电力塔基混凝土桩基础低应变法检测分析

欧希野 刘立周

(国网黑龙江省电力有限公司检修公司，黑龙江 哈尔滨 150001)

0 引言

对桩顶为自由端的混凝土预制桩、混凝土灌注桩低应变反射波法检测有相应测试规定和规范[1-3]，桩顶自由的单桩基础由于结构相对简单，研究应用相对成熟，对混凝土桩基础的桩顶与上部结构相连的情况，采用低应变反射波法检测研究是在最近几年才开始，在低应变反射波的波形图获得和信号处理等方面均还未成熟，还有许多问题亟待解决。对于有上部结构的电力塔基混凝土桩基础，由于所处自然条件和结构本身的特殊性，检测难度大，本文针对这种结构的桩基检测进行分析。

1 电力塔基桩基础检测方法分析

1.1 电力塔基桩基础的特性

电力塔基桩与顶端自由的单桩基础最显著的区别在于有上部结构(如图1所示)。当采用传统的反射波法进行检测时，激振产生的应力波会在上部钢结构的影响下，产生大量的次生反射和干扰信号，这些干扰信号对缺陷的定位产生非常不利的影响，加大了理论分析的难度。

对已经服役多年的电力塔基混凝土灌注桩检测时，现场的自然环境和局促的检测空间会给检测脉冲的激振、传感器的布置等带来相当的难度。

1.2 采用的改进方法

1)分析方法。

电力塔基桩基础存在复杂的上部结构，如图1所示，上部结构与桩基础整体呈现出明显的三维效应，当采用常用的低应变反射波法进行检测时，上部结构会导致信号复杂化，激振产生的应力波会产生大量的次生反射和干扰信号，且激振也存在一定的困难，这都加大了信号分析的难度。在分析时需要采用滤波、小波分析等数学方法对信号进行分析处理。

2)检测措施。

在理论分析后仍然判断困难时，或者对于桩长的确定也存在一定的难度时，为了得到比较清晰的检测信号，可在检测操作上采用在桩身接收信号的方法——低应变双速度法测试。

低应变双速度测试方法，需采用两个加速度计，在距桩顶深度为z1和z2处桩的侧面A1和A2，安装加速度计，如图2所示。测试时在A1之上的桩顶，如图3所示， 冲击桩身，可得A1和A2的速度信号。通过分离，得到和缺陷信息紧密相关的上行速度波，从而一定程度上减少上部结构的次生反射带来的影响，降低判读的难度。

1.3 测点布置

在采用低应变反射波检测电力塔基桩基础时，由于电力塔基桩基的桩头部位有上部结构，激振不能选择在桩头中心部位，电力塔基桩的激振点与测量传感器安装位置宜与桩中心线形成90°的夹角如图4所示，锤击点与传感器安装位置宜在同一水平面上，保证在信号采集过程中，传感器不得产生滑移或松动。

2 电力塔基混凝土桩基础低应变测试

2.1 工程概况

某电力塔基桩基础为混凝土灌注桩，设计桩径0.8 m，桩基础主柱露出地面1.6 m，基础埋深8 m。根据该桩基的地质资料，桩基各层土的物理力学指标参数如表1所示。

表1 地基土的物理力学指标推荐表

本次检测工程桩4根，桩基编号为J1L，J1R，J2L，J2R，现场示意图如图5所示。

2.2 检测结果分析

在电力塔基桩基础低应变法工程检测过程中,上部结构的干扰波常与桩体振动波叠加在一起，它对桩身异常反应或桩底反射均有一定的影响。分析时要进行滤波处理。电力塔基桩基的上部结构为钢结构(见图1)，通过滤波处理后的现场测试得到的波形图比较清晰，测试波形也比较平滑，得到比较真实的测试曲线，经过对4根桩基的低应变检测数据分析，得出其中Ⅰ类桩3根，Ⅱ类桩1根，检测结果详见该基桩工程检测结果汇总表2和波形图如图6所示。

表2 低应变反射波法检测结果汇总表

3 结语

本文通过对4根电力塔基桩基础的低应变反射波法检测和数值分析，低应变反射波法检测应用于电力塔基混凝土桩基础时可行，经过对4根桩基的低应变检测数据分析，得出其中Ⅰ类桩3根，Ⅱ类桩1根，桩基施工质量良好。