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【摘 要】 本文通过对低应变反射法的检测方法进行分析，分别从低应变反射法的原理、检测的步骤以及如何加强低应变检测技术在桩基检测中的应用进行了分析从而更好的促进了桩身完整性的改善和提高，而且同时对类似工程将有一定的借鉴作用。
【关键词】 低应变检测技术；桩基检测；处理措施
低应变反射波法作为低应变动力检测的主要方法，经过多年的研究和应用，得到了工程界的广泛认可，对于保障桩基工程质量起到了积极的作用。低应变反射波法可适用于检测桩身混凝土的完整性，判定桩身缺陷的程度、推断缺陷类型及其在桩身中的位置。多年来，随着工程的需要和技术的进步，桩基的使用日益增多，新的桩型和施工工艺也在不断涌现。桩基是埋入地下的隐蔽工程，其质量较难控制。在施工过程中，受成桩工艺、施工水平、地质条件等因素影响，桩身容易存在一些缺陷或质量隐患，如扩径、夹泥、离析、断裂等质量问题。而一旦存在缺陷，将直接影响桩身上部荷载的向下传递，会在缺陷部位产生应力集中现象，严重影响桩基的抗压抗剪性能，对桩身质量和结构安全造成破坏，影响桩基安全使用和工程安全。本文结合工程中大量实例以及遇到的一些问题，针对桩基缺陷特点，对桩基缺陷采取相应的处理措施，并对处理后的效果进行分析和探讨。
一、桩基低应变检测波形分析的原理
基桩低应变动力检测是以电子检测技术和结构动力学分析为基础的一种检测桩身完整性的方法。其中反射波动测技术日渐被广泛应用。该方法的基本原理是用力锤敲击桩顶，给桩一定的能量，使桩中产生应力波，应力波在传播过程中遇到弹性介质突然变化的界面时（如基桩的桩底、桩身的夹泥层、断裂、严重扩径和缩径等），将会产生反射和透射，根据波反射时间和桩体中的波速就可以估算桩长和缺陷的位置。然而波动方程是一个三维方程，但考虑到基桩的长度远远大于桩的直径时，可把桩看成具有侧限约束的杆系结构，而适用一维波动方程。混凝土是非匀质材料，粗细骨料、水泥浆、气孔、微裂缝的应力波速有很大的差别。应力波在混凝土桩中传播速度不是恒定不变的，随混凝土的密实度，骨料级配，强度和缺陷的变化而变化，尤其是灌注桩。因此，即使精确测得回波的时间，也不可能精确算出应力波反射的位置，桩的动测是比较粗糙的估计，测试结果只能是一个区间。但即使如此，低应变动力检测，包括反射波法，对于判断工程的质量，及时有效的发现工程隐患，是有很大意义的，因此如何更好的掌握低应变动力检测技术尤为重要。
二、低应变法桩基检测步骤
在进行低应变法桩基检测时，有以下步骤：①处理樁头，桩头的浮浆要先凿掉，使坚硬的混凝土露出来，保持桩头表面基本平整干净且干燥。桩头表面的浮浆、杂土、淤水都会影响波形信号，因此，桩头的处理较为关键，一定要将表面的浮浆、杂土、淤水都清除彻底。②传感器的安装。传感器粘固在桩头上，一般用橡皮泥、凡士林或者黄油作为耦合剂，我公司在基桩低应变检测时基本采用黄油粘牢。安装时应将传感器避开钢筋笼的主筋，传感器安装点及其附近不得有缺损或裂缝。③最后一步是进行测试。首先在保证各线路连接无误的情况下，打开主机，做好信号接收前的准备工作；其次进行锤击，尽量在靠近桩顶中心的位置锤击，避免偏振；再次是存盘，把接收到的波形信号存盘，并注意排除不真实信号，去伪存真；最后进行分析，根据所采波形判定桩身完整性类别。
三、低应变反射波法检测方法及技术应用
（一）低应变反射波方法
