基桩低应变法检测中干扰因素分析及其应对措施

刘九亮

广东省公路工程质量监测中心 广东 广州 510500

我国工程行业发展迅速，工程施工项目数量不断增加，各项新的施工技术被应用于施工作业中[1]。在工程施工作业中，桩基施工非常重要，桩基是建筑的基础，对于维持建筑物的稳定性有着关键意义。为了确保桩基的稳定性，必须对桩基的质量进行检测，这一过程中可以使用多种检测方法，如超声波法、钻芯法、高应变法、低应变法和静载法等[2]，不同检测方法的技术标准和操作要点不同，本文主要针对低应变法在桩基检测中的应用进行了详细分析，研究了检测工艺存在的缺陷，并提出了改进检测工艺的方法。

1 低应变检测法

低应变法检测主要利用声波反射变化情况对物体内部情况进行了解的方法。在桩基检测过程中，桩身和桩底的激震波传播反射有着一定的规律，检测人员结合桩顶的反射信号能够判断桩身完整性，从而对桩身进行评价。在桩身完整性检测过程中，施工现场机械运动、周边磁场变化以及技术操作不当等都会对低应变信号变化造成影响，从而导致检测数据出现较大误差。在桩基础工程质量验收中低应变法检测法应用广泛，检测的效果较为理想[3]。低应变法检测过程中出现最为频繁的问题是特殊信号曲线，如果未将外在因素排除，低应变法曲线无法体现桩基的整体质量。桩基础施工场所一般为地下，质量控制难度相对较高，不同桩基的设计要求以及具体的实际地质情况具有一定的变化，所以检测过程中出现的影响因素较多，想要确保检测结果的准确性，需要紧密结合理论，同时按照设计规范要求开展桩基施工。而在检测技术把控方面，需要分析相应影响因素造成的具体影响，选择合理的消除误差的方法，从而有效地提升检测的质量。

2 影响低应变检测法数据精确度的因素

桩基检测过程中可变因素相对较多，检测结果的精度存在着一定的误差，如果误差偏大检测结果将无法体现施工质量。施工过程中人为因素、技术因素和环境因素都是影响检测结果精确度的主要因素，这些都有着各自的特点。例如环境因素的可控性很低，除了施工作业带来的影响，施工区域周边的其他活动也会对检测工艺造成影响[4]。由此可见，低应变检测法在检测数据稳定性方面依然有着很大的提升空间。本节将对影响低应变法检测结果精确度的因素进行分析。

2.1 人为因素

人为因素导致的检测结果误差较大多体现在技术人员操作错误或操作不规范方面。在操作措施错误方面，技术人员对于低应变检测技术的整个流程和操作要点缺乏深入了解，在实际检测过程中忽视了对某些条件的控制，而这些条件的变化导致了检测数据发生改变，因此使得实际的检测结果与设计标准出现较大的差异。而在操作不规范方面，部分技术往往在检测前进行检测装置安装工作时未能按照检测标准将检测装置安装到规定的检测位置，由于检测装置所在位置不合理，导致检测装置收发信号过程受到影响，从而导致检测结果失真[5]。人为因素对检测结果造成影响程度不同，但是从控制难度方面而言，人为影响因素属于易控因素，只要强化人员管理工作就可以有效地提升检测的质量。

2.2 技术因素

技术因素是桩基检测过程中较为常见的影响检测结果的因素，这类问题主要包括人为技术因素和检测技术自身因素。人为技术因素多为操作方法不当，前文对此已进行分析，此处不再进行分析。而技术自身因素与技术原理和检测流程存在直接的连接，低应变检测法主要借助于声波变化特点对桩基内部结构进行检测，如果桩基内部存在裂纹或者空洞区，声音的反射波频率将会发生变化，检测人员根据这一原理判断桩基结构[6]。但是声音传播过程中可受到多种因素影响，如果检测技术本身未设置消除相关因素的装置，装置所收集的声波将无法将真实的桩基情况体现，如果桩基内部存在结构缺陷，可能导致建筑的安全性降低，从而带来安全风险。

2.3 环境因素

环境因素对于桩基检测结果精度的影响也很大。环境因素主要体现在桩基所在区域以及周边区域的其他活动等。例如，施工过程中机械运动产生的声波会沿着物体传播至地下，对检测声波运动造成影响，从而导致检测结果发生变化。再如，施工区域周边存在着其他工程项目，施工带来的振动也会影响检测结果，环境因素一般不可控，图1为低应变检测波形。此外，地质结构发生运动也会影响低应变检测法的检测精度，如板块间的挤压产生地震波，地震波在传递到地面后变成与检测声波特点相似的声波，如果检测时出现判断错误的情况，可能无法获得正确的检测结果。虽然一些科研人员在低应变检测仪器内部加装了降低环境因素影响的装置，但是依然存在许多环境因素无法消除，从而对检测结果造成一定的影响。

图1 低应变检测波形

3 提升低应变检测法检测结果精度的措施

桩基工程对于工程项目的整体质量影响较大，因此必须确保桩基施工质量，通过高效的检测方法获取桩基内部结构数据，通过这些数据分析桩基质量。低应变检测法是获取桩基结构内部数据的重要方法，如果检测工艺或检测操作方法存在问题，那么检测的结果必将受到影响[7]。为了提升低应变检测法的检测质量，需要结合检测过程中常见的检测影响因素对检测技术进行改进，从而实现检测结果精度提升的目标。

