低應變法檢測既有建筑地基基礎(chǔ)的思考

程 彥 （合肥工大工程試驗檢測有限責任公司，安徽 合肥 230009）

0 前言

既有建筑在實際應用當中會因為多種外在因素而出現(xiàn)質(zhì)量問題，例如老化、損傷等，而隨著時間的累積，這種現(xiàn)象會不斷放大，最終對建筑局部造成重大影響，如果不及時防治，可能會引起安全事故發(fā)生。低應變法正是一種針對既有建筑地基基礎(chǔ)，進行老化、損傷檢測的技術(shù)，通過此項技術(shù)可以決定既有建筑是否需要進行加固。

實驗各儀器參數(shù) 表1

1 實例低應變法應用分析

因為低應變法具有較高通用性，在不同的檢測條件下其參數(shù)也會不同，所以無法對其一概而論，在此條件下本文將結(jié)合實例來進行分析。

1.1 實例概況

某建筑工程竣工至今已經(jīng)30余年，在使用年限規(guī)范上已經(jīng)進入了“后期”，所以其可能存在較為嚴重的老化、損傷現(xiàn)象。該工程共分19層，屬于高層建筑，其中地上18層，地下1層，總體高度達76.1m，根據(jù)相關(guān)施工單位的施工報告得知，該工程建設(shè)時所選擇的地基基礎(chǔ)類型為筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底標高為-4.70m，同時在地基處理方面，還使用了CFG樁復合地基596根，其中有效樁長為20.0m。在實例基礎(chǔ)上，本文出于便捷性考慮，主要選擇該建筑中的3根基礎(chǔ)進行低應變檢測實驗[2]。

1.2 實驗準備工作

首先進行實驗儀器準備，主要儀器包括動測儀、速度傳感器、激振力棒、激振力錘，各項儀器的參數(shù)見表1。其次為了確保實驗能夠順利進行，本文在正式實驗階段對所有設(shè)備的狀態(tài)進行了檢查，確認所有設(shè)備可以正常使用。

1.3 檢測方法

為了體現(xiàn)低應變檢測法的優(yōu)勢，本文選擇了兩種檢測方式，具體如下文所述。

1.3.1 方法一

針對既有建筑地基基礎(chǔ)頂部以下20cm～50cm位置，采用水鉆方法進行鉆孔，得到一個10cm的鉆孔（孔深不大于0.5d，d代表既有建筑地基基礎(chǔ)的樁徑），之后依靠鉆孔來安裝鋼板梁，同時將速度傳感器安裝在樁基的側(cè)面，安裝完成之后采用重錘錘擊安裝好的鋼板，此時鋼板會發(fā)生相應的振動，而振動就會產(chǎn)生激振信號并將信號傳遞給地基基礎(chǔ)。

1.3.2 方法二

主要采用與方法一相同的鉆孔規(guī)范、傳感器安裝方法來進行準備工作，之后在鉆孔內(nèi)安置鞭炮，通過鞭炮爆炸時產(chǎn)生的振動來發(fā)射激振信號，同時因為鞭炮爆炸時的激振信號多為聲波信號，所以為了收集其反射波，在該方法下主要選擇聲波接收儀器來實現(xiàn)目的。

1.4 保證措施

為了確保本文測試結(jié)果準確，在實際操作當中通過了相應的保證措施對實例既有建筑的地基基礎(chǔ)進行了處理，具體步驟為：針對地基基礎(chǔ)上的凹凸部位進行鑿除，只處理樁頭20cm～50cm范圍內(nèi)的凹凸部位，使得樁頭平整；本文激振信號發(fā)生方法以及激振發(fā)射波接收方法均經(jīng)過實驗確認；所有激振點的位置均盡可能與地基基礎(chǔ)樁頭中心靠近；針對實驗范圍內(nèi)的每一根地基基礎(chǔ)，均進行2次重復測試，之后將兩組測試數(shù)據(jù)綜合，取其中均值作為最終結(jié)果[3]。

2 測試結(jié)果

2.1 成樁后樁動測

結(jié)合實例建筑施工單位施工時的動測數(shù)據(jù)，對本文測試結(jié)果進行分析。成樁后樁動測結(jié)果見圖1，根據(jù)圖1得知，本文所測試的三根地基基礎(chǔ)存在明顯的反射現(xiàn)象，但整體上表現(xiàn)相對穩(wěn)定，依照相關(guān)地基基礎(chǔ)完整性等級規(guī)范，本文測試地基基礎(chǔ)的完整性等級為Ⅱ類，同時根據(jù)實際表現(xiàn)可見，所有地基基礎(chǔ)信號重復性好，為標準的低應變動測曲線。

