建筑地基基础检测中低应变法的应用探析
时间：2023-03-23 17:20:07 来源：千叶帆 本文已影响人
邵宗贵
（甘肃嘉荣建设工程科技有限公司，甘肃 兰州 730000）
地基基础检测主要包括地基承受力、变形指数、土质状态等几个方面，岩土施工前期，相关人员要做好建筑现场的详细勘测工作，与物理力学试验进行分析验证，对实际地质情况做出准确评价。随着建筑工程施工不断发展，地基基础检测方式也备受关注，低应变法应运而生，对地基基础检测起到了促进作用，推动了建筑行业的发展进步。
低应变法检测主要是采用能量瞬态或稳态激振放方法在桩顶进行激振，实测桩顶的速度时程曲线，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（也叫瞬态激振时域频域分析法）。
对于地基工程检测来说，其检测法不但设备简洁、使用方便、后置处理功能设施强大，可以快速检测桩基是否稳定，满足多方面需求。将此方法应用于地基工作上可以快速分辨桩体的品质、完好程度、对桩身进行检测是否存在欠缺之处或者诟病，以及损坏的具体程度，最后结果的牢靠性由以下几方面决定：①实际施工场地是否符合检测要求、检测方法是否符合标准；
②低应变法的后期软件管理和分析是否精准。
运用低应变法可以很好地对桩体进行低能量锤击或电脉冲在桩顶进行振动，对桩顶部的振动速值进行测量，与波动理论进行结合来分析桩身完整性的一种检测方法，在一维波动理论上把桩体当作是弹性连续杆，从顶部垂直激振产生弹性振动波。假如桩身自身出现差异，如柱身缺陷、断裂等，反射波持续扩大将会从桩体传输到设备上，再经过有效的数据调整后就会获得准确的反射信息，依次判断桩身出现缺陷的具体位置，另外，桩身缺陷部位以一种过渡性变化展现，无剧烈的变异界面，那桩体的具体缺陷位置就很难从测试曲线看出，检测结果将不准确。如地基岩石与桩基贴合过于紧密或桩基嵌入过于深，被测桩的检测数据将会很难成立。桩身与周围岩石的波阻抗差异范围小，导致其在反射波曲线上无法辨别出桩底的反射波形；
假如桩周围岩石和土层阻力过大，又容易将桩身缺陷反射波力进行减弱或对消。在实施低应变法前，事先对工程桩体进行全面的检测，之后进行荷载力的测试，如底面至室外垂直距离较大，只能等基坑开挖后才能对桩身进行完整性检测，通过专业的检测单位对桩身进行完整性抽样检测，并对桩身的具体情况进行判断，对桩体的检测数量不得低于总桩体的30%，如对这部分桩体进行抽检时出现品质问题，或是部分地质桩体出现异常，为了对桩体进行全面性的了解，必须增加桩体的检测数量。以桩身的完整性分类表对桩身完整性的类别测试实验进行判断（图1）。
图1 低应变检测桩基完整性示意图
3.1 低应变法地基基础检测的设备
目前来看，对地基进行低应变法检测的主要设备为压电式加速传感器，要保证其检测的精确程度，一般工作人员会将电压设置在2 000 Hz之内，要根据实际情况进行调整，如遇到特殊情况，也可以对电压进行临时调控。速度的增加对比原始信号的积分后，速度波形上涵盖了更多的高频尖峰毛刺，频谱能量的大小决定着毛刺数量的多少，因此，能量的强弱可以依据毛刺的数量进行区分，为了尽可能减小检测结果的偏差，在进行相应检测时，工作人员应尽可能避免对凹凸不平的地面进行敲击，要对实际的表面情况进行勘察再进行敲击工作，最大限度保证其检测的精确性。
根据不同的地质特点，选择不同的敲击工具进行施工，在用锤头进行敲击时不同材质作用的力度范围也会有所区别，所产生的力度范围也会有所差异，一些特殊地质材料在敲击时不容易被设备完全探测到，这就会导致精确度出现误差，为了不影响检测的准确性，在进行敲击前，首先要对实际施工地质情况进行比较，再选择合适的敲击材料组成锤头进行施工，确保脉冲的冲击恰到好处。一般涵盖以下几点：①动测仪；
②速度传感器；
③激振力棒；
④激振力锤，具体内容见表1。
表1 所需仪器及相关设备参数
3.2 低应变法在建筑地基基础检测中的方法
在检测工作开展时，一般都是以传统的锤击作业为主，进行低应变法测试。但采用传统的锤击法会给检测工作带来难度的提升，因此，不断优化相关检测方法，运用省时省力的有效措施提升检测工作效率。在具体实践活动当中，声波的激发手段通常是先借助于水钻开展钻孔作业，紧接着再做好以下两个部位的安装工作：①做好钢板梁的安装工作；
②做好传感器的安装工作（见图2）。
图2 既有建筑桩基低应变现场检测示意图
3.3 确保低应变法应用效果的有效手段
（1）相关人员应当在进行检测的前期阶段做好充分的准备工作，桩顶接触面要在干净整洁的环境下，最好将桩头表面的杂质和浮沉进行清理，混凝土表面要以外露状态呈现，对于妨碍检测的裸露钢筋也要进行切割，要确保桩顶和桩周线保持垂直状态，在进行预应力管柱检测前期，如桩头法兰盘和桩身进行紧密相接，就不必进行再次处理，如若不然，可以将桩头进行切割、清洁整理。
（2）从根源上加强低应变检测的牢固性和真实性，在检测的同时，应提供与之相符的平面设计图，这样当桩基发生品质问题时，可以适当降低由于桩基质量问题给整体桩基工程带来的不利影响。
