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【摘 要】桩基工程是地下隐蔽性工程，基桩在施工过程中常出现缩径、扩径、夹泥、离析和断桩的缺陷，从而直接影响到工程质量，因此对桩的完整性检验是非常重要的。
【关键词】低应变动力检测；注意的问题
1.低应变动力检测方法原理
将嵌入土中的桩基当作阻尼介质中的上端自由、下端固结的一维弹性杆（各向同性均匀体），当在桩顶施加一脉冲激振力F（t）时，桩身质点因受迫振动产生弹性波沿桩体向下传播，当波遇到桩身因存在断裂、扩径、缩径、离析等缺陷而形成波阻抗界面时，产生波的反射，并被安置在桩顶的传感器接收，通过对接收的反射波波形、振幅、相位、频率及平均波速等分析，综合判别桩基的结构完整性，确定缺陷部位和程度，从而对桩的质量作出综合评价。桩身混凝土的纵波速vp、桩身的缺陷深度L’可按下式计算：
式中： L：桩身全长；tr：完整桩的桩底反射波的到达时间；tr：桩身缺陷部位反射波的到达时间；vpm：桩身纵波速度的平均值。
桩身完整性表
类别 分类原则
Ⅰ类桩 完整桩，无缺陷，桩身混凝土波速值正常。
Ⅱ类桩 基本完整桩，有轻微缺陷，但基本不影响正常使用，桩身混凝土波速值正常。
Ⅲ类桩 有明显缺陷，已影响正常使用或桩身混凝土波速值明显偏低。
Ⅳ类桩 有严重缺陷，混凝土波速值很低，已无法正常使用。
适用范围长径比大的灌注桩（机械或人工成孔）、预制桩、预应力桩等。
2.准备工作
2.1检测前应尽量收集有关资料，像桩位平面布置图、桩基础设计图、地质勘察资料，掌握桩基类型、成桩工艺、桩长、桩径、桩身混凝土强度等参数。同步要获得原始打桩记载并和施工单位、监理单位沟通，了解施工原委中发生的每种异常状况。
2.2进入现场，首先了解检测现场周围环境，有的施工现场为了赶进度，检测场地附近有打桩机的振动或重型运输车来往或截桩头的风镐气泵振动，这些因素都影响传感器的分辨，严重干扰了波形采集。
2.3桩头一定要达到设计标高，桩头一定要整理平整、平净、无浮渣，出露的钢筋应倒向四周，且不能有较大的晃动，由于锤击桩头产生的激振应力波容易在钢筋上产生振荡反射叠加于入射波中，从而影响浅啊缺陷的判续。
2.4由于混凝土的强度，弹性模量与其龄期关系密切，当砼的强度、弹性模量太小，即使加大锤击能量也难认得到桩底反向信号。所以对于砼灌注桩，试验一般应在桩身混凝土达到龄期后进行，特别是对长或地质条件较差的桩更应如此。对于预制桩，打入初期桩周土受到扰动，桩侧摩阻力远小于1～2周的事的桩侧摩阻力。实践中一般在桩打入后一周进行检测，有利于获得桩底反射。
3.基桩低应变检测分析
因为其快捷、普测、经济的优点，基桩低应变反射波法对桩身完整性的检测成为我国现在的主流方法之一，但依然要有多种检测方法综合运用，扬长避短。使用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，同步，实践测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，经过波动理论解析或频域解析，对桩身完整性实行判定的检测办法。
3.1桩基础是地基基础主要形式之一，由于桩的施工具有高度的隐蔽性，因此桩基工程的前期设计、实际施工、最后质量检测等方面实际上都比上部建筑结构显得更为复杂，更容易在质量方面存在隐患。
3.2在遇到一些问题时需要加强对桩基的检测，像施工质量有疑问的桩，设计方认为重要的桩，局部地质条件出现异常的桩，施工工艺不同的桩。
