余暉明

深圳市業(yè)昕工程檢測(cè)有限公司 廣東 深圳 518110

低應(yīng)變法主要用于樁身完整性檢測(cè)，根據(jù)激振方式的不同，可分為反射波法、機(jī)械阻抗法、水電效應(yīng)法、共振法和動(dòng)力參數(shù)法等數(shù)種。目前在我國(guó)應(yīng)用最廣泛的是低應(yīng)變反射波法。反射波法具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，如設(shè)備簡(jiǎn)單方便、方法快速、費(fèi)用低、結(jié)果相對(duì)可靠等，該方法是普查基樁的樁身完整性的一種有效手段。由于低應(yīng)變反射波法受樁身截面阻抗變化、樁周土約束、激振能量、激振脈沖寬度、樁身材料阻抗等因素影響，該法存在一定的局限性。低應(yīng)變法常用于檢測(cè)支護(hù)樁的樁身完整性，本文通過(guò)大量工程實(shí)例及實(shí)測(cè)速度時(shí)程曲線(xiàn)，結(jié)合支護(hù)樁的特點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件及施工工藝等因素，對(duì)支護(hù)樁低應(yīng)變法檢測(cè)結(jié)果的判定上的局限性問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)和分析，指出一些支護(hù)樁低應(yīng)變法檢測(cè)結(jié)果誤判的問(wèn)題，并提出一些支護(hù)樁檢測(cè)的技術(shù)建議及相關(guān)改進(jìn)措施。

1 樁低應(yīng)變法的發(fā)展及原理

1.1 樁低應(yīng)變法的發(fā)展

低應(yīng)變動(dòng)測(cè)技術(shù)是以應(yīng)力波理論為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的，它也是土動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的重大課題。低應(yīng)變反射波法最早起始于20世紀(jì)70年代初期，荷蘭建筑材料與結(jié)構(gòu)研究所研制成了基樁檢測(cè)系統(tǒng)，用于檢測(cè)樁身結(jié)構(gòu)完整性。在此之后，樁動(dòng)測(cè)技術(shù)開(kāi)始在許多國(guó)家進(jìn)行推廣應(yīng)用。同一時(shí)期，我國(guó)也從國(guó)外引進(jìn)了該方法[1]。自20世紀(jì)80年代以來(lái),機(jī)械阻抗法、水電效應(yīng)法、反射波法等10余種方法相繼問(wèn)世,并在各地紛紛進(jìn)行試驗(yàn)研究和應(yīng)用。通過(guò)這些年的深入探索和研究，國(guó)內(nèi)的多家?guī)r土單位及設(shè)備制造廠商結(jié)合我國(guó)基樁的類(lèi)型和特點(diǎn)，在樁的動(dòng)測(cè)方法、測(cè)試技術(shù)、儀器設(shè)備等方面均有很大進(jìn)步，極大的推動(dòng)了我國(guó)低應(yīng)變動(dòng)測(cè)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。其中低應(yīng)變反射波法基樁檢測(cè)技術(shù)以方法可靠、方便、快捷和成本低等優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛應(yīng)用[2]。

1.2 低應(yīng)變反射波法的檢測(cè)原理

反射波法的理論基礎(chǔ)是以一維線(xiàn)彈性桿件模型為依據(jù)，其基本原理是通過(guò)力錘或力棒在樁頂施加一個(gè)瞬態(tài)激振信號(hào)，產(chǎn)生垂直入射的應(yīng)力波，該彈性應(yīng)力波在沿樁身向下進(jìn)行傳播，當(dāng)遇到樁身波阻抗有變化的界面時(shí)，將產(chǎn)生反射波和透射波。在樁頂部接收到反射波信號(hào)，得到實(shí)測(cè)速度時(shí)程曲線(xiàn)，通過(guò)波動(dòng)理論分析，對(duì)樁身完整性進(jìn)行判定的方法。

2 支護(hù)樁低應(yīng)變法影響因素分析

支護(hù)樁低應(yīng)變法影響因素包括樁周土、樁長(zhǎng)、樁身截面尺寸、樁身強(qiáng)度、樁身混凝土質(zhì)量、成樁工藝等。本文結(jié)合工程實(shí)例對(duì)以上影響因素進(jìn)行更為詳細(xì)的解析。

2.1 支護(hù)樁鋼筋籠的影響

支護(hù)樁鋼筋籠形狀對(duì)低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果的影響，工程實(shí)例1：深圳市某1#基坑支護(hù)工程，本工程支護(hù)樁樁徑1400mm，樁長(zhǎng)為9.2m，樁身混凝土強(qiáng)度為C30，波速初步設(shè)定為3900m/s。經(jīng)檢測(cè)，分析檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)所檢測(cè)的支護(hù)樁樁長(zhǎng)均少了1.5m左右。支護(hù)樁實(shí)測(cè)曲線(xiàn)見(jiàn)圖1，鋼筋籠形狀見(jiàn)圖2。

圖1 某1# 基坑支護(hù)工程的193#支護(hù)樁實(shí)測(cè)曲線(xiàn)

圖2 支護(hù)樁鋼筋籠圖

低應(yīng)變法檢測(cè)后，對(duì)部分樁長(zhǎng)相差較大的3根樁進(jìn)行鉆芯法驗(yàn)證檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)樁長(zhǎng)均達(dá)到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)9.2m。經(jīng)分析，該工程支護(hù)樁的鋼筋在距樁底1.5m左右開(kāi)始收攏成錐形，下放鋼筋籠時(shí)，樁底部鋼筋籠外側(cè)可能存在掉落泥土，使得該區(qū)域混凝土灌注量相對(duì)較少，所成樁的截面尺寸在樁底以前就變小，產(chǎn)生縮頸，從而在樁底以前出現(xiàn)同相反射信號(hào)，而在樁底9m處無(wú)明顯樁底反射信號(hào)。