3.1 优化检测准备工作

检测准备工作的合理性关系到检测结果的准确性。检测前要求检测人员接受系统化的培训，通过培训提升技术人员技术操作水准，避免检测人员出现技术操作错误或技术操作不当的问题。检测前技术人员应该按照检测技术标准安装检测装置，并对装置的运行情况进行检查，发现问题后应及时解决，避免因为检测装置安装位置错误或装置故障导致检测结果出现问题。检测前技术人员也需要做好地质勘察工作，对检测区域的地质情况进行了解，将一些不稳定的干扰因素排除，选择地质条件较为稳定的时间段进行检测，这样可以避免更多影响因素对检测工艺造成影响，图2为低应变检测技术原理。此外，技术人员也需要分析和总结常见的影响检测结果的因素，制定更为有效的方法对这些影响因素进行控制，从而减少相关因素带来的影响。

图2 低应变检测技术原理

3.2 强化技术优化工作

低应变检测法技术自身存在着一定的不足，解决技术存在的不足能够有效地提升检测的精度。在技术研发方面，应摒弃传统的思路，应用更多先进的高精度检测仪器，如声波检测分类仪，能精准地分辨各类声波，这样能够减少杂波对检测数据的影响，技术研发单位应不断地强化新技术的应用，从而提升检测技术精度[8]。在技术应用方法，检测单位应设计合理的检测方法，特备是检测流程方面的优化，这样能够有效地避免检测工艺流程缺乏合理性导致的检测精度失真问题出现。此外，检测过程中应对各种检测装置进行检查，避免存在检测装置故障问题，从而更好地提升检测结果的精度。

3.3 使用带有消除杂波功能的仪器设备

桩基检测过程中杂波对检测结果的影响较大，因此需要对杂波进行正确的处理，从而实现检测结果精度提升的目的。想要减少杂波对检测结果的影响，需要购买带有消除杂波功能的仪器设备，目前市场上存在着许多能够消除杂波的设备，检测单位可以结合检测要求选择合适的带滤波功能的设备，最大限度确保检测装置能够接收特定的声波，从而提升检测精度。除了使用能消除杂波的仪器外，检测时也需要将检测环境变化问题解决，例如展示停止机械设备使用，改用人工施工的方法，这样能将一部分影响因素消除，从而保障检测结果的准确性。虽然低应变检测方法无法将所有杂波的影响消除，导致技术人员可以通过多种方法减少杂波的影响，然后通过误差消除方法对误差进行判断，从而更好地提升检测质量。

4 低应变检测法在桩基检测中的实际应用

本节研究了低应变检测法在桩基检测中的具体应用，本人选取PHC管桩作为实验对象。PHC管桩桩身强度最低要求为C60，桩身的特点是竖向抗压强度高，能够承受较大的应力。PHC管桩属于非现场生产，属于工厂生产桩身。通过低应变法检测发现，桩身的缺陷通常出现在桩体的接口位置，导致缺陷问题出现的主要原因是焊缝冷却时间不够或焊接不饱满。进行打桩作业时，管桩进入软土层前需要穿越硬夹层，夹层带来的阻力使得桩身受到的应力增加，随着应力增加桩身局部抗拉强度降低，从而导致桩身出现折断。

本文检测时使用的PHC管桩（5#桩），长度47.00m，配桩13m+12+12m+10m，使用低应变法进行检测。检测结果表明桩体6.0m左右的声波出现变化，可以检测到反射波，连续震荡现象较为明显，可以判断桩身为三类桩，图3为检测数据。而且对同批桩身进行检测后发现类似的桩身较多，结合施工桩资料进行分析可以得知接口位置不存在缺陷，桩身缺陷可能性低。为了查明缺陷的位置，对施工地质情况进行了分析，得知工程场地淤泥质软土较多，且覆盖在施工区域上层，无软硬交接地层，所以问题不属于打桩时桩身穿越软硬交接层被拉断。

图3 检测数据

复测时观察发现因为施工赶工，所以打桩时采用C20素混凝土浇筑，桩身的尺寸为1.80m×1.80m×0.15m，垫层的厚度相对较低，桩头与垫层结合紧密。由于施工现场厚淤泥质软土较多，所以进行现场抽水时将会产一定的作用力，在长期的应力作用下淤泥质软土排水固结，并出现明显的沉降情况，土体与垫层出现脱空区域，导致桩身稳定性降低。通过分析可以初步得出检测结论，之后检测人员拆除了一些存在着异常曲线的桩头，可以确定桩头存在着缺陷，而曲线较为正常的桩身则达到了一类桩的标准，检测是发现6.0 m处反射正常，同批桩为正常桩。在进行检测工作时，PHC管桩垫层通常不会影响低应变检测信号，但对于采集曲线影响较大，所以检测时需要分析垫层的类型、工方式以及地质条件等，通过有效的方法对这些条件进行控制。

通过实际案例可以看出，使用低应变检测方法进行检测时检测数据受到检测方法和施工方法等影响较大，想要获得准确的检测结果，需要对存在差异的检测数据进行分析，得出影响检测结果的主要因素，采取有效的方法对检测方法进行控制，从而跟好地保障检测结果的有效性。此外，值得注意的是，为了更好地提升检测的质量，检测人员也需要不断地优化检测方法，通过检测方法优化实现对检测工艺的改进，从而更好地提升检测质量。

5 结束语

总而言之，我国工程施工行业发展迅速，在工程施工领域桩基施工非常重要，其关系到整个工程的质量。在桩基检测过程中，低应变法有着重要的应用，其能够有效地保障检测数据的精度，但是检测结果往往也和容易受到施工方法和周边环境的影响，想要获得精确的检测结果，必须对影响检测结果精度的因素进行分析，采取有效地方法对这些影响因素进行剔除，从而更好地确保检测结果的准确性，为桩基施工提供更精确的检测数据。