夏 壯，雷發(fā)洪

(四川省建筑科學研究院有限公司，四川 成都 610081)

0 前 言

選擇合理的既有建筑地基基礎檢測技術屬于探索建筑地基基礎的核心任務，縱觀現(xiàn)階段使用次數較為頻繁的地基基礎檢測技術，低應變法檢測有著較多的優(yōu)勢，如容易操作、經濟性強等，是最滿足建筑結構地基基礎檢測的關鍵技術，把該技術滲透到既有建筑地基基礎之中，能夠從源頭上處理好建筑地基基礎產生的各種問題。顯然，本文針對低應變法檢測既有建筑地基基礎進行探討具有一定的實踐意義。

1 既有建筑地基基礎檢測技術概述

1)荷載試驗技術。該技術在相關領域中得到了廣泛的使用，尤其是在地基承載力的檢測以及評定方面起到了不容小覷的作用。相關人員在開展荷載試驗的過程中，選擇的建筑物為條形基礎，緊接著選擇最為適宜的試驗位置開展相應的檢測工作，并在充分結合檢測結果的基礎上來科學判斷建筑物地基基礎。

2)原位取樣技術。隨著21世紀的來臨，該技術如雨后春筍一般涌現(xiàn)出來，在既有建筑的地基基礎檢測期間，地基土的力學性能指標通常涵蓋以下幾點：①含水率；②孔隙率；③粘聚力；④密度；⑤壓縮模量；⑥內摩擦角等，對以上這些力學性能指標開展檢測工作，就可以實現(xiàn)對地基基礎可靠性的科學判斷。在對該技術進行使用的時候，相關人員需要在基礎下方直接選擇試樣，然后借助于土工試驗的方法來對地基基礎的物理力學性質變化進行深層次的分析。

3)剪切波速試驗技術。針對這一檢測技術來說，其也屬于衡量既有建筑地基基礎承載力的關鍵技術，通過對以下內容的科學檢測：①地基土泊松比；②彈性模量；③剪切模量；④阻尼比，可以早日實現(xiàn)對土層進行孔隙率以及容重的科學分配，以此來實現(xiàn)對地基加固效果的全面檢測。

4)探地雷達測試技術。結合相關資料可以發(fā)現(xiàn)，其在建筑地基基礎檢測當中扮演著重要的角色。相關人員在使用該技術的時候，試驗對象是樁基礎。隨著該技術的有效運用，無論是針對基樁位置的相關數據還是埋深的相關數據來說，均可以得到科學判斷。但從客觀的角度出發(fā)來講，地下水會直接影響到該技術檢測的真實性。所以，為了進一步強化精確度，相關人員在檢測既有建筑的地基基礎期間，倘若發(fā)現(xiàn)該地地下水位變高，那么此時需要對檢測手段加以完善與優(yōu)化。

5)低應變動力測試技術。該技術在當前既有建筑地基基礎檢測之中發(fā)揮出了不容小覷的作用，使用次數較為頻繁。在開展測試工作的時候，需要以素混凝土樁為主，借助于特定的技術方式，得到與之相匹配的數據，結果前后對比研究，以此來獲取地基基礎的完整性。就低應變基樁反射波法測試來說，其借助于洞內錘擊激振方式可以有效確保動測曲線的典型性，存在著較強的適用性。

6)沉降觀測技術。該技術也在既有建筑地基基礎檢測中得到了廣泛的使用，通過對現(xiàn)有建筑高程的檢測可以對建筑物的沉降變形加以明確。為了確保增層改造之后的建筑物可以繼續(xù)運作下去，該技術的使用不可或缺。

2 低應變法在既有建筑地基基礎檢測中的應用

2.1 基本原理

在檢測既有建筑地基基礎期間，該檢測方式在該領域中得到了普遍的認可與推崇。在具體使用期間，充分依賴于基樁反射波法可以快速實現(xiàn)對基樁結構完整性的科學測量。在具體使用的時候，通過對樁頂添加相應的激振信號，就可以在樁基結構中衍生出與之相匹配的應力波。從客觀的角度出發(fā)，應力波形成后會慢慢隨著樁身實現(xiàn)快速傳輸的目的，倘若碰到不連續(xù)界面等相關情況時，那么這個時候應力波就會及時在反射作用之下演變成相應的反射波，在科學判斷波形特點、反射波傳播時間等相關內容的基礎上，就能夠以最快的速度獲取樁基的完整性，顯然以上這個流程屬于該檢測法的基本原理。