3.3桩基在施工过程中如果控制不当，就会造成质量事故。不良地基土一般具有较高含水量及压缩性、较大孔隙、较低抗剪强度与明显的流动性与结构性。倘若其受到较大荷载作用，便较易出现局部地基破坏甚至是地基整体滑动现象，在较深开挖基坑阶段便会出现坑壁失稳、隆起基坑等现象。
4.几个具体问题
4.1检测不到桩底反射
检测不到桩底反射可能的因素：①桩的长径比过大；②桩身混凝土强度低，应力波在桩身传播中衰减大；③激振能量不够；④桩周土的性质，相同桩长、桩径的桩在粘土中应力波传播中的衰减要比在淤泥质土层中衰减快；⑤桩底土的性质，当桩底土的质量很好，其等效波阻抗与桩身波阻抗接近时，应力波的能量向桩底土辐射，因此难以检测出反射波；⑥桩身存在缺陷。
4.2反射波法低应变动力检测的多解性和局限性
反射波的相位、振幅和桩身的波阻抗变化相关，桩的波阻抗又和桩的材料密度、波速与横截面积相关，所以，从波形相位的变化，我们单单可以判断出桩身波阻抗变化，但没办法确定是波速变化还是横截面变化，即没办法确定离析还是缩径。此时可以结合施工原委发生的异常状况来解析，像砼配比不当、振捣不够，有可能是离析。若某标高处拨管速度正常，但混凝土方量少，则可能是缩径。但实际工作中我们难以确认实际桩长及施工记录的客观性，这就增加了判断的困难。
5.解析桩低应变完整性质量现场检测中的注意事项
5.1关于桩头处理作法
在现场信号采集工作中，桩头的处理是质量测试成功的首要步骤。特别是灌注桩，但有不少测试人员对这一点忽略掉了。由于施工的原因，往往桩头部分有浮浆，如果对桩头的处理不加重视的话，直接就在浮浆上进行测试，那么无论怎么转换传感器以及传感器的安装，不管怎样改变振源，都不会产生理想的测试信号，还往往会在测试信号的浅层部位产生非常严重而剧烈的反向脉冲。施工现场的地面要平整无异物，地面较软的场地中可以通过煤渣道的铺设进行改善，否则地面不平的话，容易在打桩过程中发生不同程度的沉降，造成管桩倾斜，一旦发现现场有障碍物存在必须立即清理，沉桩过程要及时纠正倾斜问题。排水渠道也要畅通，大多数工程会设置横向排水坡和路堤外排水深沟。
5.2影响敲击脉冲宽度的原因
桩基完整性检测的各种方法以一维波动理论为基础支撑，而桩基实际上是一个三维体，只有在脉冲中的高频分量的波长大于十倍桩径时，才能获得具有实际应用价值的分析方法。但脉冲中的高频分量在数量上应有所控制，所以实际完整性质量测试中，对敲击脉冲宽度会做相应的要求，由于宽脉冲能够有效地将高频成份带来的干扰降到最低，同时借助低频波衰减慢的特点，宽脉冲中的低频分量增加可以加大测试的深度，所以设置脉冲宽度时不宜过窄。锤垫厚度、软硬程度、锤头硬度以及锤重等都是对敲击脉冲宽度产生影响的主要因素。锤垫越厚、越软，脉冲越宽，但是脉冲的宽度也会有一个临界点，需要保持在界限范围之内。一旦脉冲超出宽度的临界点后，就容易掩盖浅部缺陷反射，并且对测试的灵敏度产生不利的影响。
5.3浅部缺陷认识问题
低应变动测在桩顶实施的激振通常为手锤或力棒，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，笔者认为最重要的是激振方式，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，便于获取入射波，提高灵敏度，采用不同频率敲击，可以有效地识别浅部缺陷。
6.结语
一次合格的检测必须对全过程中各步骤认真控制，现在检测人员素质不一，仪器又多种多样，因此一定要根据现有的规范，做好现场采样与室内分析工作，让低应变检测更加准确、公正。
参考文献：
[1]杜志刚.水泥土搅拌桩复合地基加固软土的作用机理及其应用研究.工程硕士学位论文[D].上海：同济大学.2003：6～11
[2]张传海.低应变法在基桩完整性检测中的几个问题[J].西部探矿工程，2013（01）
