桩基静载与低应变在桩基检测中的配合应用探讨

刘明钟

福州鑫隆达土木工程检测有限公司，福建 福州 350028

由于桩基的特点是隐蔽在地下，而且桩基的施工工艺又比较复杂，桩基质量问题不能被直观的发现。为了确保桩基施工质量符合要求，认真做好质量检测显得特别重要。目前，进行桩身质量检测的方法有很多种，例如静载试验、低应变法、高应变法等。为了确保施工进度和施工安全，选择快速有效的桩基质量检测方法成为了目前比较关注的问题。本文分别探讨了低应变法和静载试验在桩基检测中的联合应用，从而找到一种最有效的检测方法。

1 低应变法检测

1.1 低应变法简介

在检测桩身的时候，应用最普遍的方法是低应变法。低应变法的使用原理是：垂直激振桩身顶部，然后弹性波从桩身向下传播，如果桩身弹性波存在阻抗，桩体横截面出现改变，就会存在反射波。使用仪器对反射波进行接收，随后放大信号并进行处理，从而迅速分析桩的完整性和质量，对桩身缺陷进行分析，找到缺陷的位置。这种方法使用力锤敲击桩顶，然后用高灵敏的传感器接收信号，依据桩体纵波特点和波速，计算公式为VC=2L/ T，其中VC 是应力波穿过桩身的速度（m/s）；T 是反射波到达桩底时间；L 是桩身的长度（m）。同时，低应变法也存在一些局限性。低应变法主要通过阻抗的变化来判断缺陷的情况，但是往往无法具体识别缺陷的类别（如缩颈还是空洞、夹泥等），而且受到桩周土层及激振能量等因素的影响，若桩长较长时，应力波随着能量的衰减无法反射回桩顶，致使仪器无法测到发射信号，故无法对整根桩的完整性作出评定，只能对有效检测桩长内的桩身完整性进行评定。这种时候就有必要使用其他检测方法来验证低应变反射波方法［1］。

2 低应变法检测的注意要点

2.1 现场桩头的处理

采集现场信号的时候，处理桩头是一个重要部分，如果桩头处理不好，将无法收集理想信号。特别是灌注桩，应露出包含骨料的新鲜混凝土表面，粘结传感器和实施振动的位置应尽可能平整，清洁，不破裂，无杂物和水。最常见的情况是打桩头的浮浆未彻底清洗，收集的信号也不理想。信号的浅部经常有严重的反向脉冲，不能客观反映桩身的完整性［2］。另外，在锤击过程中，如果混凝土被敲打和破碎，则应再次抛光平坦的激振点。

2.2 选择合适的传感器

进行现场检测的时候，对于速度传感器和加速度传感器的差别进行对比。速度传感器的波形曲线不能收集到缺陷，但运用高灵敏度加速度传感器收集到的波形曲线可以发现缺陷。对于实心桩身，要在距离桩心2/3 位置的地方安装传感器，要把桩中心设置为激振点；对于空心桩，激励点、传感器的安装位置要处在同一平面，还要同桩心角度为90，还要在桩壁厚度1/2 处设置传感器。要使用粘性黄油和牙膏作为偶联剂，从而保证传感器和桩头粘结牢固，不能出现气泡，要垂直安装传感器。一旦传感器安装不固定，波形就会变得杂乱，不能很好的判断基础桩的情况［3］。

3 静载检测技术应用

目前，普遍使用三种基桩静载试验，常见的是单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验和单桩水平静载试验。应用的原理是：通过对桩顶施加竖向压力，从而观察桩顶部沉降、上移位和水平移位，确定好单桩竖向抗压力、抗拔承载力和水平承载力。有两种静载试验：一种是在工程桩全面开打前的静载试验桩，可以为本工程提供承载力的设计依据；一种是工程桩施工全面结束后的静载试验，可以为基桩工程的施工质量进行检验和评定。桩基承载力的大小主要取决于土对桩的支承阻力以及桩自身的承载力。

静载检测时间：针对预制桩，施工期间土壤会产生超孔隙水压力，它会降低桩一侧的有效应力，使桩形成的阻力减小；随着时间增加，超孔隙水压力不断消散，桩侧摩阻力就会提升。因此，预制桩静载前需要根据土质情况等待一定的休止期。而灌注桩则需要等到桩身混凝土达到龄期后方可开始试验。

4 桩基静载与低应变在桩基检测中的配合应用实例

某小区住宅楼，一层地下室，场地内自然地面标高以下有10m 左右的淤泥土层，由于场地的限制，静载试验需在场地开挖前进行，预先选定的受检桩按静载检测数量的3 倍预留，桩基施工完成后再从3 倍预留桩中选出静载桩进行试验。188#桩为单桩竖向抗压静载试验桩，该桩为PHC 管桩，桩径为500mm，有效桩长为 25.0m，桩身砼强度 C80，根据当地经验取波速 C 为 4200m/s。静载试验前对该桩进行低应变检测，未能检测到桩底反射，且检测结果为Ⅰ类桩。静载过程中未出现异常，最终沉降量为23.32mm，静载试验结果合格。由于地下室开挖过程中未采取有效的措施，在场地开挖完，并砍桩至设计桩顶标高后，再一次对该桩进行低应变检测，在 5.2m 处波阻抗发生变化，出现与初始波同相的周期性反射波，缺陷谐振峰排列基本等间距，结合桩长分析，此处不应是桩底反射，应是桩身缺陷的表现，评定桩身完整性分类为Ⅳ类 。

5 结语

低应变法的优点是：方便快捷、费用较低，可以对桩基进行大面积的抽检，全面发现桩身缺陷及其位置。缺点是：当桩长较长时，无法对整根桩的完整性作出评定，只能对有效检测桩长内的桩身完整性进行评定，不能有效评价桩体竖向抗压承载力有没有符合设计标准。静载试验是进行桩基竖向抗压承载力最有效的方法，也可以同其他检查方法进行比较，缺陷是检测成本非常高，检测周期较长，只能采取低比例的抽检频率进行抽检，而无法进行大面积的试验。因此，在实际的工程检测中，低应变法和静载检测技术联合应用，能够做到有效的互补，从而保证桩基质量。