2.2 墊層施工后樁動測結(jié)果

主要選擇實例工程施工單位墊層施工后樁動測的信號，結(jié)合本文測試結(jié)果來進行分析。首先本文先采用方法二對地基基礎(chǔ)進行了測試，根據(jù)測試結(jié)果可見，該方法下所得到的曲線數(shù)據(jù)十分不規(guī)律，不滿足本文分析需求，所以證明方法二的適用性在實例條件下并不適用，而通過方法一進行測試可見，在方法一條件下得到了曲線數(shù)據(jù)具備低應變動測曲線特征，說明該方法有效，那么根據(jù)方法一的曲線進行分析，結(jié)果顯示三根地基基礎(chǔ)在完整性上的等級均為Ⅱ類，與實例工程的施工時的測試數(shù)據(jù)并沒有太多出入，所以說明實例既有建筑的地基基礎(chǔ)完整性良好，尚不需要進行調(diào)整。

3 低應變法檢測中的注意事項

3.1 檢測設(shè)備相關(guān)事項

檢測設(shè)備對于低應變法檢測準確率的影響很大，因為在檢測過程當中，需要對檢測設(shè)備的相關(guān)事項進行處理。首先在檢測之前需要對場地進行勘察，如果場地當中存在積水現(xiàn)象，那么要先進行排水工作，因為積水會導致地基基礎(chǔ)的局部含水量較大，而水是一種具有吸收能量波的物體，所以在大含水量的條件下，很難產(chǎn)生反射波，此時就導致檢測數(shù)據(jù)不完整；其次，在檢測之前需要對所有儀器設(shè)備進行狀態(tài)檢查，因為低應變檢測周期雖然較短，但設(shè)備使用率較高，所以可能出現(xiàn)損壞、老化等問題，如果存在這種現(xiàn)象，同樣會導致低應變檢測的準確度下降，所以有必要在正式檢測之前對設(shè)備進行檢查。

3.2 計算結(jié)果分析

低應變法得到的初始數(shù)據(jù)均為反射波數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)并不能直接反映出的地基基礎(chǔ)的完整性，需要通過相關(guān)計算，根據(jù)反射波數(shù)據(jù)與地基基礎(chǔ)完整性之間的關(guān)系來進行判斷。但在實際計算當中，因為計算量較大很容易出現(xiàn)計算錯誤現(xiàn)象，同時因為低應變檢測中的反射波數(shù)據(jù)存在部分無用的數(shù)據(jù)，所以其計算結(jié)果容易失準。針對此類現(xiàn)象，在計算過程當中應當選擇其中較具代表性的數(shù)據(jù)，例如最高值與最低值，再通過對比選取之中均值來避免無用數(shù)據(jù)的干擾，同時計算完成之后有必要對計算結(jié)果進行檢驗，完全確認準確無誤之后才能實際應用。

3.3 數(shù)據(jù)完整性

根據(jù)上述分析（3.1成樁后樁動測）可見，在低應變檢測當中反射波數(shù)據(jù)為曲線形式，如果其中某項數(shù)據(jù)存在缺失現(xiàn)象，就會導致數(shù)據(jù)完整性不足，直接使得計算結(jié)果準確性下降。除了在反射波數(shù)據(jù)方面要確保完整以外，針對施工地基基礎(chǔ)的地質(zhì)條件也要確保完整，此舉主要因為地質(zhì)條件與地基基礎(chǔ)狀態(tài)有密切聯(lián)系，可以分析出地基基礎(chǔ)的狀態(tài)類型，再結(jié)合反射波數(shù)據(jù)進一步提高檢測結(jié)果準確性。此外，在進行低應變檢測當中，不能隨意松開檢測設(shè)備，因為一旦松開檢測設(shè)備，就代表設(shè)備終止運行，會導致數(shù)據(jù)采集不完整現(xiàn)象；在檢測過程當中，還要注意外力干擾，要盡可能避免這一類因素的干擾。

4 結(jié)語

本文主要對低應變法檢測既有建筑地基基礎(chǔ)進行了分析，分析中首先對低應變檢測進行了介紹，了解了該方法的運作原理，其次圍繞實例確認了低應變檢測的激振發(fā)射正確方法，并通過結(jié)果對正確性進行了驗證，說明方法有效，最終對低應變法檢測中的注意事項進行了分析。