建筑地基基础检测中低应变法的应用探析

建筑地基基础检测中低应变法的应用探析

蔡晟

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摘要：地基基础检测主要包括地基承受力、变形指数、土质状态等几个方面，岩土施工前期，相关人员要做好建筑现场的详细勘测工作，与物理力学试验进行分析验证，对实际地质情况做出准确评价。随着建筑工程施工不断发展，地基基础检测方式也备受关注，低应变法应运而生，对地基基础检测起到了促进作用，推动了建筑行业的发展进步。基于此，对建筑地基基础检测中低应变法的应用进行研究，以供参考。

关键词：地基基础；低应变法；检测

引言

在我国桩基质量检测方法有多种，其中低应变反射波法由于其基本原理简单、快速无损、资料判读直观、准确度较高而在桩基检测中占据主流地位。但是如果操作者不能认真对待检测过程中的每一步骤，都可能造成误判、漏判，以至造成工程隐患。这就对基桩检测人员提出了较高的要求，要求检测人员不仅要有丰富的理论知识，还需具备丰富的实践经验。

1低应变反射波法检测基本原理

运用低应变法可以很好地对桩体进行低能量锤击或电脉冲在桩顶进行振动，对桩顶部的振动速值进行测量，与波动理论进行结合来分析桩身完整性的一种检测方法，在一维波动理论上把桩体当作是弹性连续杆，从顶部垂直激振产生弹性振动波。假如桩身自身出现差异，如柱身缺陷、断裂等，反射波持续扩大将会从桩体传输到设备上，再经过有效的数据调整后就会获得准确的反射信息，依次判断桩身出现缺陷的具体位置，另外，桩身缺陷部位以一种过渡性变化展现，无剧烈的变异界面，那桩体的具体缺陷位置就很难从测试曲线看出，检测结果将不准确。如地基岩石与桩基贴合过于紧密或桩基嵌入过于深，被测桩的检测数据将会很难成立。桩身与周围岩石的波阻抗差异范围小，导致其在反射波曲线上无法辨别出桩底的反射波形；假如桩周围岩石和土层阻力过大，又容易将桩身缺陷反射波力进行减弱或对消。在实施低应变法前，事先对工程桩体进行全面的检测，之后进行荷载力的测试，如底面至室外垂直距离较大，只能等基坑开挖后才能对桩身进行完整性检测，通过专业的检测单位对桩身进行完整性抽样检测，并对桩身的具体情况进行判断，对桩体的检测数量不得低于总桩体的30%，如对这部分桩体进行抽检时出现品质问题，或是部分地质桩体出现异常，为了对桩体进行全面性的了解，必须增加桩体的检测数量。以桩身的完整性分类表对桩身完整性的类别测试实验进行判断。

2建筑地基基础检测中低应变法的应用

2.1做好前期准备工作

有关人员在试验初期应做好相应的准备,包括以下三点:(1)试验人员应将试管头调整至标高,以确保在试验过程中,混凝土的强度可以根据设计要求进行有效的检验,确保其大于15MPa。(2)在检测过程中,机架的所有上表面应处于清洁状态,如果机架顶部存在不均匀状态或杂质,将导致检测质量差。因此,在试验前,必须清洗所有堆放顶面,以确保混凝土表面本身处于裸露状态,提高试验质量,防止出现妨碍检测的问题。如果在桩顶部发现一定的钢筋冲击,应首先切断钢筋,并确保桩顶和桩轴处于相对垂直的状态。进行低变形监测时,确保桩头上的法兰盘与桩身混凝土连接。如果它们没有连接,则必须对它们进行处理,并且桩头必须保持清洁。(3)低压检测方法具有安全性、可靠性和真实性,是低压检测方法的重中之重。为此,现场管理者应在测试前向控制者提供项目计划。该方法旨在提高后续测试的整体检测质量,减少低电压方法因数据状态不正确而产生的极端负面影响,并有效提高后续测试的质量。还应要求提供施工报告,勘测报告和混凝土结构强度报告,以便对桩的完整性和科学性达成总体判断。