[3]陈昌军.低应变反射波法在基桩检测中的应用实例及一些问题的探讨[J].华南地震，2003（02）
【关键词】低应变动力检测；注意的问题
1.低应变动力检测方法原理
将嵌入土中的桩基当作阻尼介质中的上端自由、下端固结的一维弹性杆（各向同性均匀体），当在桩顶施加一脉冲激振力F（t）时，桩身质点因受迫振动产生弹性波沿桩体向下传播，当波遇到桩身因存在断裂、扩径、缩径、离析等缺陷而形成波阻抗界面时，产生波的反射，并被安置在桩顶的传感器接收，通过对接收的反射波波形、振幅、相位、频率及平均波速等分析，综合判别桩基的结构完整性，确定缺陷部位和程度，从而对桩的质量作出综合评价。桩身混凝土的纵波速vp、桩身的缺陷深度L’可按下式计算：
式中： L：桩身全长；tr：完整桩的桩底反射波的到达时间；tr：桩身缺陷部位反射波的到达时间；vpm：桩身纵波速度的平均值。
桩身完整性表
类别 分类原则
Ⅰ类桩 完整桩，无缺陷，桩身混凝土波速值正常。
Ⅱ类桩 基本完整桩，有轻微缺陷，但基本不影响正常使用，桩身混凝土波速值正常。
Ⅲ类桩 有明显缺陷，已影响正常使用或桩身混凝土波速值明显偏低。
Ⅳ类桩 有严重缺陷，混凝土波速值很低，已无法正常使用。
适用范围长径比大的灌注桩（机械或人工成孔）、预制桩、预应力桩等。
2.准备工作
2.1检测前应尽量收集有关资料，像桩位平面布置图、桩基础设计图、地质勘察资料，掌握桩基类型、成桩工艺、桩长、桩径、桩身混凝土强度等参数。同步要获得原始打桩记载并和施工单位、监理单位沟通，了解施工原委中发生的每种异常状况。
2.2进入现场，首先了解检测现场周围环境，有的施工现场为了赶进度，检测场地附近有打桩机的振动或重型运输车来往或截桩头的风镐气泵振动，这些因素都影响传感器的分辨，严重干扰了波形采集。
2.3桩头一定要达到设计标高，桩头一定要整理平整、平净、无浮渣，出露的钢筋应倒向四周，且不能有较大的晃动，由于锤击桩头产生的激振应力波容易在钢筋上产生振荡反射叠加于入射波中，从而影响浅啊缺陷的判续。
2.4由于混凝土的强度，弹性模量与其龄期关系密切，当砼的强度、弹性模量太小，即使加大锤击能量也难认得到桩底反向信号。所以对于砼灌注桩，试验一般应在桩身混凝土达到龄期后进行，特别是对长或地质条件较差的桩更应如此。对于预制桩，打入初期桩周土受到扰动，桩侧摩阻力远小于1～2周的事的桩侧摩阻力。实践中一般在桩打入后一周进行检测，有利于获得桩底反射。
3.基桩低应变检测分析
因为其快捷、普测、经济的优点，基桩低应变反射波法对桩身完整性的检测成为我国现在的主流方法之一，但依然要有多种检测方法综合运用，扬长避短。使用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，同步，实践测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，经过波动理论解析或频域解析，对桩身完整性实行判定的检测办法。
3.1桩基础是地基基础主要形式之一，由于桩的施工具有高度的隐蔽性，因此桩基工程的前期设计、实际施工、最后质量检测等方面实际上都比上部建筑结构显得更为复杂，更容易在质量方面存在隐患。
3.2在遇到一些问题时需要加强对桩基的检测，像施工质量有疑问的桩，设计方认为重要的桩，局部地质条件出现异常的桩，施工工艺不同的桩。
3.3桩基在施工过程中如果控制不当，就会造成质量事故。不良地基土一般具有较高含水量及压缩性、较大孔隙、较低抗剪强度与明显的流动性与结构性。倘若其受到较大荷载作用，便较易出现局部地基破坏甚至是地基整体滑动现象，在较深开挖基坑阶段便会出现坑壁失稳、隆起基坑等现象。