2.2 低應變法地基基礎檢測的設備

相關人員在具體進行檢測期間，使用低應變法所需要的設備通常包含以下幾點：①動測儀；②速度傳感器；③激振力棒；④激振力錘，具體內容見表1。

表1 所需儀器及相關設備參數

2.3 低應變法在既有建筑地基基礎檢測中的方法

相關人員在開展檢測工作的時候，低應變法測試期間基本上都是以傳統(tǒng)錘擊方式為主的，顯然這樣會增加一定的難度系數，因此，應當要采取有效措施不斷完善與優(yōu)化相關檢測方式。在具體實踐活動當中，聲波的激發(fā)手段通常是先借助于水鉆開展鉆孔作業(yè)，緊接著再做好以下兩個部位的安裝工作：①做好鋼板梁的安裝工作；②做好傳感器的安裝工作。直到所有都準備充分之后，相關人員才能夠借助于重錘敲擊樁頂鋼板梁的手段來快速實現(xiàn)應力波的能量輸送(見圖1)。不只是這樣，相關人員還可利用鞭炮激發(fā)的手段實現(xiàn)聲波信號的科學采集。

圖1 既有建筑樁基低應變現(xiàn)場檢測示意圖

2.4 確保低應變法應用效果的有效手段

1)相關人員應當在進行檢測的前期階段做好充分的準備工作，首先，把受檢樁頭調節(jié)到指定的標高處，目的是為了充分確保受檢樁混凝土強度滿足相關設計要求，同時還要保持在大于15 MPa的范圍內為宜。與此同時，樁頂面應當處于干凈整潔的狀態(tài)，將樁頭表面浮漿以及存在的雜質做好相應的鑿除工作，確?；炷帘砻嫣幱诼懵稜顟B(tài)，阻礙檢測的樁頂外露鋼筋需要割掉，為樁頂和樁軸線處于垂直狀態(tài)打下扎實的基礎；預應力管樁低應變檢測之前，倘若樁頭法蘭盤以及樁身混凝土密切相連，那么這個時候不需要進行二次處理，要不然就要把樁頭鋸平、清潔干凈。

2)為了可以從根本上強化低應變檢測的可靠性與真實性，檢測現(xiàn)場應當提供與之相匹配的平面圖，這樣做的目的是為了當樁基質量發(fā)生問題減少由于樁號的不真實性而對樁基工程整體質量帶來的不利影響；與此同時，還應當提供以下報告：①樁長施工記錄報告；②工程地勘報告；③樁身混凝土設計強度報告等，以便可以實現(xiàn)對樁身完整性的科學判斷。

3)針對樁長的設定來說，其需要為樁頂測點到樁底的施工樁長，就樁身截面而言，其需要為施工截面積；相關人員在對時域信號進行記錄的過程中，其時間段長度需要保持在2 L/c時刻后持續(xù)大于5 ms；應當在充分結合同類型樁測試值的基礎上來對樁身波速進行科學設計；無論是針對采樣時間間隔來說，還是就采樣頻率而言，均要嚴格按照樁長、樁身波速進行科學選擇，同時還要采取必要手段確保時域信號采樣點數小于1 024點；最后應當在充分結合計量檢定結果的基礎上來對傳感器進行科學設置。

4)相關人員在采集低應變信號的過程中，應當想辦法確保傳感器安裝位置和樁頂面處于互相垂直的狀態(tài)，同時還要確保傳感器和樁頂耦合粘結牢固；應當選擇最為適宜的激振力錘，要想得到樁身下部缺陷反射信號，那么就要以寬脈沖、低頻方式為主；要想得到樁身上部缺陷反射信號，那么就要以窄脈沖、高頻方式為主。針對鉆孔灌注樁的激振點位置來說，盡可能以樁中心為主，傳感器應當設置在距樁中心2/3半徑處；而就預應力管樁的激振點而言，其一定要和測量傳感器設置在與之相匹配的平面上，同時還要和樁中心連線衍生出來的夾角宜90°，最后還要確保激振點以及測量傳感器規(guī)范設置在樁壁厚的1/3處。

5)為了可以從根本上提高低應變法的應用水平，對激振方式進行科學選擇是勢在必行的。通過對小能量激振的有效運用，檢測分辨率也逐漸上升。

6)如果想要將低應變法的應用水平加以提升，那么相關人員就應當在低應變法的應用期間采取針對性的手段確保被檢測基樁可以進行一定次數的測試工作，這樣做的目的是為了降低測試誤差情況出現(xiàn)的概率，最大限度地減少不良因素影響到測試結果的可靠性與穩(wěn)定性。除此之外，為了進一步提高低應變法的應用水平，相關人員可采取多次重復激振、增強信號等各種手段來增強檢測效果。

