对低应变法检测桩基论文

对低应变法检测桩基的几点看法

摘要:低应变法检测桩基在我国已有二十多年的历史,低应变反射波法有着快捷、经济、无损、轻便等众多优点,使得低应变法检测已成为控制基桩质量最普及的手段之一,不过其也不是万能的,

优势的背后也有局限性。

关键词:低应变法检测桩基

引言

目前,检测桩身结构完整性的方法比较多,有静载荷试验法、低应变反射波法、声波透射法、高应变动力试验法等等,低应变反射波法有着快捷、经济、无损、轻便等众多优点,已经成为实际工程检测中应用最广泛的一项检测方法。但是,低应变反射波法也有其局限性,在应用中应避免走进测量的误区。

1 低应变法测量原理与应用实例

现在国内低应变动测法主要用于检测桩身完整性,低应变动力测桩是采用低能量的瞬态或稳态激振,使桩在弹性范围内做低幅振动,利用振动和波动理论判断桩身缺陷。特别是在重要工程中对大直径长桩进行测试,一般桩长都远大于桩径,桩可以被简化为有约束的

一维线弹性均质杆件,得到一维直杆的纵向振动模型,在桩身内传

播的弹性波,根据弹性波理论,一旦其遇到波阻抗不连续界面,就会在界面上反射和透射,也就是当桩身的几何尺寸、截面材料的物理性质等参数发生变化,波阻抗也相应地变化,以此判定桩身完整性

及缺陷。

工程实例:本次检测用的是fd—p204型动测仪,对通过动测仪所配套的低应变时域分析软件某教学楼桩基进行检测,地质勘察报告显示场地土层主要是粉质黏土可分为8层,工程中测得如下典型波形:

如图1所示,10号桩的测试波形,10号桩桩径是0.533m,长26.3m。图1中,平均波速为,横坐标是波的传播时间,纵坐标是电压的变化,反映出波的振幅,波形图分析,可以看到该桩只有桩底处反射明显,波形曲线比较平滑,桩身没有发现异常同相反射,说明该桩质量较好、结构完整。

如图2所示,152号桩的波形曲线,从图形上分析,可以看出该波形桩底没有明显的反射,通过时域分析发现与桩顶相距1.2m的地方出现波阻抗减小的反射界面,平均波速比完整桩平均波速稍微低一些,可以判断该处缺陷不是缩颈,为轻微离析。

2 低应变法的局限性和应用误区

2.1 不能准确检测桩基承载力

低应变动测法主要用于检测桩身完整性,而人们最关心的问题是桩基的承载力是否满足设计要求,承载力是否符合设计要求由桩基的完整性、混凝土骨料粒径、混凝土强度及桩土作用力四个要素来共同评定,对于桩基完整性不合格的桩基可以应用低应变动测法检测出来,证明该桩的承载力就一定不符合设计要求,但是如果桩基

完整完好,低应变动测法就检测不出其他三个要素好不好,其承载

力就有不符合设计要求的可能。所以低应变法检测桩不能准确检测

承载力。

2.2 不能提供准确桩长数据

低应变法桩基检测基本计算公式:,其中有3个参量,力波传递时间s是可以测定出来的一个确定的量,从式子上看要提供桩长l,必须还要能确定波速度v,而v的影响因素有很多,如:桩的龄期、混凝土的强度、混凝土骨料粒径等都对v有影响,存在很大的差异性,曾有人做过实验如果取已知桩基的检测结果的平均力波速度去反算

桩长,一根10m的桩大概要有1m的误差,用s和v来计算桩长,不能提供准确的桩基长度数据。

桩基长度是监理部门和施工单位都十分关注的问题,直接影响着业主支付工程款,准确确定桩基长度可以查看钻孔原始记录,或是

看桩基灌注前监理验孔批复单,这些用尺量直接测量的数据,是可

靠的数据。

2.3 不适合检测短而粗的桩基

低应变法检测桩基的基础理论是一维杆理论模型,而短粗的桩基,不满足桩长都远大于桩径的条件,与一维杆理论有较偏离大,对于

长度小于10m,桩径大于2.0m的桩,横波干扰较多,无法判断桩底和缺陷,直接影响着桩基完整性的判断,这类桩基最好用声波透射法

检测。

2.4 关于桩底反射波的问题

在工程检测中,有许多检测人员错误地认为低应变法检测基桩完整性应该有一个与入射波同方向的桩底反射波,如果没有发现,就

认为该检测信号无效。而大量的测量实践表明,当桩端部分桩身阻抗与持力层阻抗相匹配时,实测信号正常情况就是没有桩底反射波信号的,不能将信号无桩底反射波作为该检测信号无效的依据。相反,在运用低应变法检测嵌岩桩时,如果出现了与入射波同向的单

一反射波时,恰恰说明了该检测方法不符合要求,应该换用其它检

测方法来验证桩端嵌岩情况。

2.5 不能检测桩顶端是非自由情形

低应变法进行基桩检测时,桩顶面应密实、平整,且是自由的。桩顶应是自由的这一条件在测试时容易被忽视。基桩低应变法原理是将基桩假设为一个一维杆件模型,然后建立偏微分方程,但是桩顶

端是自由的是求解此偏微分方程的边界条件,离开了这一边界条件,现行低应变法所用波动理论分析方法是完全不成立的。

例如,有些检测单位在地面建筑已施工至4层时,利用承台梁下方外露的局部桩头进行了低应变法无法检测桩身完整性。因为建筑物已施工至地面4层相当于桩顶端是非自由的,此时基桩已不是一个独立的杆件,故不能采用低应变法检测桩身完整性了。

3 结语

低应变法检测已成为控制基桩质量最普及的手段之一,被成功用于检测桩身的缺陷及位置,进而判定桩身完整性。但是,现行的低应变法还有很多局限性,如不能准确检测桩基承载力,不能提供准确

桩长数据,不适合检测短而粗的桩基,认识桩底反射波的也存在一

定的问题,不能检测桩顶端是非自由情形等等,认识局限性可以有

效避免操作过程中进入误区。

参考文献

[1] jgj106－2003建筑基桩检测技术规范［s］.北京:中国建筑工业出版社,2003.

[2] 林建生.桩基无损质量检测中瞬态锤击法时域曲线的分析与研究［j］.地震地磁观测与研究,1993,14(3).