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摘 要：本文通過对基桩低应变法实测波形曲线的分析，说明桩身缺陷的波形特征。
关键词：基桩；低应变法；缺陷；波形特征
1 前言
基桩低应变检测因其机理清晰、测试方法简便，成果较可靠，并且成本低、检测比例大、效率高、便于对桩基工程进行普查等特点而受到工程界的欢迎。然而，由于其方法本身的局限性，如测试“盲区”的问题（一般认为距桩顶1-1.5倍桩径为测试“盲区”）、大直径桩高频干扰的问题、嵌岩桩的问题等，在判断桩身缺陷时往往有一定的难度。而桩身存在较严重缺陷时将导致桩身的承载力明显降低，达不到设计要求，给整个工程带来很大的安全隐患。所以，对桩身缺陷的判定具有重要的工程实际意义。
2 检测技术要求
为了保证检测质量，受检桩混凝土强度应达到规范要求（混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa）。
2.1桩头的处理
为了确保检测时应力波的正常传递，桩顶的混凝土质量应能代表桩身混凝土质量。检测前对于灌注桩应凿去桩顶浮浆、松散或破损部分，桩顶表面应平整干净且无积水，桩头部分桩身截面不规则时，也应将截面不规则部分凿除后进行检测。对于预应力管桩，当端板与桩身混凝土之间结合紧密时，可不进行处理，否则应锯掉后检测。
2.2传感器的选择与安装
加速度传感器不仅具有良好的幅频特牲，而且具有良好的相频特牲，所以测试最好选用加速度传感器。同时传感器安装的好坏对测试效果的影响很大，理论上传感器与桩面连接越紧密，与桩面之间的接触刚度越大，传递的特性就越好，测试信号也越真实。此外，激振点与传感器安装点的位置也很重要，对于灌注桩，锤击点在桩顶中心，传感器安装点与桩中心的距离宜为桩半径的三分之二，这样可以有效的减少大直径桩的高频干扰；对于预制管桩，锤击点与传感器安装点宜为桩壁厚的二分这一处，锤击点、传感器安装点与桩顶中心构成的平面夹角宜为90度。
2.3激振技术
激振技术在整个检测工作中占据着重要的位置，现场检测时，应针对不同的测试对象选择不同的激振源。一般来说，当检测长桩的桩底反射信息或深部缺陷时采用频率比较低的脉冲波；当检测短桩、桩的浅部缺陷及预制桩的浅部水平裂缝时用频率比较高的脉冲波；当要判断测试“盲区”时使用又轻又硬的金属锤乃至小铁钉，可以很好的提高振源频率和测试分辨率。
3 检测实例分析
例1：2#桩，桩型为静压预制管桩，桩径400mm，桩长14.90米，分上下两节，上节长2.9米，下节长12.0米，实测波形见图1-1。从实测波形可以看出，约3.0米处反射明显，初步判断为接桩焊缝断裂。经开挖证实，在距桩顶约2.9米两节桩对接处脱焊，用锤敲击桩身可见桩身晃动。重新焊实后的实测波形见图1-2，从实测曲线看波形正常。
图1-1 2#桩实测曲线
图1-2 2#桩补焊后实则曲线
例2：8ZH68#桩，桩型为素混凝土桩，桩径800mm，实测波形见图2-1。从实测波形可以看出，首波尚未完成，就见缺陷反射波叠加其上，而且出现多次等间距反射波，初步判断桩身浅部断裂。经开挖证实，在距桩顶约1.8米处出现一条大裂缝，用脚踢可见桩身晃动。实测波形为典型的断桩波形。截去2.2米后重新测试，波形如图2-2所示，实测曲线波形正常。
图2-2 8ZH68#桩截去后实测曲线
例3：10ZH11#桩，桩型为素混凝土桩，桩径800mm，实测波形见图3-1。该波形与8ZH68#桩波形似，但反射幅度和反射次数略逊于8ZH68#桩，初步判断约4.5米处有明显缺陷。经开挖证实，在距桩顶约4.4米处出现一条裂缝。实测波形为裂缝缺陷桩的波形。截去4.7米后重新测试，波形如图3-2所示，实测曲线波形正常。
图3-1 10ZH11#桩实测曲线
图3-2 10ZH11#桩破除后实测曲线
