地基基礎(chǔ)檢測(cè)中低應(yīng)變法的實(shí)踐應(yīng)用研究

李悅

武漢中和工程技術(shù)有限公司 湖北武漢 430080

地基試驗(yàn)包括地基承載力、變形參數(shù)和巖土力學(xué)性能評(píng)價(jià)。在實(shí)際施工過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)前需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)的工程勘察，并結(jié)合物理力學(xué)性能測(cè)試，對(duì)地質(zhì)條件做出正確的評(píng)價(jià)。隨著當(dāng)前建筑工程實(shí)踐的深入，地基檢測(cè)方法也受到了廣泛的關(guān)注，尤其是低應(yīng)變法的應(yīng)用，進(jìn)一步提高了地基檢測(cè)水平，促進(jìn)了建筑業(yè)的發(fā)展。

1 低應(yīng)變法基本原理

目前，低應(yīng)變方法主要使用低能耗的瞬態(tài)激勵(lì)使樁在彈性范圍內(nèi)的低振幅振動(dòng)，并接收最初的信號(hào)源和反射的信號(hào)通過(guò)速度傳感器或一個(gè)加速度傳感器，并結(jié)合波浪理論判斷樁的完整性。彈性波在樁中的傳播和反射是應(yīng)力波的基本特征。在工程中，樁長(zhǎng)往往比樁徑大得多。因此，樁可以看作是一維桿。當(dāng)樁頂產(chǎn)生瞬時(shí)振動(dòng)時(shí)，受激應(yīng)力波將沿樁身向下傳遞。由于樁體與周圍土體的波阻抗差異較大，大部分能量波將繼續(xù)在樁體中傳播[1]。

2 地基基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)

2.1 測(cè)試儀器選擇

用于選擇低應(yīng)變動(dòng)態(tài)檢測(cè)的測(cè)量響應(yīng)傳感器是一種壓電加速度傳感器。從實(shí)際效果來(lái)看，速度信號(hào)的有效分析結(jié)果一般在2000Hz以內(nèi)，但這并不意味著加速度計(jì)的頻響線段只需要達(dá)到2000Hz。由于原始加速度信號(hào)中包含的高頻尖峰比綜合速度波形中包含的高頻尖峰要多，所以故障的數(shù)量決定了它們?cè)陬l譜中的能量。因此，在10%幅頻誤差范圍內(nèi)，樁頂表面不平整時(shí)，應(yīng)避免用硬料錘直接攻絲。此外，在勵(lì)磁設(shè)備方面，瞬態(tài)勵(lì)磁操作應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)選擇不同材料的錘頭，以獲得合適的脈沖。除大直徑樁外，沖擊脈沖的有效高頻分量不超過(guò)2000hz。通常錘體的質(zhì)量起控制力脈沖振幅的作用，錘體的質(zhì)量起控制脈沖寬度的作用。

2.2 檢測(cè)前處理

一般工程場(chǎng)地所采取的檢測(cè)前處理工作內(nèi)容，主要包括對(duì)樁頭部分進(jìn)行提前處理。由于在測(cè)試過(guò)程中，樁頂條件會(huì)對(duì)后續(xù)的測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生一定影響，所以在測(cè)試過(guò)程前，工作人員首先應(yīng)該對(duì)測(cè)試樁表面破損情況進(jìn)行清理，保證表面平整，防止交際過(guò)程中凹凸不平的表面材質(zhì)對(duì)能量的傳播產(chǎn)生影響，造成測(cè)量誤差。在一般實(shí)際操作時(shí)，工作人員為得到更加有效的數(shù)據(jù)，一般會(huì)在同一位置進(jìn)行多次敲擊，取敲擊所獲數(shù)據(jù)的平均值作為參考。但是也會(huì)出現(xiàn)以下情況，工作人員多次在同一位置進(jìn)行敲擊，最終所得到的測(cè)試數(shù)據(jù)與預(yù)估相差較多，具體表現(xiàn)為信號(hào)的重復(fù)性較差，遇到這種情況時(shí)工作人員首先應(yīng)該判斷是否是由于待測(cè)物體表面不平整而造成的影響，并立即對(duì)其進(jìn)行檢查，如果檢查結(jié)果表明確實(shí)是由于外表面不平整造成，應(yīng)該立即對(duì)表面進(jìn)行處理，然后重新進(jìn)行測(cè)試。除了表面不平整會(huì)影響到測(cè)試結(jié)果之外，樁頂漏筋也會(huì)在一定程度上影響到正常的測(cè)試結(jié)果，工作人員如果在測(cè)試過(guò)程中提前發(fā)現(xiàn)了這一問(wèn)題應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)處理，防止樁頭處存在截面變化影響最終的測(cè)試信號(hào)。

