建筑樁基檢測中低應變反射法的應用分析

吳玉梅

江西天域工程檢測技術有限公司 341000

當前，在建筑工程施工過程中，經常會遇到軟土地基，故為了確保樁基礎施工的質量，提升樁基的承載力，需要對復雜地質進行處理，以確保工程施工順利開展和人員安全。而在建筑復雜地質處理時，首先要從樁基礎檢測著手，通過對地基基礎質量檢測，及時發現問題及采取有效的處理措施，以消除施工過程中存在的安全隱患，確保建筑施工質量。本文從建筑檢測角度出發，著重探討了建筑樁基檢測中低應變反射法的應用。

1 低應變反射法概述

近年來，低應變反射法由于操作方便、檢測結果可靠、費用低等優點，從而在建筑工程檢測工作中得到了廣泛的應用，其常用于建筑工程樁身完整性檢測。反射波法作為建筑樁身質量檢測中常用方法，是根據相應的試驗結果來確定樁位，提升檢測結果的準確性，且能夠有效解決靜載試驗中抽樣率不高問題；另外，在靜載試驗中，它可以加大不合格樁的檢測面，為樁基處理人員提供依據。可見，低應變反射法在建筑工程樁基礎檢測具有眾多的優勢。

低應變反射波法在樁基檢測中的應用，是通過采用一維線彈性桿件模型，采用手錘在樁頂進行敲擊，進而產生一些振動，并沿樁身以波的形式向下傳播，當應力波通過有質量問題的部位時，包括混凝土離析、夾異物、縮頸等，就會使得質量變化界面的樁阻抗Z發生變化，其中，Z=ρAC。

其中，ρ為樁的材料密度；A為截面積；C為縱波波速。這時，有些應力波就發生了反射，并傳至樁頂，而另一些應力波則傳至樁端，且出現反射。與些同時，還可以采用樁頂的加速度計進行反射波信號的接收，并采用測樁儀來放大信號，最后得到加速度的時程曲線。最后，我們可以結合曲線的形態來確定阻抗變化位置，實現缺陷的位置判定和樁長校核。

根據一維理論要求，樁的長徑比與橫向尺寸之比不能小于5，樁身截面應滿足這一理論要求。應力波在樁身傳播時，其平面截面假設成立，而對于H型鋼樁、薄壁鋼管等異形樁，并不適用低應變反射波法。

2 低應變反射法樁基檢測中應注意問題

根據筆者的工作實踐，低應變法在樁基完整性檢測過程中，應注意以下幾個方面的問題：1)在樁基缺陷定量分析時，低應變法需要根據具體位置進行判定。2)在樁基檢測時，應先獲取地質條件下的靜動對比系數，以降低檢測難度。3)考慮到樁側阻力直接影響到應力波能量，且會導致波形衰減，這樣不利于樁體長度測量。因此，應確保檢測樁長不大于50m，樁徑不大于1.8m，如果超過這些限值，將會大大降低樁底反射信號，進而導致出現誤判。4)若樁基周邊地質復雜，低應變法就會降低樁基質量檢測的準確度，反射波就會引起土體阻抗發生變化，進而引起反射而產生誤判。5)在采用嵌巖樁時，如果樁身混凝土阻抗接近于樁底巖質，當反射波傳至樁底時，如果仍向下傳播，并衰減為零，或者未出現反射波形，即難以判定樁基質量。

3 低應變反射法在樁基檢測中的應用

3.1 工程概況

某綜合商業建筑，建筑面積為152530.0m2，地上4層，為框剪結構，地基采用鉆孔灌注樁施工。工程樁684根，檢測樁467根，設計樁長14-33m，呈矩形布置。單樁承載力特征值為5000kN，樁截面尺寸1200mm，樁身砼設計強度等級C35。本工程地層自上而下分布如下：雜填土，中粗砂，中細砂，粉質粘土，粉土等。

3.2 檢測方法及儀器

在本工程采用樁身結構完整性檢測時，通過低應變反射法的應用，在樁頂上安裝高靈敏度傳感器，再采用手錘進行敲擊，產生一些壓縮波，然后采用檢測儀來接收樁身缺陷處的反射波，在屏幕上顯示。通過在不同處重復進行樁測試，并將獲取數據中的3個數據進行不同位置的樁身缺陷分析。同時，還可以利用計算機對這些數據進行分析，并計算出不同樁的完整性情況。本工程檢測樁數一共為21根，檢測儀器采用基樁動測儀，型號為RSM-PDT型。

3.3 檢測結果分析

首先對17根樁基完整性進行檢測，從3#、10#樁基的測試變化曲線來看，在樁身15m的位置，應力波反射較為明顯，這正說明此位置介質明顯發生了變化，樁底埋深為15m，故與設計相符合。

在17根樁檢測過程中，其樁長都是15m，檢測結果如下：1）3#樁，波速3246m/s，為I類；2)10#樁，波速3236m/s，樁身類別為I類樁；3)15#樁，波速3246m/s，樁身類別為I類樁；4)21#樁，波速3265m/s，樁身類別為I類樁；5)24#樁，波速3245m/s，樁身類別為I類樁；6)30#樁，波速3263m/s，樁身類別為I類樁；7)33#樁，波速3263m/s，樁身類別為I類樁；8)39#樁，波速3254m/s，樁身類別為I類樁；9)41#樁，波速3221m/s，樁身類別為I類樁；10)45#樁，波速3252m/s，樁身類別為I類樁; 11)52#樁，波速3274m/s，樁身類別為I類樁；12)56#樁，波速3262m/s，樁身類別為I類樁；13)60#樁，波速3254m/s，樁身類別為I類樁；14)64#樁，波速3262m/s，樁身類別為I類樁；15)70#樁，波速3253m/s，樁身類別為I類樁；16)72#樁，波速3265m/s，樁身類別為I類樁；17)81#樁，波速3254m/s，樁身類別為I類樁。

根據《建筑基樁檢測技術規范》(JGJ106-2014)中規定，樁身完整性類別為I類，I類代表樁身較為完整，II類是指樁身缺陷輕微，對樁身結構承載力的發揮影響不大。因此，在本工程467根樁基檢測過程中，I類樁一共有433根，占總數的92.72%，II類一共34根，占總數的7.28%，故基本符合設計要求。

4 結語

綜上所述，低應變反射波法由于具有操作方便、速度快、經濟效益好等優勢，從而在建筑樁基完整性檢測中應用較為廣泛。但在實際應用過程中，低應變法也存在著不些不足之外，如不能應用于過長的樁基。因此，在建筑樁基檢測過程中，應結合工程項目的特點，優選相應的檢測技術，最好搭配不同檢測技術進行使用。在本工程樁基檢測過程中，通過低應變法的應用，大大提升了樁身結構完整性檢測效率，且能夠有效解決了靜載試驗檢測中存在的不足，為今后建筑樁基檢測工作提供有利的參考依據。