【摘要】樁基作為建筑機構的一種基礎形式，有著很多優(yōu)點，隨著我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，城市中的高層建筑及地下工程、高速、高鐵及其他工程設施的不斷興建，樁基礎應用日益廣泛。但由于樁基礎屬于隱蔽工程，而且其造價較高，所以施工質(zhì)量監(jiān)控及檢測就成為保證工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。而樁基檢測應用比較廣泛的方法是靜載荷試驗與動測法試樁。
隨著我國城市化進程的加快，建筑事業(yè)得到了快速發(fā)展，樁基作為重要的基礎形式，得到了廣泛應用。樁基工程施工隱蔽性高，一旦發(fā)生質(zhì)量問題，很難進行檢測，且非常難以處理，影響樁基工程施工質(zhì)量的因素很多，如基礎與結(jié)構設計、巖土工程條件、工程技術人員施工水平、樁土體系的相互作用等?？梢?，加強樁基施工質(zhì)量的檢測，是確保整個樁基工程順利驗收的關鍵，樁基施工質(zhì)量不達標，必然會對樁基工程的質(zhì)量與安全使用造成重大影響。然而由于樁基施工質(zhì)量影響因素眾多，因此，如何快速有效檢測工程樁的施工質(zhì)量，一直是困然土木工程界的一大難題，為此世界各國很多研究人員都致力于尋找解決這個問題的方法。本文介紹了一種比較有效的工程樁施工質(zhì)量檢測方法即低應變法樁基檢測方法。
一、低應變法樁基檢測簡介
低應變法檢測樁基時，操作簡便、快捷，并能較好地反映樁基質(zhì)量，因此得到了廣泛的應用。樁基采用低應變法進行質(zhì)量檢測時，應預先在樁頂設置傳感器，然后用小錘敲擊樁頂，使樁產(chǎn)生應力波信號，進而傳遞到傳感器中，這樣就可以根據(jù)應力波理論研究樁土體系的動態(tài)響應，通過反演分析得到樁基的頻率信號和速度信號，最終獲得關于樁基質(zhì)量的分析結(jié)果。下圖即顯示了低應變法的檢測示意圖。
應力放射波法假設樁基為一維截面的勻質(zhì)桿件，具有連續(xù)彈性，其沿樁身傳播的應力波不受周圍土體的影響，它以應力波在樁身中的傳播反射特征作為研究對象，從而尋找樁基質(zhì)量問題。檢測時，先用小錘敲擊樁頂，施加一個瞬態(tài)振動，從而在樁內(nèi)激發(fā)應力波，大部分應力波將在樁內(nèi)傳播，這是因為周圍土體與樁體對應力波的抗阻性能相差太大，當波長L>>樁徑D，應力波波長λ>>D時，可以將樁看做一維桿件，從而可以運用一維桿波動方程計算應力波在樁內(nèi)的傳播。當樁身存在缺陷時，缺陷部位就會形成波阻抗差異界面，垂直入射的應力波傳遞到缺陷部位時，就會產(chǎn)生透射波和反射波，其中透射波將會繼續(xù)向下傳播，而反射波又會沿著樁身回傳到樁頂，這樣就可以根據(jù)樁頂?shù)膫鞲衅鹘邮盏降姆瓷洳ǖ恼穹?、相位、頻率等特征，同時結(jié)合施工記錄、地層資料等，準確判斷樁的性質(zhì)。
二、低應變法的檢測步驟
（1）前期準備工作
①進場前應預先搜集工程的成樁工藝、樁的直徑、樁的長度、成樁時間、樁的強度等信息。
②進場后，不要急于測試樁基質(zhì)量，而應該充分了解樁的施工質(zhì)量，觀察、敲擊樁頭，檢查樁頭是否干燥、緊固、含有泥漿等。
③確定樁頭達到設計標高后，將其清理干凈，確保樁頭平整無破順，此外，為方便傳感器的安裝，需要用砂輪打磨出3～4個直徑8～10cm的光面。
（2）采集野外數(shù)據(jù)
①低應變法實際上就是利用反射波來檢測樁的質(zhì)量，而反射波法效果的好壞與振源有很大關系，也就是說，不同的錘擊方式會形成不同的振源，從而造成差異巨大的曲線。通常情況下，要想獲得樁底反射信號，大錘適合于大樁，小錘適合于小樁，而長度較大的樁則適合于脈沖寬的擊振源。進行現(xiàn)場檢測時，應該具體情況具體分析，采取相應的擊振方式，對于疑點較多的樁，可以更換傳感器的位置進行對比分析，也可以使用多種擊振方式綜合分析，從而得出正確的結(jié)論。