例4：80#桩，桩型为旋挖灌注，桩径1200mm，桩长8.47米（一层地下室，空桩约5.0米），设计持力层为微风化岩，实测波形见图4-1。从实测波形可以看出，在桩底反射前有一个明显的缺陷反射，初步判断为桩底沉渣过厚，建议抽芯。抽芯检测如图4-2所示：桩身砼长7.66米，有约0.8米的沉渣，分析是塌方所致。
图4-1 80#桩实测曲线
图4-2 80#桩钻芯检测相片
例4：BY5#桩，桩型为旋挖灌注，桩径1000mm，桩长34.0米，设计持力层为强风化岩，实测波形见图5-1。从实测波形可以看出17.5米左右见宽缓的同向反射波，桩底反射不清晰，而该工地大部分曲线桩底反射清晰，对该桩桩身完整性有怀疑，建议抽芯验证。抽芯检测结果如图5-2所示：在17.30～17.90m水泥砂浆富积，砼芯样尚完整，但观感上看强度较低。该桩为离析缺陷。
图5-1 BY5#桩实测曲线
图5-2 BY5#桩实测曲线
4 结束语
1、一维波理论是在杆的横向尺寸影响可以忽略的背景下建立的，并没有排除浅部有严重缺陷的情况，因此存在浅部缺陷准确定位的问题。一般情况下可以通过提高振源频率来对浅部缺陷做出定位，如果缺陷部位太浅，测到的波形为低频宽幅振荡波形，则只能定性做出判断，估计缺陷的大致范围。
2、当发现桩身存在缺陷时，应更换检测点和激振源反复测试，排除其它因素的影响，进一步证实缺陷的存在。对于浅部缺陷，可以开挖验证，截去缺陷以上部后重新检测桩身质量；对于深部或桩底缺陷，可以抽芯验证，根据缺陷的情况再商讨补强方案。
3、大直径灌注桩荷载较大，对桩身砼完整性要求较高，离析是一种常见的缺陷，低应变法检测往往对该类缺陷漏判，造成安全隐患。建议进行声波透射法检测，从而使基桩得到更准确的质量判定，而不至由于低应变法引起的漏判或误判。
参考文献：
[1]中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）.中国建筑工业出版社，2014.
[2]广东省标准《建筑基桩检测技术规范》（DBJ 15-60-2008）.中国建筑工业出版社，2008.
[3]袁庆华等.工程桩质量检测技术培训教材.中国建筑工业出版社，2009.
关键词：基桩；低应变法；缺陷；波形特征
1 前言
基桩低应变检测因其机理清晰、测试方法简便，成果较可靠，并且成本低、检测比例大、效率高、便于对桩基工程进行普查等特点而受到工程界的欢迎。然而，由于其方法本身的局限性，如测试“盲区”的问题（一般认为距桩顶1-1.5倍桩径为测试“盲区”）、大直径桩高频干扰的问题、嵌岩桩的问题等，在判断桩身缺陷时往往有一定的难度。而桩身存在较严重缺陷时将导致桩身的承载力明显降低，达不到设计要求，给整个工程带来很大的安全隐患。所以，对桩身缺陷的判定具有重要的工程实际意义。
2 检测技术要求
为了保证检测质量，受检桩混凝土强度应达到规范要求（混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa）。
2.1桩头的处理
为了确保检测时应力波的正常传递，桩顶的混凝土质量应能代表桩身混凝土质量。检测前对于灌注桩应凿去桩顶浮浆、松散或破损部分，桩顶表面应平整干净且无积水，桩头部分桩身截面不规则时，也应将截面不规则部分凿除后进行检测。对于预应力管桩，当端板与桩身混凝土之间结合紧密时，可不进行处理，否则应锯掉后检测。
2.2传感器的选择与安装
加速度传感器不仅具有良好的幅频特牲，而且具有良好的相频特牲，所以测试最好选用加速度传感器。同时传感器安装的好坏对测试效果的影响很大，理论上传感器与桩面连接越紧密，与桩面之间的接触刚度越大，传递的特性就越好，测试信号也越真实。此外，激振点与传感器安装点的位置也很重要，对于灌注桩，锤击点在桩顶中心，传感器安装点与桩中心的距离宜为桩半径的三分之二，这样可以有效的减少大直径桩的高频干扰；对于预制管桩，锤击点与传感器安装点宜为桩壁厚的二分这一处，锤击点、传感器安装点与桩顶中心构成的平面夹角宜为90度。
2.3激振技术