低应变反射波法在建筑工程桩基检测中的应用依托的理论基础是一维弹性杆件波动理论，对于满足D的一维杆件，根据选用材料性状选择桩材密度和弹性模量等参数，按照弹性理论建立波动方程分析应力波的传播规律。低应变反射波法检测桩基完整性结果受传感器布置位置和选择激振点方法影响很大，选择测试点是该方法的重点，不合理的位置严重威胁测试效率和检测结果的精确程度，工程中常用的检测点布置法主要有3种，见图1。
图1 低应变反射波法完整检测桩基测点布置方法
（二）低应变反射波法现场实测技术要点
1.桩头处理技术。对于桩基础现场实测信号工作而言，检测成功的最开始要注意的是处理好桩头，包括浮浆层的清理、表面外露混凝土的处理、检测点位置整平和清理等工作，只有保证了桩头的清洁，不破损、无杂物且干燥，才能确保检测结果的真实稳定可靠。部分工程中对于桩头处理重视程度不够，而是直接测试素混凝土表面，这种情况下不管传感器类型如何、传感器安装工艺如何、测试信号多强都不能贴合实际的得到桩基受损情况。另外，在浅层部位所得到的检测结果受到环境影响非常大，加上桩基反向脉冲的影响，得到的检测结果往往都是失真的。
（三）浅部接桩
浅部缺陷的处理，一般进行浅部开挖，找到缺陷部位后进行局部剔凿。剔凿量比较少时，只要把缺陷部分清除干净，露出正常混凝土面，在上面刷一层高标号水泥砂浆，进行修补即可。剔凿量较大时，就需要进行接桩处理，把缺陷部位以上的桩身截除，重新焊接钢筋笼后浇筑混凝土。处理时一定要注意新旧混凝土结合面的质量，不能形成新的缺陷。
（四）选择激振点和激振方法技术
现场实测信号采集时所能达到的信号强度很大程度上影响着采集信号的质量，实心桩检测的时候要求激振点布置在桩中心处，空心桩检测的时候要求锤击位置集中在传感器安装的位置水平面上。大型的和较长的桩基检测通常使用大铁球或者是力棒制造激振，凭借其较大的重量、宽范围的脉冲、较低的频率以及较小的衰减值，在桩基底部检测和深度缺陷检测操作项目中实测效果较为适宜，对于浅层缺陷以及微小的缺陷因干涉太大容易产生误判而不适宜。对于信号初探较浅的缺陷使用钢筋或者小钉锤激振较为适宜，其特点为能量较小、频率较高且在较窄的脉冲空间。
（五）桩身混凝土强度与波速
虽然混凝土的弹性波速与其强度是正相关的，但并不是简单的线性对应关系，影响波速的因素有骨料的品种、混凝土的配比、入射波频率和桩周土的影响、桩身是否存在缺陷等。因此，利用反射波法推定桩身混凝土强度是不科学的，但通过对同一工地甚至是同一桩基进行大量的比对分析，就能获得有规律的资料，可根据波速对桩身强度做出定性判断。当实测波速明显比同一工地桩基平均波速偏低或偏高，应引起检测人员的高度重视，因为这很可能显示桩身混凝土强度不足、桩长不够或者桩身下部存在严重缺陷。例如某桥梁工程，桩身强度等级为C25，该工地桩基平均的正常波速为3800m/s-4000m/s左右，但检测发现有两根桩波速明显偏低，只有3300m/s左右，怀疑桩身混凝土强度不足，后来通过抽芯取样进行抗压强度试验，结果证明两根桩混凝土强度不合格。
四、结束语
低应变法桩基检测结果分析低应变桩基检测方法的优点为：设备方便携带、方便操作，检测速度快、费用低，结果比较可靠且不用在桩基施工前就开始作准备等。但是，低应变法检测桩基也有它的限制性，此法不宜用来检测桩长过大的桩。本文通过结合低应变检测原理，我们可以加大检测量从而强化桩基施工质量，并使其进一步得到保证，为工程建设作出更大的贡献。
参考文献：
[1]雒颐萍.低应变反射波法在公路桥梁桩基检测中的应用[A].科技部.2014年全国科技工作会议论文集[C].科技部：2014：1.
[2]彭斌，马浩，李小丹.低应变法在管桩检测中的工程应用与不足[J].四川建材，2014，03.
