低应变检测现场测试工作中需注意的若干问题

低应变检测现场测试工作中需注意的若干问题

[摘 要]：低应变反射波法是桩身完整性检测的主要方法之一， 具有野外采集快速、方便； 测试资料分析精确； 费用低廉等优点， 是公认的桩荩工程成桩质量检有的有效方法， 可为基 桩质量检查的分类评价提供依据。

[关键词]：桩基 低应变反射波法 强度

一、前言

目前在我国的建设工程中，桩基是广泛应用的基础形式之一，具有承载力大、地层适应性强、施工方便、造价较低等特点。由于桩属地下隐蔽工程， 施：[工艺复杂， 容易出现各种质量问题(概葺|约为l 5％～20％)，如不及时发现，将对构筑物、建筑物的正常使用造成隐患。因此，对基 桩的质量检查是十分重要的。《建筑地基 础工程施工质量验收规范》(GB 50202—2002)中，对桩的质量检查标准分为·扣控项目和一般项目，桩身完整性和桩的承载力均列为主控项目。完整性是指反映桩身截面尺寸相对变化、桩身材料密实性和连续性的综合性指标。工程桩的预期使用功能是要通过承载力实现，完整性榆测的目的时发现某些可能影响单桩承载力的缺陷，最终是为减少安全隐患、可靠判定工程桩承载力服务。

二、低应变反射波法概念

反射波法又称为时域曲线法，是指采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析， 对桩身完整性进行判定的检测方法。低应变反射波法是以一维弹性杆平面应力波波动理论为基础，将桩身

假定为一维弹性杆件，在桩顶锤击力作用下，产生一压缩波，沿桩身向下传播，当桩身存在明显的波阻抗z变化界面时，将产生反射和透射波，反射的相位和幅值大小由波阻抗Z变化决定。安装在桩顶上的传感器，将接收到来自桩身各个波阻抗z变化界面处反射上来的信息，根据这些信息，町对桩身完整性质量进行分析判断。

三、满足《建筑基桩检测技术规范》JG J 1 06—200 3的试验数量要求

1、柱下三桩或三桩以下r的承台抽检桩数不得少于1根。

2、设计等级为甲级，或地质条件复杂、成桩质量可靠性较低的灌注桩，抽柃数量不应少于总桩数的30％，且不得少于20根：其他桩基工程的抽检数量不应少于总桩数的2 0％，且不得少于1 0根。

3、地下水位以上且终孔后桩端持力层已通过核验的人工挖孔桩，以及单节混凝土预制桩，抽枪数量可适当减少，但不宦少于总桩数的1 0％， 且不宜少于l 0根。

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4、当采用低应变法抽检桩身完整性所发现的III、Ⅳ类桩之和大于抽榆桩数的2 0％时，宜在未榆桩中继续扩大抽检

5、对于施工过程中发现的疑问桩， 不应计入正常抽检比例。 低应变受检桩位置的选择应符合以下规定： ① 施工质量有疑问的桩； ② 设计方认为重要的桩；

③ 局部地质条件出现异常的桩； ④施工工艺不同的桩

当符合①～④款规定的桩数较多时，应适当增加抽榆数量。同类型桩宜均匀随机分布； 由于检测成本和周期问题，很难做到对桩摹工程伞部基桩进行榆测，严格按照规范规定的检测数量要求和受检桩桩位选择标准执行，是为了在有限的抽检数量中发现桩基可能存在的质量问题。

四、受检桩桩头的处理

在现场信号采集工作中， 桩头的处理符合测试要求， 是测试成功取得反映桩身完整性特征信号的第一关键。具体要求如下：应凿去桩顶浮浆或松散、破损部分， 并露出坚硬的混凝士表面， 处理后的桩头材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同； 桩顶面平整十净且无积水、密实， 并与桩身轴线基本垂直： 如桩顶外露主筋妨碍正常测试须割掉；对于预应力管桩，当法兰盘与桩身混凝土之间结合紧密时，可不进行处理，否则，应采用电锯将桩头锯平；且桩头应与混凝士承台断开；桩头侧面与垫层相连时，应断开。

