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摘要：近些年，随着经济的发展，低应变法检测技术越来越娴熟。而低应变反射波法是目前国内外使用最广泛的一种基桩无损检测方法，由于其检测便捷、效率高已广泛采用，在低应变检测中，我们需严格按低应变检测要求，结合地质条件、成桩工艺、设计桩型综合对桩身完整性分析、判定，不放过任何桩身缺陷。最后还需协助施工单位一起找出造成缺陷的原因，督促其改进施工技术工艺，防止同类型缺陷反复发生，以确保桩基工程的施工质量。基于此，本文就针对低应变法检测几个问题进行具体分析。
关键词：低应变法；检测；问题分析
引言
当前，低应变法是基桩完整性检测的重要手段之一，因造价低，时间短，可以说是目前绝大多数工程首选方法。但低应变检测基桩完整性，也有其局限性。其方法对桩身缺陷无法做定量判定，无法判定基桩的具体缺陷。所以当低应变法检测基桩发现异常时，需要通过其他手段，如开挖、钻芯等方法进行验证。
1低应变法简介和基本原理
1.1低应变法简介
目前工程大多采用瞬态反射波法，即用瞬态激振设备，在桩顶激振，其在桩顶产生极小位移量，利用应力波在桩体内传播，反射，得到描述桩身情况信号。当波阻抗发生变化时，得到不同的信号曲线，通过曲线形态判断基桩产生异常。因波阻抗与多种因素相关，所以低应变法无法具体断定异常性质。当发现异常时，应采用其他辅助手段进行验证。
1.2基本原理
在常规的低应变法检测理论分析中，为将复杂的三维弹性波问题简化至一维，并使分析模型适用于混凝土材料，通常进行如下假定：（1）桩身混凝土为连续、均匀、各向同性的完全弹性材料，即为满足虎克定律的理想弹性体。（2）弹性介质在施加瞬态应力后产生弹性变形，其在介质中以波的形式传播，即所谓的弹性应力波。（3）在分析中忽略波传输过程中的材料阻尼效应。（4）对于横向尺寸远小于纵向尺寸的一维弹性杆，忽略波在横向截面上的二维传播，认为波仅在沿杆轴线方向进行一维传播。（5）波在传输过程中，桩的横截面始终为平面，且截面上的应力均匀分布。基于以上假定，问题描述如下：将桩身沿轴线方向简化为一维弹性杆模型，用跟桩身混凝土强相关和地层特性弱相关的波阻抗来描述桩身截面变化；然后，将弹性波在三维方向的传播简化为一维（沿桩轴线方向），通过在桩顶激励，产生物质波，该波在桩身内传播，遇到阻抗变化截面则会发生反射；最后，由安装在桩顶的传感器（速度型或加速度型）接收带有不同波阻抗信息的物质波，从而判断桩身缺陷或桩底的位置。低应变法检测主要涉及到3个参数：桩长、桩身平均弹性波速、弹性波在桩身中的反射双程时间。以下针对影响低应变法检测精确度的各种因素进行讨论，并提出控制方法。
2低应变法检测中的几个问题分析
2.1力锤的选择
目前，基桩低应变法检测的激振设备普遍使用的是力锤、力棒，力棒主要是用于大直径长桩。而力锤的选择要根据CFG桩的设计强度进行。当CFG桩的设计强度较低时，宜选择能产生高频窄脉冲的铝合金锤、铁锤结合部的橡胶垫层进行检测。否则，整个钟型脉冲过宽，难以识别浅部甚至中部的缺陷。而如果CFG的设计强度足够高，达到15MPa以上时，其弹性模量基本接近混凝土桩，采用常规的尼龙锤效果良好。
2.2检测时间的选择
对钢混凝土桩，《建筑基桩检测技术规范》中规定15MPa以上可进行检测，而对CFG桩，如果设计强度通常低于C15，即使设计为C15，也是要28d龄期才能达到，这往往与工期要求是矛盾的。通过上面的分析，我们认为，只要CFG桩的弹性模量与桩周土有较明显的差别就可以尝试检测。所以，检测时间就要根据强度、气候状况、桩周土情况进行估算。如果现场检测曲线杂乱，重复性差、不能分辨缺陷及桩底，则需要过一段时间再次检测。