4.几个具体问题
4.1检测不到桩底反射
检测不到桩底反射可能的因素：①桩的长径比过大；②桩身混凝土强度低，应力波在桩身传播中衰减大；③激振能量不够；④桩周土的性质，相同桩长、桩径的桩在粘土中应力波传播中的衰减要比在淤泥质土层中衰减快；⑤桩底土的性质，当桩底土的质量很好，其等效波阻抗与桩身波阻抗接近时，应力波的能量向桩底土辐射，因此难以检测出反射波；⑥桩身存在缺陷。
4.2反射波法低应变动力检测的多解性和局限性
反射波的相位、振幅和桩身的波阻抗变化相关，桩的波阻抗又和桩的材料密度、波速与横截面积相关，所以，从波形相位的变化，我们单单可以判断出桩身波阻抗变化，但没办法确定是波速变化还是横截面变化，即没办法确定离析还是缩径。此时可以结合施工原委发生的异常状况来解析，像砼配比不当、振捣不够，有可能是离析。若某标高处拨管速度正常，但混凝土方量少，则可能是缩径。但实际工作中我们难以确认实际桩长及施工记录的客观性，这就增加了判断的困难。
5.解析桩低应变完整性质量现场检测中的注意事项
5.1关于桩头处理作法
在现场信号采集工作中，桩头的处理是质量测试成功的首要步骤。特别是灌注桩，但有不少测试人员对这一点忽略掉了。由于施工的原因，往往桩头部分有浮浆，如果对桩头的处理不加重视的话，直接就在浮浆上进行测试，那么无论怎么转换传感器以及传感器的安装，不管怎样改变振源，都不会产生理想的测试信号，还往往会在测试信号的浅层部位产生非常严重而剧烈的反向脉冲。施工现场的地面要平整无异物，地面较软的场地中可以通过煤渣道的铺设进行改善，否则地面不平的话，容易在打桩过程中发生不同程度的沉降，造成管桩倾斜，一旦发现现场有障碍物存在必须立即清理，沉桩过程要及时纠正倾斜问题。排水渠道也要畅通，大多数工程会设置横向排水坡和路堤外排水深沟。
5.2影响敲击脉冲宽度的原因
桩基完整性检测的各种方法以一维波动理论为基础支撑，而桩基实际上是一个三维体，只有在脉冲中的高频分量的波长大于十倍桩径时，才能获得具有实际应用价值的分析方法。但脉冲中的高频分量在数量上应有所控制，所以实际完整性质量测试中，对敲击脉冲宽度会做相应的要求，由于宽脉冲能够有效地将高频成份带来的干扰降到最低，同时借助低频波衰减慢的特点，宽脉冲中的低频分量增加可以加大测试的深度，所以设置脉冲宽度时不宜过窄。锤垫厚度、软硬程度、锤头硬度以及锤重等都是对敲击脉冲宽度产生影响的主要因素。锤垫越厚、越软，脉冲越宽，但是脉冲的宽度也会有一个临界点，需要保持在界限范围之内。一旦脉冲超出宽度的临界点后，就容易掩盖浅部缺陷反射，并且对测试的灵敏度产生不利的影响。
5.3浅部缺陷认识问题
低应变动测在桩顶实施的激振通常为手锤或力棒，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，笔者认为最重要的是激振方式，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，便于获取入射波，提高灵敏度，采用不同频率敲击，可以有效地识别浅部缺陷。
6.结语
一次合格的检测必须对全过程中各步骤认真控制，现在检测人员素质不一，仪器又多种多样，因此一定要根据现有的规范，做好现场采样与室内分析工作，让低应变检测更加准确、公正。
参考文献：
[1]杜志刚.水泥土搅拌桩复合地基加固软土的作用机理及其应用研究.工程硕士学位论文[D].上海：同济大学.2003：6～11
[2]张传海.低应变法在基桩完整性检测中的几个问题[J].西部探矿工程，2013（01）
[3]陈昌军.低应变反射波法在基桩检测中的应用实例及一些问题的探讨[J].华南地震，2003（02）