低應變法檢測既有建筑地基基礎的思考

程 彥 （合肥工大工程試驗檢測有限責任公司，安徽 合肥 230009）

0 前言

既有建筑在實際應用當中會因為多種外在因素而出現(xiàn)質量問題，例如老化、損傷等，而隨著時間的累積，這種現(xiàn)象會不斷放大，最終對建筑局部造成重大影響，如果不及時防治，可能會引起安全事故發(fā)生。低應變法正是一種針對既有建筑地基基礎，進行老化、損傷檢測的技術，通過此項技術可以決定既有建筑是否需要進行加固。

實驗各儀器參數(shù) 表1

1 實例低應變法應用分析

因為低應變法具有較高通用性，在不同的檢測條件下其參數(shù)也會不同，所以無法對其一概而論，在此條件下本文將結合實例來進行分析。

1.1 實例概況

某建筑工程竣工至今已經30余年，在使用年限規(guī)范上已經進入了“后期”，所以其可能存在較為嚴重的老化、損傷現(xiàn)象。該工程共分19層，屬于高層建筑，其中地上18層，地下1層，總體高度達76.1m，根據相關施工單位的施工報告得知，該工程建設時所選擇的地基基礎類型為筏板基礎，基礎底標高為-4.70m，同時在地基處理方面，還使用了CFG樁復合地基596根，其中有效樁長為20.0m。在實例基礎上，本文出于便捷性考慮，主要選擇該建筑中的3根基礎進行低應變檢測實驗[2]。

1.2 實驗準備工作

首先進行實驗儀器準備，主要儀器包括動測儀、速度傳感器、激振力棒、激振力錘，各項儀器的參數(shù)見表1。其次為了確保實驗能夠順利進行，本文在正式實驗階段對所有設備的狀態(tài)進行了檢查，確認所有設備可以正常使用。

1.3 檢測方法

為了體現(xiàn)低應變檢測法的優(yōu)勢，本文選擇了兩種檢測方式，具體如下文所述。

1.3.1 方法一

針對既有建筑地基基礎頂部以下20cm～50cm位置，采用水鉆方法進行鉆孔，得到一個10cm的鉆孔（孔深不大于0.5d，d代表既有建筑地基基礎的樁徑），之后依靠鉆孔來安裝鋼板梁，同時將速度傳感器安裝在樁基的側面，安裝完成之后采用重錘錘擊安裝好的鋼板，此時鋼板會發(fā)生相應的振動，而振動就會產生激振信號并將信號傳遞給地基基礎。

1.3.2 方法二

主要采用與方法一相同的鉆孔規(guī)范、傳感器安裝方法來進行準備工作，之后在鉆孔內安置鞭炮，通過鞭炮爆炸時產生的振動來發(fā)射激振信號，同時因為鞭炮爆炸時的激振信號多為聲波信號，所以為了收集其反射波，在該方法下主要選擇聲波接收儀器來實現(xiàn)目的。

1.4 保證措施

為了確保本文測試結果準確，在實際操作當中通過了相應的保證措施對實例既有建筑的地基基礎進行了處理，具體步驟為：針對地基基礎上的凹凸部位進行鑿除，只處理樁頭20cm～50cm范圍內的凹凸部位，使得樁頭平整；本文激振信號發(fā)生方法以及激振發(fā)射波接收方法均經過實驗確認；所有激振點的位置均盡可能與地基基礎樁頭中心靠近；針對實驗范圍內的每一根地基基礎，均進行2次重復測試，之后將兩組測試數(shù)據綜合，取其中均值作為最終結果[3]。

2 測試結果

2.1 成樁后樁動測

結合實例建筑施工單位施工時的動測數(shù)據，對本文測試結果進行分析。成樁后樁動測結果見圖1，根據圖1得知，本文所測試的三根地基基礎存在明顯的反射現(xiàn)象，但整體上表現(xiàn)相對穩(wěn)定，依照相關地基基礎完整性等級規(guī)范，本文測試地基基礎的完整性等級為Ⅱ類，同時根據實際表現(xiàn)可見，所有地基基礎信號重復性好，為標準的低應變動測曲線。