激振技术在整个检测工作中占据着重要的位置，现场检测时，应针对不同的测试对象选择不同的激振源。一般来说，当检测长桩的桩底反射信息或深部缺陷时采用频率比较低的脉冲波；当检测短桩、桩的浅部缺陷及预制桩的浅部水平裂缝时用频率比较高的脉冲波；当要判断测试“盲区”时使用又轻又硬的金属锤乃至小铁钉，可以很好的提高振源频率和测试分辨率。
3 检测实例分析
例1：2#桩，桩型为静压预制管桩，桩径400mm，桩长14.90米，分上下两节，上节长2.9米，下节长12.0米，实测波形见图1-1。从实测波形可以看出，约3.0米处反射明显，初步判断为接桩焊缝断裂。经开挖证实，在距桩顶约2.9米两节桩对接处脱焊，用锤敲击桩身可见桩身晃动。重新焊实后的实测波形见图1-2，从实测曲线看波形正常。
图1-1 2#桩实测曲线
图1-2 2#桩补焊后实则曲线
例2：8ZH68#桩，桩型为素混凝土桩，桩径800mm，实测波形见图2-1。从实测波形可以看出，首波尚未完成，就见缺陷反射波叠加其上，而且出现多次等间距反射波，初步判断桩身浅部断裂。经开挖证实，在距桩顶约1.8米处出现一条大裂缝，用脚踢可见桩身晃动。实测波形为典型的断桩波形。截去2.2米后重新测试，波形如图2-2所示，实测曲线波形正常。
图2-2 8ZH68#桩截去后实测曲线
例3：10ZH11#桩，桩型为素混凝土桩，桩径800mm，实测波形见图3-1。该波形与8ZH68#桩波形似，但反射幅度和反射次数略逊于8ZH68#桩，初步判断约4.5米处有明显缺陷。经开挖证实，在距桩顶约4.4米处出现一条裂缝。实测波形为裂缝缺陷桩的波形。截去4.7米后重新测试，波形如图3-2所示，实测曲线波形正常。
图3-1 10ZH11#桩实测曲线
图3-2 10ZH11#桩破除后实测曲线
例4：80#桩，桩型为旋挖灌注，桩径1200mm，桩长8.47米（一层地下室，空桩约5.0米），设计持力层为微风化岩，实测波形见图4-1。从实测波形可以看出，在桩底反射前有一个明显的缺陷反射，初步判断为桩底沉渣过厚，建议抽芯。抽芯检测如图4-2所示：桩身砼长7.66米，有约0.8米的沉渣，分析是塌方所致。
图4-1 80#桩实测曲线
图4-2 80#桩钻芯检测相片
例4：BY5#桩，桩型为旋挖灌注，桩径1000mm，桩长34.0米，设计持力层为强风化岩，实测波形见图5-1。从实测波形可以看出17.5米左右见宽缓的同向反射波，桩底反射不清晰，而该工地大部分曲线桩底反射清晰，对该桩桩身完整性有怀疑，建议抽芯验证。抽芯检测结果如图5-2所示：在17.30～17.90m水泥砂浆富积，砼芯样尚完整，但观感上看强度较低。该桩为离析缺陷。
图5-1 BY5#桩实测曲线
图5-2 BY5#桩实测曲线
4 结束语
1、一维波理论是在杆的横向尺寸影响可以忽略的背景下建立的，并没有排除浅部有严重缺陷的情况，因此存在浅部缺陷准确定位的问题。一般情况下可以通过提高振源频率来对浅部缺陷做出定位，如果缺陷部位太浅，测到的波形为低频宽幅振荡波形，则只能定性做出判断，估计缺陷的大致范围。
2、当发现桩身存在缺陷时，应更换检测点和激振源反复测试，排除其它因素的影响，进一步证实缺陷的存在。对于浅部缺陷，可以开挖验证，截去缺陷以上部后重新检测桩身质量；对于深部或桩底缺陷，可以抽芯验证，根据缺陷的情况再商讨补强方案。
3、大直径灌注桩荷载较大，对桩身砼完整性要求较高，离析是一种常见的缺陷，低应变法检测往往对该类缺陷漏判，造成安全隐患。建议进行声波透射法检测，从而使基桩得到更准确的质量判定，而不至由于低应变法引起的漏判或误判。
参考文献：
[1]中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）.中国建筑工业出版社，2014.
[2]广东省标准《建筑基桩检测技术规范》（DBJ 15-60-2008）.中国建筑工业出版社，2008.
[3]袁庆华等.工程桩质量检测技术培训教材.中国建筑工业出版社，2009.