五、受检桩强度要求

混凝士是一种与龄期相关材料， 其强度随时间的增加而增加。在最初几大内强度快速增加， 随后逐渐变缓， 其物理力学、声学参数变化趋势亦大体如此。桩基工程受季节气候、周边环境或工期紧的影响，往往不允许等到全部工程桩施工完并都达到28d龄期强度后再开始榆测。为做到信息化施工，尽早发现桩施工的质量问题并及时处理，同时考虑到低应变、法和声波透射法检测内容是桩身完整性，对混凝土强度的要求可适当放宽。但如果混凝士龄期过短或强度过低，应力波或声波在其中的传播衰减加剧，或同一场地由于桩的龄期相差大， 声速的变异性增大。因此，对于低应变法或声波透射法的测试，规定桩身混凝土强度应大于设计强度的70％，并不得低于l 5MPa。

六、传感器的选择

传感器是接收庄内反射信号的关键设备， 目前应用较广泛的有速度型和加速度型两种。选择时应选用量程范围宽，谐振频率较高，且阻尼特性好，频率相应范围宽，灵敏度较好的传

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感器。浅部缺陷侧重考虑频率响应。桩深部反射波提取，主要考虑灵敏度指标。对较长桩的桩底反射 坎的提取，应选用灵敏度加速度计‘。

七、传感器的安装

传感器的安装对现场信号的采集影响较大，对实心桩的测试，传感器安装位置宜为距桩心2／3半径处；对空心桩的测试，传感器安装位置宜为桩壁厚的1／2处，与锤击点宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成90。夹角。传感器安装应与桩顶面垂直；用耦合剂粘结时应具有足够的强度，藕合剂可采用黄油或凡士林、橡皮泥、牙膏、口香糖等。用手指轻弹安装完毕的传感器侧面，若传感器纹丝不动则说明已经安装好。

八、激振设备与激振操作

激振效果的好坏，主要受碰撞材料的晕量、硬度、弹模、接触面积及碰撞方向和速度等影响。对不同长度、不同类型的基桩，需采用 同的材料、不同能量的激振设备。一般大长桩用大力棒击振，其重量大、能量大、脉冲宽、频率低、衰减小，桩底及深部缺陷的信号反射较强烈；短细桩或测试浅部缺陷时，用手锤进干『击振， 因其重量小、能量小、脉冲窄、频率高， 可较准确的确定浅层缺陷的程度和位置。

实心桩的激振点位置应选择在桩心，测量传感器安置位置宜在桩顶距桩中心2／3半径处；空心桩的激振点与测量传感器安置位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为90。，激振点与测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1／2处。

激振点应避开钢筋笼的主筋影响；激振方向应沿桩轴线方向；瞬态激振应通过现场敲击试验， 选择合适莺量的激振力锤和锤垫，宜用宽脉冲(重锤)获取桩底或桩身下部缺陷反射信号，宜用窄脉冲(小锤)获取桩身上部缺陷反射信号。

九、测试参数设定的要求

1、时域信号分析的时间段长度应在2 L／c 时刻后延续不少于5m s；幅频信号分析的频率范围上限不应小于2 0 00H Z。

2、设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长，设定桩身截面积应为施工截面积。

3、桩身波速 ‘根据本地区同类型桩的测试值初步设定。

4、采样时间间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辨率合理选择； 时域信号采样点数不宜少于1 0 2 4点。

5、传感器的设定值应按计量检定结果设定。

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十、信号采集和筛选的要求

1、根据桩径大小，桩心对称布置2～4个检测点；每个检测点记录的有效信号数不宜少于3个。有效信号是波形重现、桩底反射明显、无异常；如3个波形不重现， 或出现异常时应复测， 必要时重新处理桩头后再测。

2、检查判断实测信号是否反映桩身完整性特征。

3、不同检测点及多次实测时域信号一致性较差，应分析原因，增加检测点数量。

4、信号不应失真和产生零漂，信号幅值不应超过测量系统的量程。

十一、结束语

进行基桩桩身完整性类别判断时， 应结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况，按有关规定和实测时域或幅频信号特征进行综和分析判定。可见， 符合技术标准要求进行现场低应变波形采集， 是进行科学、准确的信号分析处理，进行桩身完整性判别的基础，需要得到高度的重视。

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