2.2 墊層施工后樁動測結果

主要選擇實例工程施工單位墊層施工后樁動測的信號，結合本文測試結果來進行分析。首先本文先采用方法二對地基基礎進行了測試，根據測試結果可見，該方法下所得到的曲線數(shù)據十分不規(guī)律，不滿足本文分析需求，所以證明方法二的適用性在實例條件下并不適用，而通過方法一進行測試可見，在方法一條件下得到了曲線數(shù)據具備低應變動測曲線特征，說明該方法有效，那么根據方法一的曲線進行分析，結果顯示三根地基基礎在完整性上的等級均為Ⅱ類，與實例工程的施工時的測試數(shù)據并沒有太多出入，所以說明實例既有建筑的地基基礎完整性良好，尚不需要進行調整。

3 低應變法檢測中的注意事項

3.1 檢測設備相關事項

檢測設備對于低應變法檢測準確率的影響很大，因為在檢測過程當中，需要對檢測設備的相關事項進行處理。首先在檢測之前需要對場地進行勘察，如果場地當中存在積水現(xiàn)象，那么要先進行排水工作，因為積水會導致地基基礎的局部含水量較大，而水是一種具有吸收能量波的物體，所以在大含水量的條件下，很難產生反射波，此時就導致檢測數(shù)據不完整；其次，在檢測之前需要對所有儀器設備進行狀態(tài)檢查，因為低應變檢測周期雖然較短，但設備使用率較高，所以可能出現(xiàn)損壞、老化等問題，如果存在這種現(xiàn)象，同樣會導致低應變檢測的準確度下降，所以有必要在正式檢測之前對設備進行檢查。

3.2 計算結果分析

低應變法得到的初始數(shù)據均為反射波數(shù)據，這些數(shù)據并不能直接反映出的地基基礎的完整性，需要通過相關計算，根據反射波數(shù)據與地基基礎完整性之間的關系來進行判斷。但在實際計算當中，因為計算量較大很容易出現(xiàn)計算錯誤現(xiàn)象，同時因為低應變檢測中的反射波數(shù)據存在部分無用的數(shù)據，所以其計算結果容易失準。針對此類現(xiàn)象，在計算過程當中應當選擇其中較具代表性的數(shù)據，例如最高值與最低值，再通過對比選取之中均值來避免無用數(shù)據的干擾，同時計算完成之后有必要對計算結果進行檢驗，完全確認準確無誤之后才能實際應用。

3.3 數(shù)據完整性

根據上述分析（3.1成樁后樁動測）可見，在低應變檢測當中反射波數(shù)據為曲線形式，如果其中某項數(shù)據存在缺失現(xiàn)象，就會導致數(shù)據完整性不足，直接使得計算結果準確性下降。除了在反射波數(shù)據方面要確保完整以外，針對施工地基基礎的地質條件也要確保完整，此舉主要因為地質條件與地基基礎狀態(tài)有密切聯(lián)系，可以分析出地基基礎的狀態(tài)類型，再結合反射波數(shù)據進一步提高檢測結果準確性。此外，在進行低應變檢測當中，不能隨意松開檢測設備，因為一旦松開檢測設備，就代表設備終止運行，會導致數(shù)據采集不完整現(xiàn)象；在檢測過程當中，還要注意外力干擾，要盡可能避免這一類因素的干擾。

4 結語

本文主要對低應變法檢測既有建筑地基基礎進行了分析，分析中首先對低應變檢測進行了介紹，了解了該方法的運作原理，其次圍繞實例確認了低應變檢測的激振發(fā)射正確方法，并通過結果對正確性進行了驗證，說明方法有效，最終對低應變法檢測中的注意事項進行了分析。