②作為接受樁身反射信號的關鍵設備，傳感器性能的好壞對波形的采集質(zhì)量有著決定性作用，因此，選用合適類型的傳感器就顯得尤為重要，一般而言，選用輕型傳感器和電纜，有利于跟蹤響應，此外，傳感器的安裝也很重要，務必使樁體與傳感器緊密接觸，不要用手按傳感器，使用黃油可以有效提高傳感器的安裝質(zhì)量。力棒容易產(chǎn)生二次沖擊從而引起信號失真，為此，使用力棒敲擊樁頂時，不能損壞樁頂，最好對現(xiàn)場擊錘人員展開相應培訓，從而掌握敲擊質(zhì)量。
?、圻x擇信號。前幾根樁的檢測可以為整個樁身的檢測提供一個大體印象，便于預測后面樁體的檢測質(zhì)量，從而提高檢測效率。樁身質(zhì)量不理想時，可以就地重復檢測，記錄兩次以上的檢測結(jié)果，進行對比分析。
（3）數(shù)據(jù)的分析處理
應力反射波法具有很多優(yōu)點，如費用小、方便快捷、測點廣等，成為當前使用的較為有效的樁基質(zhì)量檢測方法，但是自身也存在一些缺陷，其應用也受到了一定程度的限制?，F(xiàn)就影響鉆孔、挖孔樁缺陷的因素進行分析。
?、偻暾麡?。完整樁無波阻抗變化界面，只有當波傳到樁底時才產(chǎn)生反射。完整樁中時域波形的規(guī)律衰減，有一次或幾次明顯的樁底反射信號，反射信號相位與入射波相位相同，時間間隔相等。
②樁縮頸?？s頸類樁主要缺陷有縮頸、離析、夾泥等。當縮頸樁的縮頸處截面積變小時，即存在波阻抗變化界面，這時在時域波形圖中能見到明顯的縮頸反射和樁底反射信號，在縮頸處有時還會出現(xiàn)幾次反射信號（無底反射），其時間間隔基本相等，而反射信號相位與入射波相位相同；離析樁類樁在樁身離析處也存在波阻抗變化界面。在時域波形圖中，有明顯的離析反射特征，其波幅陡降，波頻也有所降低。離析處的反射波波形不規(guī)則，相位與入射波相同，但一般情況下反射不明顯；夾泥類樁在樁基的夾泥處有波阻抗變化界面，在時域波形圖中，不僅反射波相位與入射波相位相同，而且反射波還會出現(xiàn)等時間的同向反射，波幅會出現(xiàn)畸變。
?、蹣栋l(fā)生斷裂時的反射。在斷裂處，樁身混凝土不連續(xù)，波阻抗變小，在時域波形圖中出現(xiàn)一次或幾次明顯的反射信號，其時間間隔相等，與完整的短樁相當，其波形曲線的波峰較為明顯，而柱底信號卻不明顯，可以根據(jù)樁的平均波速求得具體的斷樁位置。
④擴頸引起的反射。在時域波形圖中，擴頸樁有波阻抗變化界面，在擴頸處反射波相位與入射波相位相反，波頻不變。
三、低應變法的缺陷
低應變法在其使用過程中仍然存在一些問題，這也影響了其進一步的推廣應用。
?。?）低應變法依賴于靜動對比系數(shù)，為此需要根據(jù)不同的樁型條件和不同的地質(zhì)條件建立靜動對比系數(shù)數(shù)據(jù)庫，工作量巨大。
?。?）難以定量分析。目前低應變法只能依靠工作人員的經(jīng)驗進行判斷，為此，研究人員一直致力于開發(fā)低應變波形的擬合分析方法，目前取得了一些進展，但是仍然需要進一步的開發(fā)研究。
?。?）實際測量過程中，應力波的傳播會受到樁側(cè)土阻力尤其是動土阻力的影響，具體如下：
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?、趹Σㄋp速度大大增加；
③土阻力波的出現(xiàn)，限制了樁可以測量的長度。一般樁基直徑不超過1.8m，可測樁長度為6-60cm時測量效果較好。
四、結(jié)語
低應變法比較適合于樁基的檢測，但是需要意識到的是各種樁基檢測方法都存在一些缺陷，為此，我們?nèi)匀恍枰粩嗯?，不斷提高樁基質(zhì)量檢測的準確性。
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