2.2现场检测

采用低应变法对D型桩进行桩身完整性检测，由于抗滑桩截面尺寸较大，依据JGJ106－2014《建筑基桩检测技术规范》规定，桩心对称布置4个安装传感器的检测点，激振点在桩中心位置，检测点在距离桩中心2/3半径位置。根据该工程桩的特点，现场检测选锤时，根据低频脉冲有利于检测桩深部缺陷，高频脉冲有利于检测浅部缺陷的特点，选择激发能量大的力棒敲击桩头，同时选择力锤敲击进行测试对比。第一次采用力棒进行敲击，现场测试的桩顶速度响应时程曲线，波形曲线产生了高频干扰信号，无法对桩身完整性进行有效分析。在以手锤敲击的低应变测试中，常出现一种与测量系统频率特性无关的高频干扰，在桩径大而脉冲窄时尤其严重，且其幅值随时间衰减较为缓慢，它对缺陷反射包括桩底反射都有较强的掩盖作用。虽然可以通过模拟或数字滤波将桩顶接收到的高频干扰波滤除，但大直径桩在窄脉冲激励时由于尺寸效应引起的平截面假设的失效，从而背离一维理论所引起的误差却是在桩身中固有的。所以，在测大直径桩时，应适当采用软垫拓宽脉冲，也即机械滤波。第二次采用重锤且使用锤垫进行敲击，现场测试的桩顶速度响应时程曲线，实测信号曲线桩底反射明显，波形光滑，不含毛刺、振荡波和干扰波，且包含了扩颈反射波，波形最终回归基线，表明测试效果较好。

2.3低应变法检测中所所使用的检测设备

(1)动力锤(动力架)材质:铁(钢),铝,尼龙,橡胶。由于材料的不同,激发后在桩体上产生的振动频率以及桩体内的力传递波也不同。所生产的频率,上述材料分布在从高到低的频率;电力波的波长从短到长不等,因此在实际工程试验中应合理选择。(2)传感器,目前使用的传感器有两种,即加速度传感器。传感器频带越宽越好,加速度传感器频带应大于等于2000Hz,灵敏度100mV/g;速度传感器的频率范围为10~1000Hz,灵敏度为300mw/(见下文)。(3)放大器的选择,在选择放大器的过程中需要注意它的成本,不能选择太大的噪声,频带太宽,不同的传感器必须选择不同的放大器。例如,速度传感器应选择作为电压放大器,而加速度传感器应选择充电放大器,因此应根据不同的要求选择不同的传感器。(4)多通道信号采集分析仪,对于多通道信号采集分析仪,选择要求不能过高,价格和性能也应稳定,重量不能过大,信号分析功能和信号计算功能不应低于市场上相应仪器的标准。在取样过程中必须有相应的时间间隔,取样通道的长度不能高于相应的取样点,相位偏差和实时显示和分析必须有。

2.4数据完整性

进行低应变检测时呈现的状态为曲线形态时，如其中一个环节数据失准将会导致部分数据缺乏的现象，无法得到全面的数据，直接导致计算的精准性降低。要保证反射波的数据完整以外，对地基基础施工的实际地质条件也要确保完整，因为地质要求和地基基础形态有着直接关系，可以借此对地基基础形态的类别进行分析，与反射波得出的数据进行结合才能进一步保障检测结果的精准性。另外，在低应变检测时必须时刻关注设备是否在工作状态，一旦设备有放松状态将会直接导致设备运转工作终止，得出的检测数据将会不完整，包括要对检测中出现的外力干扰进行剔除，避免干扰检测数据准确性。

结束语

在现代建筑地基试验中,低压法是一种非常常见的控制方法,对建筑工程质量的发展有着非常重要的影响。在随后的建筑物检验工作中,基础控制是首要任务,必须提高整体控制质量和控制效果,才能真正满足当前建筑工程发展的实际需要,并有效地将该技术渗透到建筑物基础的各种控制工艺中,从源头上消除现有建筑物基础可能存在的问题,提高基础的整体控制效果。

参考文献

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