3 地基基礎(chǔ)檢測(cè)中的低應(yīng)變法應(yīng)用

3.1 檢測(cè)的方法

建筑地基檢測(cè)在應(yīng)用低應(yīng)變法的過(guò)程中，低應(yīng)變法技術(shù)的檢測(cè)方法仍采用傳統(tǒng)的錘擊法進(jìn)行。在基礎(chǔ)墊層上測(cè)試低應(yīng)變功率時(shí)，傳統(tǒng)的錘頂錘擊法師難度較大。因此，有必要調(diào)整檢測(cè)方法。在實(shí)際施工過(guò)程中，首先采用聲波激勵(lì)法在樁頂下鉆孔，安裝鋼板，在鉆孔內(nèi)安裝傳感器。此外，還可以通過(guò)鞭炮的激發(fā)來(lái)獲取聲信號(hào)。

3.2 檢測(cè)效果保障

為了保證低應(yīng)變法在建筑地基試驗(yàn)中的應(yīng)用，有必要采取相應(yīng)的措施，提高應(yīng)用水平，保證應(yīng)用效果。首先，在建立基金會(huì)的早期檢查、準(zhǔn)備工作應(yīng)該充分準(zhǔn)備在早期階段，和樁頭應(yīng)該被浮漿的方法，確保清潔和樁頭表面光滑，這奠定了良好的基礎(chǔ)樁頭和傳感器的安裝。其次，在選擇驗(yàn)收條件和激勵(lì)方式時(shí)，要進(jìn)行科學(xué)的試驗(yàn)，充分分析試驗(yàn)結(jié)果，選擇最佳的驗(yàn)收條件和激勵(lì)方式。第三，為了保證激發(fā)。在選擇勵(lì)磁位置時(shí)，應(yīng)檢驗(yàn)其效果，合理選擇勵(lì)磁位置，確保勵(lì)磁位置和數(shù)量能提高應(yīng)用效果。第四，為了提高低應(yīng)變法的應(yīng)用水平，應(yīng)用合理。選擇激勵(lì)的動(dòng)機(jī)，如用小能量激發(fā)檢測(cè)，檢測(cè)的分辨率不高；第五，低應(yīng)變法應(yīng)保證在應(yīng)用于建筑地基的基礎(chǔ)檢測(cè)中能夠檢測(cè)到樁體。從而有效地減少了檢測(cè)誤差，提高了建筑地基檢測(cè)的準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，也有必要提高抗干擾能力的檢測(cè)過(guò)程中，可以保證和提高抗干擾能力的增強(qiáng)信號(hào)反復(fù)激發(fā)，從而確保低應(yīng)變方法的應(yīng)用效果的檢測(cè)的基礎(chǔ)。

3.3 低應(yīng)變法的局限性

雖然低應(yīng)變法在樁基測(cè)試中可以發(fā)揮重要作用，但在樁基測(cè)試中存在一定的局限性。因此，在實(shí)際施工過(guò)程中有必要考慮其局限性，防止對(duì)施工質(zhì)量的影響。低應(yīng)變只能測(cè)量波阻抗的相對(duì)變化，可以區(qū)分出縮徑型和擴(kuò)徑型，也可以計(jì)算缺陷的位置，但不能確定缺陷的性質(zhì)和方向。此外，低應(yīng)變?cè)囼?yàn)中缺陷程度的定量分析難以達(dá)到預(yù)期效果，缺陷程度只能定性給出。在計(jì)算平均波速與焓強(qiáng)之間的關(guān)系時(shí)，低應(yīng)變不能給出具體的結(jié)果。長(zhǎng)徑比超過(guò)一定極限的樁的低應(yīng)變?cè)囼?yàn)，不能正確地測(cè)量低應(yīng)變反射波法。高頻信號(hào)無(wú)法傳輸，測(cè)試范圍有限，低頻信號(hào)分辨率不夠，容易遺漏缺陷。

4 結(jié)語(yǔ)

在低應(yīng)變的地基基礎(chǔ)檢測(cè)工作中，為確保所得測(cè)量數(shù)據(jù)精度能夠符合標(biāo)準(zhǔn)，工作人員須根據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)和操作指南對(duì)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，這將影響到后續(xù)測(cè)試過(guò)程和測(cè)試結(jié)果的因素全部屏蔽，給測(cè)量過(guò)程一個(gè)合適的環(huán)境。除此之外，測(cè)試人員還可根據(jù)設(shè)計(jì)院所提供的地質(zhì)資料對(duì)前期施工留下的工作記錄進(jìn)行分析，結(jié)合基樁完整性來(lái)分析。