，局部替代静载试验从方法的先进性、工程质量的总体把控，还有节约社会资源方面来说都非常值得推广。

总结

总而言之，在经济全球化的时代背景下，建筑施工企业想要在国际竞争中占据优势地位，不仅要提高施工效率，更要从施工的质量角度出发，尤其是在桩基检测这项隐性工作中，无论是采用低应变法还是采用高应变法，都需要根据实际的影响情况进行分析，检测基桩的完整情况，对基桩进行抽样检测，在先进的仪器设备和计算机技术帮助下，保证基桩检测结果的真实性，从而提高工程的安全性，为工程验收工作提供可靠的数据参考。

参考文献

[1]曾理彬，廖小根，章柱勇，夏商明，刘卫东，石长江.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].江西建材，2017（19）：273-274.

[2]陈榕.低应变法在桥梁桩基检测技术中的应用[J].景德镇学院学报，2015，30（06）：1-4.

[3]叶汉艺.浅析低应变法在桩基质量检测中的应用[J].广东建材，2008（05）：121-122.