摘要：了解认识低应变法的检测原理，分析及判别对异常曲线的分析及判别。剖析影响桩基稳固性完整性的多重要素，其中涵盖了土壤结构地质条件、施工技术、操作人员行为主观因素等多个方面。探究这些要素如何导致桩体出现不同类型的损伤，进而对桩体质量的整体性进行类别划分与评估。

关键词：低应变曲线分析判别类型

1桩基施工质量影响低应变检测数据准确性的影响因素

1.1地质条件

在建筑工程项目施工中，地基与基础所代表的涵含义不同，因而它们在建筑工程项目中所扮演的角色同样有所差异，。前者实质上指的是后者的土体或者岩石体；而后者实质上值得是将建筑工程支系结构承载的实际力度传送给前者，。即可以这样认为，地基与基础联系紧密，前者是后者的载体，而后者直接影响着前者的稳定性。对于建筑企业来讲，建筑工程质量是保证企业可持续发展的前提，而地基基础建设质量在很大程度上影响着建筑工程的总体质量，这便要求人们在建筑工程地基基础施工中，务必做好基础检测工作，因为只有在掌握地基基础质量的情况前提下，才能够确保整个建筑工程的施工质量。

根据土层含水量、成分以及性质的不同，所形成的可将地基分为有自然与人工两种形式，前者为自然形成，后者需人工处理，因而对于地基基础检测来讲，需根据不同的地基属性选择不同的检测方式。通常情况下，在自然地基的土层中，存在着众多稳固的岩体，它们不仅具有较高的承载力，同时而且对地壳的活动几乎免疫，这表明在这类地基上直接进行建筑作业是可行的。然而，必须对自然地基的适用性进行彻底的检测，并持续监控及更新检测数据。而人工地基，即经过人为加固的地基，由于其独特的属性，需要对基础进行细致的检测，诸如：化学加固是否达标、换土垫层是否科学等，因为只有这样才能确保地基的稳定性。

地质条件资料作为桩基施工之前的重要资料，明确反映了该场地的工程地质情况，包括地层性状，、地层厚度，、含水率、岩性、地下水、岩溶洞穴、下卧层等。对于均匀土、硬土、桩底硬土等不同类型的土壤，因土阻抗的差异，将会对桩顶测得的桩顶值产生一定的影响。如果地层岩性不同，尤其是在使用预应力管桩（尤其是直径较小的）时，在遇到中密的卵石层或穿越砾石的情况下，桩的灌入就很难进行；。此情况下由于桩顶受到的冲击比较大，在桩体内形成了很大的拉应力，极易出现开裂、开裂等情况问题。对于机械钻孔灌注桩来说，如果钻孔周围有空腔，钻孔段土壤就会变得很软，很容易坍塌到钻孔内，从而使低应变信号曲线会产生扩径或缩径反应。桩端持力层对桩基的承载力有较大的影响。在四川许多多数地区，很多桩以泥岩或砂岩作为持力层端头承载力通常是以泥页岩或砂岩作为基础，加之旋挖灌注钻孔灌注桩桩身较长，桩径较大，嵌岩较好，当混凝土与持力层胶结程度好较高时，低应变桩底反射信号很弱，或者完全消散，不利于我们对桩底与桩长的判断。

1.2基桩施工工艺低应变检测的局限性

基桩施工工艺有很多种，大体分为人工挖孔桩、预制桩、机械旋挖钻孔成孔灌注桩、旋喷桩等等。目前用的得较多的是机械旋挖钻孔灌注桩。，低应变检测桩身完整性对这种类型的桩有一定的局限性，。因为桩径较大，桩较长，一般持力层都是为岩石层，低应变信号消散较快，很难分辨桩底反射信号。若施工过程中没用护筒，超灌后会在桩顶部形成蘑菇状扩大头，造成顶部有明显扩径反映，加之最终成桩时，提泵速度不合适，翻浆太多，造成桩头浮浆严重。如果低应变测试时，没有把浮浆清理干净，会造成波速信号偏低，、首波起跳不够，、波形下拉严重，或者波形曲线无法判断等问题。因此旋挖钻孔灌注桩成孔之后应及时进行灌浆，注浆前，钻孔底部的沉渣应严格按设计规定（端承桩不得超过50毫米mm，磨擦型桩不得超过100毫米mm）。施工时应一次进行，防止分两次进行，以免影响施工质量。

