建筑桩基检测中低应变反射法的应用分析

吴玉梅

江西天域工程检测技术有限公司 341000

当前，在建筑工程施工过程中，经常会遇到软土地基，故为了确保桩基础施工的质量，提升桩基的承载力，需要对复杂地质进行处理，以确保工程施工顺利开展和人员安全。而在建筑复杂地质处理时，首先要从桩基础检测着手，通过对地基基础质量检测，及时发现问题及采取有效的处理措施，以消除施工过程中存在的安全隐患，确保建筑施工质量。本文从建筑检测角度出发，着重探讨了建筑桩基检测中低应变反射法的应用。

1 低应变反射法概述

近年来，低应变反射法由于操作方便、检测结果可靠、费用低等优点，从而在建筑工程检测工作中得到了广泛的应用，其常用于建筑工程桩身完整性检测。反射波法作为建筑桩身质量检测中常用方法，是根据相应的试验结果来确定桩位，提升检测结果的准确性，且能够有效解决静载试验中抽样率不高问题；另外，在静载试验中，它可以加大不合格桩的检测面，为桩基处理人员提供依据。可见，低应变反射法在建筑工程桩基础检测具有众多的优势。

低应变反射波法在桩基检测中的应用，是通过采用一维线弹性杆件模型，采用手锤在桩顶进行敲击，进而产生一些振动，并沿桩身以波的形式向下传播，当应力波通过有质量问题的部位时，包括混凝土离析、夹异物、缩颈等，就会使得质量变化界面的桩阻抗Z发生变化，其中，Z=ρAC。

其中，ρ为桩的材料密度；A为截面积；C为纵波波速。这时，有些应力波就发生了反射，并传至桩顶，而另一些应力波则传至桩端，且出现反射。与些同时，还可以采用桩顶的加速度计进行反射波信号的接收，并采用测桩仪来放大信号，最后得到加速度的时程曲线。最后，我们可以结合曲线的形态来确定阻抗变化位置，实现缺陷的位置判定和桩长校核。

根据一维理论要求，桩的长径比与横向尺寸之比不能小于5，桩身截面应满足这一理论要求。应力波在桩身传播时，其平面截面假设成立，而对于H型钢桩、薄壁钢管等异形桩，并不适用低应变反射波法。

2 低应变反射法桩基检测中应注意问题

根据笔者的工作实践，低应变法在桩基完整性检测过程中，应注意以下几个方面的问题：1)在桩基缺陷定量分析时，低应变法需要根据具体位置进行判定。2)在桩基检测时，应先获取地质条件下的静动对比系数，以降低检测难度。3)考虑到桩侧阻力直接影响到应力波能量，且会导致波形衰减，这样不利于桩体长度测量。因此，应确保检测桩长不大于50m，桩径不大于1.8m，如果超过这些限值，将会大大降低桩底反射信号，进而导致出现误判。4)若桩基周边地质复杂，低应变法就会降低桩基质量检测的准确度，反射波就会引起土体阻抗发生变化，进而引起反射而产生误判。5)在采用嵌岩桩时，如果桩身混凝土阻抗接近于桩底岩质，当反射波传至桩底时，如果仍向下传播，并衰减为零，或者未出现反射波形，即难以判定桩基质量。

3 低应变反射法在桩基检测中的应用

3.1 工程概况

某综合商业建筑，建筑面积为152530.0m2，地上4层，为框剪结构，地基采用钻孔灌注桩施工。工程桩684根，检测桩467根，设计桩长14-33m，呈矩形布置。单桩承载力特征值为5000kN，桩截面尺寸1200mm，桩身砼设计强度等级C35。本工程地层自上而下分布如下：杂填土，中粗砂，中细砂，粉质粘土，粉土等。

3.2 检测方法及仪器

在本工程采用桩身结构完整性检测时，通过低应变反射法的应用，在桩顶上安装高灵敏度传感器，再采用手锤进行敲击，产生一些压缩波，然后采用检测仪来接收桩身缺陷处的反射波，在屏幕上显示。通过在不同处重复进行桩测试，并将获取数据中的3个数据进行不同位置的桩身缺陷分析。同时，还可以利用计算机对这些数据进行分析，并计算出不同桩的完整性情况。本工程检测桩数一共为21根，检测仪器采用基桩动测仪，型号为RSM-PDT型。

3.3 检测结果分析

首先对17根桩基完整性进行检测，从3#、10#桩基的测试变化曲线来看，在桩身15m的位置，应力波反射较为明显，这正说明此位置介质明显发生了变化，桩底埋深为15m，故与设计相符合。

在17根桩检测过程中，其桩长都是15m，检测结果如下：1）3#桩，波速3246m/s，为I类；2)10#桩，波速3236m/s，桩身类别为I类桩；3)15#桩，波速3246m/s，桩身类别为I类桩；4)21#桩，波速3265m/s，桩身类别为I类桩；5)24#桩，波速3245m/s，桩身类别为I类桩；6)30#桩，波速3263m/s，桩身类别为I类桩；7)33#桩，波速3263m/s，桩身类别为I类桩；8)39#桩，波速3254m/s，桩身类别为I类桩；9)41#桩，波速3221m/s，桩身类别为I类桩；10)45#桩，波速3252m/s，桩身类别为I类桩; 11)52#桩，波速3274m/s，桩身类别为I类桩；12)56#桩，波速3262m/s，桩身类别为I类桩；13)60#桩，波速3254m/s，桩身类别为I类桩；14)64#桩，波速3262m/s，桩身类别为I类桩；15)70#桩，波速3253m/s，桩身类别为I类桩；16)72#桩，波速3265m/s，桩身类别为I类桩；17)81#桩，波速3254m/s，桩身类别为I类桩。

根据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)中规定，桩身完整性类别为I类，I类代表桩身较为完整，II类是指桩身缺陷轻微，对桩身结构承载力的发挥影响不大。因此，在本工程467根桩基检测过程中，I类桩一共有433根，占总数的92.72%，II类一共34根，占总数的7.28%，故基本符合设计要求。

4 结语

综上所述，低应变反射波法由于具有操作方便、速度快、经济效益好等优势，从而在建筑桩基完整性检测中应用较为广泛。但在实际应用过程中，低应变法也存在着不些不足之外，如不能应用于过长的桩基。因此，在建筑桩基检测过程中，应结合工程项目的特点，优选相应的检测技术，最好搭配不同检测技术进行使用。在本工程桩基检测过程中，通过低应变法的应用，大大提升了桩身结构完整性检测效率，且能够有效解决了静载试验检测中存在的不足，为今后建筑桩基检测工作提供有利的参考依据。