摘要:桩基础是目前工程中常用的基础形式之一，基桩的主要作用就是把上部结构的荷载传递到持力层，基桩工程作为一项重要的隐蔽工程，在整个结构受力中起着至关重要的作用，由于桩基础的成桩质量和桩身完整性受施工环境、施工人员以及机械的可操作性等诸多因素的影响，在施工过程中存在多种质量安全隐患。因此桩基质量检测工作检测基桩桩身完整性以及成桩质量的好坏至关重要。本文将阐述低应变法、声波透射法以及对这两种检测方法综合应用研究，以便于更好的完成对桩基的检测工作，以提高检测结果的准确性。
关键词:低应变法;声波透射法;桩基检测;
1低应变法的应用研究
1.1低应变法的基本原理
低应变法的检测原理是假设桩身为一根弹性的杆件，当使用激振锤对桩顶进行锤击时，在激振锤敲击点周围会产生能量较低的振动，这些振动会形成应力波，当应力波传播过程中遇到波阻抗界面变化的时候将会产生反射波和透射波，此时表明该处存在缺陷界面，反射波和透射波成为新的振源在此引起周围振动，最后反射波和透射波经过基桩再次返回到桩顶的时候，被桩顶的传感器所接收，形成一定的波形，通过对反射波形传输的时间能够推测出缺陷位置，根据缺陷反射的幅值可以确定桩基缺陷的程度和深度，然后通过反射波形得到具体的相位和幅值等参数就能推算出缺陷的异常类型，这就是低应变法的检测的基本原理。
1.2低应变法的技术要点
在进行低应变法检测之前，首先应当对被测桩顶进行预处理，保证桩顶表面干净无积水，若桩顶出现浮浆或者不密实等现象，应当提前凿去露出密实的混凝土，保证与下部混凝土粘结情况良好。激振点和传感器安放位置应尽量远离主筋，提前打磨光滑以便于激振操作和传感器的粘结。在现场数据采集过程中，根据柱径的大小，对称布置多个检测点，现场各测点应采集不少于3次，必要时可多次采集，激振锤的激振方向垂直向下，桩基长轴与传感器的安装方向保持一致，传感器应用耦合剂粘结在桩基上，常用的耦合剂为凡士林、黄油等粘结性好的材料，激振技术和传感器耦合度将会对直接影响反射波的反射信号质量。激振锤的选择。根据桩基实际参数来选择合适质量以及材质的力棒，来获得适当的脉冲波，脉冲波主要分为低频宽脉冲和高频窄脉冲。在激振锤工作时需要根据实际情况控制激振能量，并防止二次敲击，避免后续波的干扰，在能够看到明显的桩底反射的前提下尽可能小，以减少对波形的干扰。为了同时检测桩基的深部和浅部缺陷情况，在现场实际操作时需要改变激振锤激振位置或者更换传感器。
2声波透射法的应用研究
2.1声波透射法的基本原理
桩基混凝土内部经常会因为施工的原因出现各种缺陷，导致混凝土桩基中出现不同波阻抗的现象。而声波透射法就是利用混凝土桩基该种现象，使用高频超声波，通过高精度仪器记录高频超声波在桩基混凝土中传播过程中的波动特征，来分析桩基混凝土的内部情况。当混凝土内不存在缺陷时，仪器所得到的波形是较为完整且不会出现明显突变的;当混凝土内存在不连续、破损界面或混凝土内存在蜂窝、麻面、松散、孔洞等严重缺陷时，仪器接收的波形会呈现出波形缺失、畸变或者波速降低等现象。出现该现象的原因主要是超声波在有缺陷的混凝土内部传播时，缺陷与混凝土之间形成的不规则界面会使超声波出现反射、散射或绕射等情况。
2.2声波透射法的技术要点