目前 CFG（水泥粉煤灰碎石）桩的工程，通常采用长螺旋钻孔成桩，即在工程开始前，采用长螺杆机械在规定的位置进行旋凿，然后将土体旋出；但是这种方法在有地下水丰富，、地质松散的地方很容易垮孔，所以对于CFG桩的低应变桩身完整性检测要有一定的经验，需要足够的重视。采用

此外，沉管灌注桩成桩技术，适合于粘黏土、粉土和淤泥质粘黏土，低应变对其检测也同样需要注意与机械旋挖钻孔灌注桩相似的问题。

1.3主观因素

就地基基础检测而言，其检测结果的科学性、准确性直接决定了检测工作的质量与效率，直接影响着检测单位是否能够长期稳定的发展。地基基础检测工作本身，具有高利润、高风险等特征，并且其入行门槛也较低，以致越来越多的人想要加入这一行业。随着正式挂牌的检测单位数量越来越多，市场竞争压力逐渐增大了市场竞争压力，在重压之下整个行业在发展中存在的问题逐渐暴露出来。

诸例如，：没有形成统一的管理规范，检测单位在日常检测工作中均按依照自己各自的理念、方法进行。这样一来不仅造成了市场管理混乱，而且各单位间检测水平差异巨大，不利于该行业可持续发展。

此外还有一些检测单位及人员为了提升自己的检测效率，不惜违背国家制定的法律法规章，使得检测结果过于片面，不仅会影响的不仅是地基基础检测质量，还会严重危及到整个建筑工程的建设质量。部分主观因要素还与员工的职业技能、个人心理状态紧密相连关，必须遵循相关作业指导书的规定，进行施工作业和质量管控。

2低应变检测原理及分类判别

2.1低应变检测原理

低应变检测原理是基于在桩顶施加垂直方向的震动，使得弹性波沿桩体传导，在遇到显著的波阻抗差异界面（例如桩底、断裂或严重分离区域）或者桩体截面的变化（如直径缩小、扩大）时，会产生反射波。通过接收这些波，并进行增强和数据处理，能够分辨出桩体各个部分的反射信号，进而根据这些信号计算桩体的波速，以此对桩体的完整性进行评估（表1-1）。

在桩基的质量检测过程中，I类桩即指的是那些桩体结构完整、材质分布一致，波阻抗，=0，且各项指标均符合设计规范的桩，=1。对于此类桩，其整体的质量与完备性保持恒定，因而其波动阻抗也维持稳定，表现为波动阻抗差值为零，表明桩体内不存在反射波，也就是说，应力波能够完全穿透桩体界面并传递至桩的下方部分。完整桩的示意图形展示在如图2-1所示中。

根据《建筑桩基检测技术规范》（JGJ 106-2014）JGJ 106-2014得知，完整桩典型时域信号特征曲线如图2-2所示。

曲线解析：从图2-2中可以看出，在在（代表了检测器接收到的桩顶与底部的反射信号之间的时差）以前，该曲线没有发生任何的变化，而是较为温和的，直到到达底部才有一个与入射波同相的信号；。通常，如果波速、时间和桩长符合要求，那么就可以判断出桩底的位置。

在进行桩基检测时，利用低应变反射波法对桩身完整性进行评估，其中速度幅值频率信号同样是一个重要的判断指标。参照我国《建筑桩基检测技术规范》（JGJ 106-2014）JGJ 106-2014的相关规定，可以观察到如图2-3所展示的完整桩速度幅频信号的典型特征曲线。

曲线解析：观察图2-3，可以看出，在完整桩的情况下，速度幅频信号的特征表现在桩底谐振峰的分布上，这些谐振峰的排列大致呈现等距分布的特点，并且随着频率的升高，速度值持续下降降低。