3 低應變法檢測中的注意事項

3.1 嵌巖樁低應變曲線樁底信號的判讀

針對嵌巖樁的樁身質量來說，其和被測量基樁進入持力層的形態(tài)存在著息息相關的聯(lián)系。從客觀的立場來講，持力層基巖的強度一般比樁身強度要高出一些，倘若當持力層完好無損、樁底沒有任何雜質時，那么這個時候低應變樁底產生的反射信號表現(xiàn)屬于負向反射。而就樁底存在不足之處的嵌巖樁而言，樁底所衍生出來的反射信號會存在與之相匹配的異常反射。結合相關資料可以發(fā)現(xiàn)，嵌巖樁的樁底不足主要與以下兩點存在著密切的聯(lián)系：①在嵌巖樁成孔期間出現(xiàn)了塌孔等情況，繼而在無形當中令相關混凝土和持力層基巖不具備較強的膠結；②嵌巖樁樁底不能到達與之相匹配的巖面，且持力層無法達到設計標準。倘若嵌巖樁存在樁底缺陷情況且應力波經樁身輸送到相應的界面時，那么此時，Z1>Z2，Vr與Vi同號，換句話來說就是反射波和入射波呈現(xiàn)出同相狀態(tài)，而樁底所形成的反射波信號表現(xiàn)為相應的正向發(fā)射。

3.2 灰?guī)r地區(qū)的溶洞問題

對灰?guī)r地區(qū)地下溶洞的發(fā)育情況進行深度剖析之后，可以發(fā)現(xiàn)：其存在隱蔽性的特點，假如超前鉆不能將地下溶洞的真實狀況充分體現(xiàn)出來，那么必然會增加危險情況出現(xiàn)的概率。所以，巖溶地區(qū)基樁低應變法檢測曲線的辨別應當依據多個因素加以判斷。倘若樁底持力層存在溶洞發(fā)育情況時，并且基樁懸于溶洞的上面，那么此時樁端承載力無法發(fā)揮出應有的價值，同時還會對基樁的穩(wěn)定性產生不利影響。所以，這就要求相關人員要對樁底附近的異常反射引起必要的重視，在適當的情況下還應當借助于鉆芯法加以證實。假如鉆深穿過若干個小溶洞且相關超灌類似于先擴徑后縮徑時，那么這個時候會受以下幾種因素的干擾而影響到低應變實測曲線：①應力波折射；②透射，繼而對檢測結果的真實性帶來不利影響。

3.3 波速的合理選擇

在采取低應變法開展檢測工作期間，樁身波速和混凝土強度存在著息息相關的聯(lián)系，并且還會受到以下幾種因素的干擾：①成樁施工工藝；②混凝土的養(yǎng)護情況；③骨料的種類級配；④鋼筋籠的布置形式等。一般樁身波速是和混凝土強度呈現(xiàn)出正比例的狀態(tài)，但不允許進行定量評價。從客觀的角度來講，當樁長已知、樁底有明確反射信號的情況下，那么此時基樁波速可結合以下公式進行詳細計算：

C=2L/T

式中，樁長用L進行表示，入射波波峰與樁底反射波波峰的時間差用T進行表示。

倘若樁底反射不顯著時，那么這個時候僅僅可以結合經驗取值。總而言之，為了盡可能減少誤判情況出現(xiàn)的概率，

相關人員應當做好相應的搜集工作，主要搜集以下幾種資料：①施工記錄；②地質條件；③灌注量；④成孔深度；⑤混凝土強度等。與此同時，還應當結合本地區(qū)相關條件的波速實測值做好相應的取值工作。盡管波速存在一定的區(qū)別，然而當檢測的波速異常情況較為突出時，那么這個時候依然可以辨別問題的存在。通常情況下，波速處于偏高狀態(tài)時，那么樁長很容易發(fā)生不真實的情況；反之表示樁身極易發(fā)生離析等相關質量問題。

3.4 各種檢測方法間的對比驗證

結合相關資料可以發(fā)現(xiàn)，可以應用在基樁檢測的手段各式各樣，其中以下幾個檢測法在該領域中得到了普遍的認可與推崇：①低應變法；②鉆芯法；③靜載法等，并且也存在較強的可行性。我們都知道每一個檢測方法均具備自身的優(yōu)點，所以這就要求相關人員在實際應用期間對其技術加以完善，繼而達到預期的目的。

4 結 語

當前的低應變法技術發(fā)展已經趨于成熟化，相對來說檢測結果也迎合相關標準，就充分保障建筑地基基礎的可靠發(fā)揮著不容小覷的作用。該檢測法盡管在每一個方面均存在著不可比擬的優(yōu)點，然而在具體應用期間，還應當對其相關注意事項引起必要的重視，只有這樣才能促使該技術發(fā)揮出最大的價值。本文從以上幾個方面進行探討，旨在促使該技術可以發(fā)揮出應有的價值。

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