目前为减少声测管对声波传播的影响，通常用改变声测管材质来实现，如钢制螺纹管、钢管以及塑料管。声测管相互之间应平行布置，否则将会极大影响超声波测试的结果，给桩身完整性的判定带来困难。桩身混凝土的检测龄期必须达到28天以上方可进行检测，检测之前应当对桩基的桩径、桩长和混凝土标号进行标记，且保证预埋声测管内畅通，声测管内部耦合剂(通常为水)界面应当高于被测桩基顶面。声波换能器若接触声测管管壁，声波会发生畸变，应加扶正器使换能器始终处于声测管的中间位置，检测时将声测管按顺时针顺序进行编号，并将接收和发射探头放置于对应剖面的声测管底部，保持其相同标高，接收和发射探头同步提升，通常宜在5-15cm/s之间。
3实例案例分析
低应变检测桩基完整性重点环节在于检测过程中及时收集相关资料，在检测时发现异常，需立即进行复测，并排除设备及方法等影响，切实保证数据可靠，并收集工程水文地质、岩土工程勘察资料、桩基的设计施工图及成孔施工资料等，分析缺陷形成的原因和因素对数据的影响，避免造成误判。确认存在缺陷，根据实际情况提出处理意见措施，查找原因，避免类似情况再次发生。
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设计桩长45m，桩径0.5m，正循环转孔灌注桩，采用C20水下混凝土浇筑。该桩在5.3m左右有同向反射同时伴有多次反射，从图形分析判断该桩基在5.3m左右存在断层，判为Ⅳ类。原因分析：本批桩基附近区域内有5根桩出现该情况，并且缺陷位置均集中在5.0~6.2m之间，实体查看现场水文地质情况，翻阅设计地勘资料并对转孔过程中的转渣进行对比分析，确定该批问题桩基所处位置为古河道，古河道河床底部存有1m左右的流沙层，故该批桩基均在5m多的地方出现严重的夹泥，形成断桩。处理方法：由于问题桩批次存在，且该古河道面积较大，开挖量较大成本高，综合经济及技术手段，建议采用机械钻孔桩补桩，成孔时采取化学泥浆护壁，成孔后采取反射波成孔检测仪测试孔壁及沉渣，混凝土采用C30水下混凝土浇筑。
设计桩长50m，桩径0.6m，采用C25水下混凝土浇筑，属于简易钻孔桩。该桩在距离桩顶7.5m附近有同向反射，并存在多次反射，从图形分析判断该桩基属断桩，判为Ⅳ类。原因分析：查看桩孔记录，该桩基在转至6~8m附近时发现淤泥层，并且处于液化流体状态，但在施工过程中未做任何处理，致使在灌桩过程中在该淤泥层位置出现坍孔，形成夹泥层。处理方法：由于该桩基在6~8m附近的位置存在流动性较大淤泥层，并且该淤泥层的范围较大，采用开挖工程量非常大，而该桩处在四桩承台中，旁边是三桩承台，经设计同意，采取桩径0.8m的转孔桩对问题桩基接桩处理，并把两个承台合并成一个大承台，并增加配筋量，重新进行设计验算及静载试验验证基础的承载能力。从应用中可以得知：
(1)低应变反射波法检测快速、费用低，但其局限性也非常突出，在现场检测时一定要排除各种外界干扰因素，注意收集施工过程中的记录、地勘资料及桩孔信息、强度资料等帮助室内资料分析整理。
(2)桩基质量控制重在施工过程控制，注重工艺工法的落实，三检制的落实，低应变反射波法检测发现有缺陷，根据检测结果可以具体判定缺陷部位及成因，可以给施工单位提供处理意见。
(3)低应变反射波法检测结果判定不能仅依赖检测波形，要综合现场检测时收集的资料信息，有必要时再次对现场进行实地勘察。分析出现问题的原因，为工程施工的质量提升提供意见，避免类似质量事故或事件再次发生。
结语
综上所述，由于低应变法和声波透射法检测原理的不同，并且它们在检测过程中具备各自的优势及局限性，在实际工程实践中，应根据桩基的实际情况选择不同的检测方法，在很大程度上能够提高桩基质量检测的准确性。——论文作者：马文燕