[3]周万重.低应变检测技术在桩基检测中的应用探讨[J].江西建材，2013，05.
【关键词】 低应变检测技术；桩基检测；处理措施
低应变反射波法作为低应变动力检测的主要方法，经过多年的研究和应用，得到了工程界的广泛认可，对于保障桩基工程质量起到了积极的作用。低应变反射波法可适用于检测桩身混凝土的完整性，判定桩身缺陷的程度、推断缺陷类型及其在桩身中的位置。多年来，随着工程的需要和技术的进步，桩基的使用日益增多，新的桩型和施工工艺也在不断涌现。桩基是埋入地下的隐蔽工程，其质量较难控制。在施工过程中，受成桩工艺、施工水平、地质条件等因素影响，桩身容易存在一些缺陷或质量隐患，如扩径、夹泥、离析、断裂等质量问题。而一旦存在缺陷，将直接影响桩身上部荷载的向下传递，会在缺陷部位产生应力集中现象，严重影响桩基的抗压抗剪性能，对桩身质量和结构安全造成破坏，影响桩基安全使用和工程安全。本文结合工程中大量实例以及遇到的一些问题，针对桩基缺陷特点，对桩基缺陷采取相应的处理措施，并对处理后的效果进行分析和探讨。
一、桩基低应变检测波形分析的原理
基桩低应变动力检测是以电子检测技术和结构动力学分析为基础的一种检测桩身完整性的方法。其中反射波动测技术日渐被广泛应用。该方法的基本原理是用力锤敲击桩顶，给桩一定的能量，使桩中产生应力波，应力波在传播过程中遇到弹性介质突然变化的界面时（如基桩的桩底、桩身的夹泥层、断裂、严重扩径和缩径等），将会产生反射和透射，根据波反射时间和桩体中的波速就可以估算桩长和缺陷的位置。然而波动方程是一个三维方程，但考虑到基桩的长度远远大于桩的直径时，可把桩看成具有侧限约束的杆系结构，而适用一维波动方程。混凝土是非匀质材料，粗细骨料、水泥浆、气孔、微裂缝的应力波速有很大的差别。应力波在混凝土桩中传播速度不是恒定不变的，随混凝土的密实度，骨料级配，强度和缺陷的变化而变化，尤其是灌注桩。因此，即使精确测得回波的时间，也不可能精确算出应力波反射的位置，桩的动测是比较粗糙的估计，测试结果只能是一个区间。但即使如此，低应变动力检测，包括反射波法，对于判断工程的质量，及时有效的发现工程隐患，是有很大意义的，因此如何更好的掌握低应变动力检测技术尤为重要。
二、低应变法桩基检测步骤
在进行低应变法桩基检测时，有以下步骤：①处理樁头，桩头的浮浆要先凿掉，使坚硬的混凝土露出来，保持桩头表面基本平整干净且干燥。桩头表面的浮浆、杂土、淤水都会影响波形信号，因此，桩头的处理较为关键，一定要将表面的浮浆、杂土、淤水都清除彻底。②传感器的安装。传感器粘固在桩头上，一般用橡皮泥、凡士林或者黄油作为耦合剂，我公司在基桩低应变检测时基本采用黄油粘牢。安装时应将传感器避开钢筋笼的主筋，传感器安装点及其附近不得有缺损或裂缝。③最后一步是进行测试。首先在保证各线路连接无误的情况下，打开主机，做好信号接收前的准备工作；其次进行锤击，尽量在靠近桩顶中心的位置锤击，避免偏振；再次是存盘，把接收到的波形信号存盘，并注意排除不真实信号，去伪存真；最后进行分析，根据所采波形判定桩身完整性类别。
三、低应变反射波法检测方法及技术应用
（一）低应变反射波方法
低应变反射波法在建筑工程桩基检测中的应用依托的理论基础是一维弹性杆件波动理论，对于满足D的一维杆件，根据选用材料性状选择桩材密度和弹性模量等参数，按照弹性理论建立波动方程分析应力波的传播规律。低应变反射波法检测桩基完整性结果受传感器布置位置和选择激振点方法影响很大，选择测试点是该方法的重点，不合理的位置严重威胁测试效率和检测结果的精确程度，工程中常用的检测点布置法主要有3种，见图1。
