桩基检测中低应变法和声波透射法的综合应用效果分析

桩基检测中低应变法和声波透射法的综合应用效果分析

摘要：文章首先对低应变法与声波透射法进行简要介绍，在此基础上对桩基检

测中低应变法与声波透射法的综合应用效果进行论述。期望通过本文的研究能够

对桩基检测结果准确性的提升有所帮助。

关键词：桩基检测；低应变法；声波透射法

1低应变法与声波透射法简介

1.1低应变法

这是一种利用波动理论对桩身存在的缺陷问题进行判断的方法，其突出的特

点是测试过程操作简便、成果的可靠性较高、成本低。数据采集是低应变法的重

要组成部分，该过程中涵盖了多种学科，如物理学、信号学、计算机、数学等等。数据采集的主要目的是对反射波信号进行收集和分析，可借助相关的仪器设备完成。随着低应变法在桩基检测中的推广应用，使得相关的仪器设备得到快速发展，性能日趋完善，通过软件可实现数据的记录与处理，不但可以减轻工作量，而且

还能提高工作效率。低应变法检测中使用的仪器设备主要有激振系统、测量系统

和数据分析系统，其中激振系统能够激发桩顶振动，测量系统能够对振动能进行

转换，数据分析系统是处理软件，可对相关数据进行处理，进而生成反射波曲线

图表等。

应用低应变法对桩基进行检测的过程中，需要重点对如下事项加以注意：

1.利用低应变法对桩基进行检测的过程中，应先对桩顶进行处理，将积水、

杂物清除干净，并使桩顶露出坚实的混凝土。在低应变检测中，现场数据的采集

主要通过传感器来完成，在对传感器进行安装时，应当对布设点进行打磨，从而

露出光滑的表面，这样可以粘结更加牢固。同时对传感器进行安放时，要确保耦

合质量，由此能够避免对信号质量造成影响。在粘结剂的选择上，应以黄油或凡

士林为主，需要特别注意的是，无论采用何种粘结剂，用量都不宜过多，如果粘

结剂过多，会对反射波信号的采集造成影响，从而降低检测结果的准确性。

2.对激振点进行布设时，应选择适宜的地方，尽可能远离外露钢筋的区域，

这样能够避免激振时产生干扰信号。

3.对桩基进行检测前，应当了解桩基的参数，据此对力棒进行选择。激振力

的作用方向应当尽可能保持竖直，且激振能量要适当，在可以看到桩底反射的前

提下，激振能量应越小越好，这样能够减少桩基周围介质对波形造成的干扰。

4.在对桩基进行现场检测的过程中，要尽可能将所有的干扰源全部排除，确

保可以按照采集到的反射波形判断数据采集质量。应结合桩径的大小，对检测点

进行布设，并尽量使各个检测点保持对称，同时各检测点记录的有效波形应当不

少于3个。

5.如果布设在同一个区域内的不同检测点的信号存在较为严重偏差时，可适

当增设点位，并对导致偏差的原因进行分析，若是因为桩基顶部的质量缺陷引起的，则必须及时进行处理。

1.2声波透射法

声波透射法归属于无损检测技术的范畴，其特点是灵活性强、方便快捷、成

本低、技术含量高。超声检测仪是一种技术先进的仪器设备，通过它可对桩基进

行连续检测，除便于携带之外，其稳定性较高，由此使该仪器成为声波透射法中

较为常用的检测仪器。利用声波透射法对桩基进行检测的过程中，声测管是核心

部件，其能够为发射和接收探头提供通道，鉴于此，声测管的埋设质量会直接影

响检测结果的准确性。相关研究结果表明，声波的传播过程会受到声测管的影响，为使这种影响降至最低，应当对声测管进行优选。目前，常用的声测管有以下几种：钢管、螺纹管和塑料管。在桩基检测中，声测管的埋设数量，决定检测面的

个数，两者之间成正比例关系，即声测管的用量越多，检测面就越多，此时的检

测精度也就越高，但随着声测管数量的增加，检测成本也会相应增大。如果减少

声测管的数量，可以使检测成本降低，但检测结果的准确性也会受到一定程度的

影响。因此，我国现行规范中，对声测管的埋设数量给出明确的规定：当被检测

桩基的桩径在800mm以下时，声测管的数量为2个，桩径在800-2000mm之间，声测管的数量应当大于等于3个，桩径超过2000mm时，声测管的数量应当大于

等于4个。

2桩基检测中低应变法与声波透射法的综合应用效果

为便于本文研究，以钻孔灌注桩工程的质量检测实例为依托，对低应变法与

声波投射法的综合应用进行分析。

2.1桩基质量问题的成因

钻孔灌注桩是桩基础施工中较为常用的一种形式，主要的钻孔方式有两种，

一种是机械钻孔，另一种是人工挖孔，成孔后，将钢筋笼下放至孔内，然后灌注

预先制备好的混凝土，待混凝土凝固之后，便可形成桩基。在钻孔灌注桩施工中，孔底除存在大量的泥土之外，还有一定的地下水，由此导致混凝土需要在泥水中

进行灌注，从而增大了混凝土质量的控制难度。同时，无论是机械钻孔灌注还是

人力挖孔灌注，施工过程都比较复杂，而且工序也比较多，每道工序及细节的质量，都可能影响到成桩后桩基的承载力，会引起桩基质量问题。

2.2低应变法与声波透射法综合应用的必要性

由低应变法的理论可知，该方法在对桩基进行检测时，需要被检测的桩基满

足一维弹性杆件的假设，然而，在实际工程中，部分桩基的嵌岩段相对较长，还

有一些桩基与基岩之间的衔接过于紧密，在这种情况下，理论的假设将无法成立。同时，如果桩身周围的岩土层阻尼过大，桩身的缺陷反射信号可能会被削弱，严

重时则会被抵消，这样一来，会导致检测结果的准确性降低。声波透射法仅能对

单桩的各个检测剖面进行单独评价，若是被检测桩基中有多个检测剖面，并且同

个截面内桩身的完成性存在差异时，声波透射法将很难对桩基的整体质量进行有

效评价。不仅如此，在应用声波透射法对桩基进行检测的过程中，声测管的埋设

质量容易对检测结果的准确性造成影响，当桩径较大时，无法保证埋设的声测管

相互平行，从而增大桩身质量的判定难度。通过上述分析可知，若是在桩基检测中，只采用低应变法或是声波透射法，都很难达到理想的效果。鉴于此，笔者认为，可将这两种检测方法结合到一起应用，这样除能够解决单独一种检测方法的

局限性问题之外，还能对检测结果进行互相验证，从而提高桩基质量判断的准确性。

2.3综合检测分析

2.3.1桩基所在地的地质概况。由工程地质调查资料可知，待检测桩基所在区

域内的地层结构为杂填土、粉质砂土、全风化泥质粉砂岩。本次检测的桩基数量

为12根。

图1 2#桩低应变波形

2.3.2检测设备。在本工程中，低应变法的检测设备选用的是国外某公司研发