（3）以桩长的建设来说，主要为桩顶到桩底部的施工柱子长度，就桩身的横截面来说，是施工的所需横截面积，有关人员对时域波形进行相关记录时，其时间段长度需要保持在2 L／c时刻后持续大于5 ms；
可以对同品类基桩进行充分结合达到对桩身的波速要求，实现科学设计，无论是针对时间间隔，还是采样的射频频率，都要依据桩长、桩自身的波速值进行科学选取，必须利用各种办法让时域信号采样的点数控制在1 024之内，后续还要与计量检测报告的结果进行结合，科学设置传感器。
（4）专业人员在对低应变信号进行采集时也要时刻关注传感器安装装置和桩面是否保持垂直状态，确保电路元件或电网络紧密相连，选择激振力锤进行工作最为合适，以宽脉冲和低频方法为主，才能及时得到桩身底部缺陷的具体反射信号；
以窄脉冲和高频方式工作时，即可得到桩身上的缺陷反射信号。在对灌柱桩进行钻孔时选择以桩中心位置作为激振点最为适宜，之后在距离桩中心的2/3半径处设置传感器，对管桩的施加压应力的激振点来说，测试传感器的设置位置一定要同时作用于与之相符合的平面上，桩中心连接衍生出来的夹角最好为90°，最后必须检查激振点与测量传感器的设置位置是否是在桩壁的1/3处。
（5）对激振方法必须进行科学的确定才可以从根源上提升低应变法的实施效果，将小能量激振进行合理应用，才能有效提升检测分辨率。
（6）在进行低应变法的检测时，专业人员必须采取针对性措施使基桩可以进行多次测量工作，才能达到低应变法应用水平的提升，可以有效预防测试结果的偏差几率，一定程度上降低了因多种不良因素导致测试结果的不可靠性。
4.1 检测设备相关事项
检测设备的质量直接影响着低应变法的检测精准性，在运用低应法检测之前就要对检测设备进行相关检查事宜。第一，要对检测的实际场地进行勘察，如发现积水现象就要将积水进行清除处理，因为现场积水会让地基吸收水分，而土质在吸收水分的同时进行低应变法测量会导致产生的反射波幅度过小，从而测量数据将会具有不确定性；
第二，要做好前期的设备质量检查工作，因为在低应变法进行测量时会频繁使用检测设备，虽然低应变检测所需的时间较短，但是对设备的要求是非常高的，设备不能出现老化或破损情况，如这种情况真的存在，那检测的精准度一定会下降，所以在检测之前进行设备检查是非常有必要的。
4.2 计算结果分析
在初期进行低应变法的测试数据只是反射波数值，初期检测数据不能完全反映出地基基础的全面性，还要进行精密的计算，依据反射波数据与地基基础全面性结合进行判断，另外，按照得到的数据进行计算时会因计算数据庞大或是反射波中出现的部分无用数据导致计算的结果准确度有所偏差。对于此现象，要对检测结果中可利用的数据进行选择，对数据得出的最高或者最低值进行对比，选取平均值规避无用的数据带来的干扰，最后计算结束时得出的结果必须再次进行检验，以最后确定的精确数据应用到工程中。
4.3 数据完整性
进行低应变检测时呈现的状态为曲线形态时，如其中一个环节数据失准将会导致部分数据缺乏的现象，无法得到全面的数据，直接导致计算的精准性降低。要保证反射波的数据完整以外，对地基基础施工的实际地质条件也要确保完整，因为地质要求和地基基础形态有着直接关系，可以借此对地基基础形态的类别进行分析，与反射波得出的数据进行结合才能进一步保障检测结果的精准性。另外，在低应变检测时必须时刻关注设备是否在工作状态，一旦设备有放松状态将会直接导致设备运转工作终止，得出的检测数据将会不完整，包括要对检测中出现的外力干扰进行剔除，避免干扰检测数据准确性。
低应变法在社会发展的长河中逐步应用广泛，在大小建筑工程中都有它的身影，对于低应变反射波的技术运用可以有效得出地基基础桩的准确信息，从而使地基基础的稳固性得到很大的保障。另外，在对地基建设过程中，地基检测应该慎之又慎，因为这关乎着连线接头和信号线的安全性，在低应变法使用的过程中应当小心谨慎，避免出现差错。
猜你喜欢 变法桩体桩基 桩体模量和加筋体刚度对路堤稳定性影响分析福建交通科技(2022年8期)2022-11-28地铁车站支撑拆除对围护结构的影响工程建设与设计(2022年9期)2022-06-03采用桩基托换进行既有铁路桥加固分析河南科技(2022年9期)2022-05-31徙木立信小天使·六年级语数英综合(2021年8期)2021-08-16Brass tacks on iron: Ferrous metallurgy in Science and Civilisation in China科学文化(英文)(2020年1期)2020-08-07热—力耦合下能源桩沉降和荷载传递特性的数值分析华北科技学院学报(2020年1期)2020-05-14桩筏基础桩土荷载分担比研究铁道建筑(2019年12期)2020-01-02基桩检测中的静载试验法与高应变法的应用探讨建材发展导向(2019年11期)2019-08-24桩基托换在鄂尔多斯大道桥扩建工程中的应用城市道桥与防洪(2019年5期)2019-06-26徙木立信小天使·六年级语数英综合(2019年2期)2019-01-12 相关热词搜索：变法，探析，检测，