2.3半钢筋笼底部反射问题
在软土地区一般的住宅楼普遍采用半钢筋笼的沉管灌注桩，这种桩形虽然应用多年，但存在很多施工问题，其中主要就是半钢筋笼底部与素混凝土交界面处的质量问题。对这种桩的检测常常由于半钢筋笼底部可能出现的二次反射和桩底反射叠加在一起难于区分而不能准确判断桩身质量。从理论上来讲，由于混凝土中含有钢筋使得密度ρ增加，波阻抗Z随之增加，在钢筋笼底部与素混凝土交界面处存在波阻抗差异，在时程曲线上应该有与入射波同相反射。另一方面，由于施工机具在振动沉管过程中强烈振动等原因，引起刚刚打完尚未初凝的临近桩在最为薄弱的交界面处出现缩径缺陷，严重的可能会产生断桩。
2.4短桩
长度偏短的桩，检测波形的形态仍然是完整的，它和正常桩无太大差别。但有些工程由于种种原因，个别桩偏短较多，影响工程质量和结构物的承载力。实践中，查出短桩的有效方法是使用波速。我们知道，影响波速的因素很多，但对于同一场地，相同的混凝土配合比，相同的工程地质及水文地质条件，各桩的波速应是接近的，一般不会相差很大。
2.5缺陷部位的判读误差
判断出缺陷类别和缺陷位置是桩身质量检测的重要任务对于断桩和严重缺陷桩，其缺陷位置可根据场地完好的桩平均波速确定（误差决定于桩体波速的个体差异）对于有桩底反射信号的中、轻度缺陷的位置确定，一般根据该桩的平均波速判读。事实上，在整理出的实测曲线上．已直接标出了缺陷的深度，实践表明，对于不利缺陷，这一深度往往比实际情况浅些。这是由于缺陷桩的平均波速因缺陷的影响有所降低，也就是说，全桩平均波速低于缺陷以上部分的波速，致使计算出的（即曲线上标出的）缺陷深度略偏小，这在实际工作中应予注意。
2.6浅部缺陷识别问题
低应变动测在桩顶实施的激震一般为手锤或力棒，敲击桩顶时为点击引起质点振动形成波动传播，在桩头附近可近似认为半球面波，远离桩头后可近似为平面波。由于检波器接收的是平面波，在桩头附近就会存在测试“盲区”，如果“盲区”范围内存在缺陷，我们很难分辨出来，所以说桩身浅部缺陷的识别是低应变中另一难点问题。对于浅部缺陷的识别，本人认为最重要的是激振技术，采取不同频率的激振力棒。提高激振脉冲波频率可以提高分辨率，力棒可保证弹性波的垂直传播，减少浅部折射损失，另外在敲击时，敲击位置尽量靠近检波器，便于拾取入射波，提高灵敏度，采用不同频率敲击，可以有效地识别浅部缺陷。
对于更浅部的缺陷（0.5m或以内），如果缺陷比较严重，比如断桩、严重缩径、夹泥等可以通过实测曲线特征识别，一般来说曲线呈不规则的“Λ“形，并带有更大低频曲线特征，比大低频曲线更不规则。根据经验可以怀疑桩身很浅部位有较为严重的缺陷，且敲击中能够听到”空空“声，此时应用力棒水平敲击桩侧，通常可以看到桩头的晃动。分析原因笔者认为是由于桩顶受激振后没有形成质点压缩的波动，而只是浅部缺陷块体的振动，实测曲线为检波器与块体的共振曲线。这种情况一般来说是由于施工中浇混凝土时在桩顶附近地层水侵入造成断桩或夹泥，另外机械开槽碰撞桩顶产生断桩也是其中主要原因之一。
结语
总之，以上就是我个人见解。低应变反射波法是目前国内外使用最广泛的一种基桩无损检测方法，由于其检测便捷、效率高已广泛采用，在低应变检测中，我们需严格按低应变检测要求，结合地质条件、成桩工艺、设计桩型综合对桩身完整性分析、判定，不放过任何桩身缺陷。基桩桩身完整性的低应变法检测作为一种常规检测手段应用广泛。在检测过程中，受现场条件所限，其精度往往受到多种因素的影响，如桩身混凝土的本构关系非线性、桩身非单一缺陷以及传感器安装谐振等。
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