图1 低应变反射波法完整检测桩基测点布置方法
（二）低应变反射波法现场实测技术要点
1.桩头处理技术。对于桩基础现场实测信号工作而言，检测成功的最开始要注意的是处理好桩头，包括浮浆层的清理、表面外露混凝土的处理、检测点位置整平和清理等工作，只有保证了桩头的清洁，不破损、无杂物且干燥，才能确保检测结果的真实稳定可靠。部分工程中对于桩头处理重视程度不够，而是直接测试素混凝土表面，这种情况下不管传感器类型如何、传感器安装工艺如何、测试信号多强都不能贴合实际的得到桩基受损情况。另外，在浅层部位所得到的检测结果受到环境影响非常大，加上桩基反向脉冲的影响，得到的检测结果往往都是失真的。
（三）浅部接桩
浅部缺陷的处理，一般进行浅部开挖，找到缺陷部位后进行局部剔凿。剔凿量比较少时，只要把缺陷部分清除干净，露出正常混凝土面，在上面刷一层高标号水泥砂浆，进行修补即可。剔凿量较大时，就需要进行接桩处理，把缺陷部位以上的桩身截除，重新焊接钢筋笼后浇筑混凝土。处理时一定要注意新旧混凝土结合面的质量，不能形成新的缺陷。
（四）选择激振点和激振方法技术
现场实测信号采集时所能达到的信号强度很大程度上影响着采集信号的质量，实心桩检测的时候要求激振点布置在桩中心处，空心桩检测的时候要求锤击位置集中在传感器安装的位置水平面上。大型的和较长的桩基检测通常使用大铁球或者是力棒制造激振，凭借其较大的重量、宽范围的脉冲、较低的频率以及较小的衰减值，在桩基底部检测和深度缺陷检测操作项目中实测效果较为适宜，对于浅层缺陷以及微小的缺陷因干涉太大容易产生误判而不适宜。对于信号初探较浅的缺陷使用钢筋或者小钉锤激振较为适宜，其特点为能量较小、频率较高且在较窄的脉冲空间。
（五）桩身混凝土强度与波速
虽然混凝土的弹性波速与其强度是正相关的，但并不是简单的线性对应关系，影响波速的因素有骨料的品种、混凝土的配比、入射波频率和桩周土的影响、桩身是否存在缺陷等。因此，利用反射波法推定桩身混凝土强度是不科学的，但通过对同一工地甚至是同一桩基进行大量的比对分析，就能获得有规律的资料，可根据波速对桩身强度做出定性判断。当实测波速明显比同一工地桩基平均波速偏低或偏高，应引起检测人员的高度重视，因为这很可能显示桩身混凝土强度不足、桩长不够或者桩身下部存在严重缺陷。例如某桥梁工程，桩身强度等级为C25，该工地桩基平均的正常波速为3800m/s-4000m/s左右，但检测发现有两根桩波速明显偏低，只有3300m/s左右，怀疑桩身混凝土强度不足，后来通过抽芯取样进行抗压强度试验，结果证明两根桩混凝土强度不合格。
四、结束语
低应变法桩基检测结果分析低应变桩基检测方法的优点为：设备方便携带、方便操作，检测速度快、费用低，结果比较可靠且不用在桩基施工前就开始作准备等。但是，低应变法检测桩基也有它的限制性，此法不宜用来检测桩长过大的桩。本文通过结合低应变检测原理，我们可以加大检测量从而强化桩基施工质量，并使其进一步得到保证，为工程建设作出更大的贡献。
参考文献：
[1]雒颐萍.低应变反射波法在公路桥梁桩基检测中的应用[A].科技部.2014年全国科技工作会议论文集[C].科技部：2014：1.
[2]彭斌，马浩，李小丹.低应变法在管桩检测中的工程应用与不足[J].四川建材，2014，03.
[3]周万重.低应变检测技术在桩基检测中的应用探讨[J].江西建材，2013，05.