2.3桩身缩颈的判别

桩身缩颈分为轻微缩颈、较严重缩颈、严重缩颈等。对缩颈桩而言，因桩侧截面的减小，使其截面上的波阻抗值降低，也就是，＞0，则该回波相位和入射的波同相位。桩身缩颈症与桩身离析、夹泥或空穴等现象相似，其原因均为这一阶段的波阻抗减小，并与入射波同相，因此，与离析、孔洞、夹泥等缺陷信号相似的故障种类见图2-4：

依据 JGJ 106-2014 《建筑桩基检测技术规范》（JGJ 106-2014），提出一种基于时间域的缩颈式桩的特征分析方法，如图2-5所示：。

曲线解析：从图2-5解析可以看出，以前，当探测器收到时刻时，有一个与入射波同相的隆起信号，该隆起信号发生于底部反射前；，这一点，从理论上来说是有缺陷的。

依据 JGJ 106-2014 《建筑桩基检测技术规范》（JGJ 106-2014），分析缩径桩的典型波速和频率特性，并对其进行分析，得出图2-6的特征曲线。

曲线解析：通过图2-6曲线的信号得出，桩身出现缺陷，频差越来越大。

2.4桩身扩径的判别

扩径是指桩身出现直径大于正常直径的区域。工程实践表明，扩径桩对承载力基本没有影响，按 I类桩来对待。比如，钻孔灌注桩在钻孔过程中，如果孔壁周边土壤疏松，则孔壁土壤容易形成空腔，在进行注浆时，因混凝土的注浆作用而产生的应力集中；，将会将混凝土挤压到孔洞一侧的孔洞中，从而产生直径扩大的现象。

随着桩体直径的增大，桩身扩径区域的波阻抗也随之增大，这时，，也就是反射波与入射波反相。如图2-7：所示。

在进行实地检测过程中，我们可以观察到在曲线图的特定位置上，曲线呈现出显著的下降趋势，这是由于根据之前的理论分析，桩身在扩径区域的波阻抗增加，当波到达这一区域时，桩顶的加速度计便捕捉到一个反向的信号。这种反向曲线在扩径桩的检测中相对容易辨识。实际上，许多因素会影响反向信号的产生，尤其是桩侧土质的不均匀性，可能会对其造成影响较大影响。尽管如此，一旦就算形成了这样的反向信号，它对我们的判断结果并也不会造成产生重大影响。

2.5桩身断裂的判别

进行桩基的检测时，需要注意断裂是一个极其严重的缺陷，它直接关系到桩的承载能力。顾名思义，断桩的特征在于为桩身某处出现断裂或裂缝。导致桩身断裂的原因众多，这里不再赘述。一旦桩身出现断裂，这如就如同有一个很大的波阻屏障，将入射波全部挡在了外面，应力波无法往下传播，从而会产生多次反射到顶部，曲线图上会显示有多次时间间隔一致的反射信号。由于应力波能量的衰弱，反射信号的波幅也会随着之慢慢逐渐衰弱。图2-8为断裂类型桩示意图。：

断桩波形理论示意图如图2-9所示：

断桩波形理论示意图如图2-9所示。波形解析：断裂桩的时域曲线与其它他各种缺陷桩的有很大差别。究其原因，在于当桩发生破坏时，由于被空气阻挡，其波阻抗大大远高于混凝土，应力波无法向下传播，致使其不能在裂缝中传输，反而会在裂缝中发生数次反弹，多次达到桩顶；，探测器以同样的时间间隔接受回波。由于应力波的能量在不断地衰减，使得所以其强度将会不断下降直至完全消失。

三、总结

本文通过对低应变检测中出现的缺陷类型及时域信号特征曲线的解析，了解认识阐明低应变法的检测原理，并对异常曲线的进行分析及判别。通过例举列举实际基桩施工过程中的地质情况，、方式方法及存在的一些问题，简单阐述了相关桩型出现桩身缺陷的原因，表明分析了影响低应变检测的因素。低应变对桩身完整性检测作为快捷、方便、常用的检测方法，有一定的局限性，在实际工程中还应该结合声波透射法、钻芯法等多种方法来综合判定基桩的完整性。

参考文献相关规范：

《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）

《建筑地基检测技术规范》（JGJ 340-2015）

《四川省建筑地基基础检测技术规程》（DBJ51/014-2021）