在對(duì)某些支護(hù)工程的支護(hù)樁進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，我們還發(fā)現(xiàn)有些鋼筋混凝土灌注樁并不是全鋼筋籠，可能在距樁底兩三米的范圍為無(wú)鋼筋籠的素混凝土樁。有鋼筋籠的部分和沒(méi)有鋼筋籠的部分樁身波阻抗是不同的，根據(jù)波阻抗公式Z=ρcA，因?yàn)橛袖摻罨\的部分含有鋼筋，比無(wú)鋼筋籠的部分密度大，其樁身材料密度ρ和波速c就相對(duì)較大。無(wú)鋼筋籠部分相對(duì)于有鋼筋籠的部分，樁身波阻抗變小，產(chǎn)生同相反射。因?yàn)橥喾瓷湮恢媒咏鼧兜撞课?，讓人誤判該處同相反射為樁底，從而導(dǎo)致樁長(zhǎng)判定較短，產(chǎn)生樁長(zhǎng)不足的問(wèn)題。

處理措施：對(duì)于鋼筋籠影響低應(yīng)變法完整性檢測(cè)的結(jié)果，我們可以采用鉆芯法進(jìn)行驗(yàn)證性檢測(cè)。而對(duì)于非全鋼筋籠的鋼筋混凝土灌注樁，我們可以采用預(yù)埋聲測(cè)管到樁底部，采用超聲波法檢測(cè)，也可以采用鉆芯法檢測(cè)。

2.2 支護(hù)樁旁止水帷幕的影響

止水帷幕的對(duì)支護(hù)樁低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果的影響，工程實(shí)例2：深圳市某2#基坑支護(hù)工程，本工程支護(hù)樁樁徑1000mm，樁長(zhǎng)為13.8m，樁身混凝土強(qiáng)度為C30,波速初步設(shè)定為3900m/s。經(jīng)檢測(cè)，在分析6-6剖面的支護(hù)樁檢測(cè)結(jié)果時(shí)發(fā)現(xiàn)，此剖面所檢測(cè)的支護(hù)樁樁長(zhǎng)均少了5m左右。支護(hù)樁實(shí)測(cè)曲線(xiàn)見(jiàn)圖3，支護(hù)樁所在剖面見(jiàn)圖4。

圖3 某2# 基坑支護(hù)工程的6-6剖面8#支護(hù)樁實(shí)測(cè)曲線(xiàn)

圖4 6-6支護(hù)剖面圖

檢測(cè)后，對(duì)6-6剖面低應(yīng)變檢測(cè)出樁長(zhǎng)相差較大的3根支護(hù)樁進(jìn)行鉆芯法驗(yàn)證檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)樁長(zhǎng)均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)長(zhǎng)度13.8m。同時(shí)該剖面的止水帷幕也進(jìn)行了鉆芯法檢測(cè)，取出攪拌樁芯樣圖片見(jiàn)圖5。

圖5 6-6剖面24#攪拌樁芯樣

對(duì)攪拌樁按廣東省規(guī)范《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》（DBJ/T 15-60-2019）進(jìn)行取樣，然后制樣加工成高徑比1：1的芯樣，根據(jù)水泥攪拌樁芯樣試件抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式：

式中：fcu——芯樣試件抗壓強(qiáng)度（MPa），精確至0.1MPa；P——芯樣試件抗壓試驗(yàn)測(cè)得的破壞荷載（N）；d——芯樣試件的平均直徑（mm）；ξ——芯樣試件抗壓強(qiáng)度換算系數(shù)，對(duì)混凝土芯樣取0.88，對(duì)水泥土攪拌樁、旋噴樁和水泥粉煤灰碎石樁芯樣宜取1，對(duì)巖石芯樣取1。

水泥攪拌樁（止水帷幕）經(jīng)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)后，計(jì)算得出本工程6-6剖面24#水泥攪拌樁的單孔芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值為12.8MPa，遠(yuǎn)高于樁周土的強(qiáng)度。

結(jié)合以上情況分析，因低應(yīng)變法檢測(cè)樁長(zhǎng)與水泥攪拌樁的設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)基本一致，所以我們認(rèn)為可能是水泥攪拌樁（止水帷幕）影響了低應(yīng)變的檢測(cè)曲線(xiàn)，導(dǎo)致檢測(cè)樁長(zhǎng)的誤判。我們知道除了樁身阻抗變化會(huì)影響低應(yīng)變信號(hào)曲線(xiàn)以外，應(yīng)力波在遇到樁周土阻力大小發(fā)生改變的界面時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生土阻力反射波，尤其是在軟硬土層交界附近。受樁周土層的土阻力大小明顯改變的影響，應(yīng)力波從軟土層進(jìn)入到硬土層時(shí)（如粉質(zhì)黏土層進(jìn)入中風(fēng)化孤石層），所采集的實(shí)測(cè)曲線(xiàn)在該界面將產(chǎn)生一個(gè)反相信號(hào)（類(lèi)似擴(kuò)徑），而樁周土從硬土層變化到軟土層（如硬塑粉質(zhì)黏土進(jìn)入淤泥層）時(shí)（見(jiàn)圖6），所采集的波形曲線(xiàn)在相應(yīng)位置會(huì)產(chǎn)生一個(gè)同相信號(hào)（類(lèi)似縮頸或缺陷）。如果不考慮樁周土對(duì)低應(yīng)變實(shí)測(cè)曲線(xiàn)的影響，容易對(duì)樁的低應(yīng)變結(jié)果產(chǎn)生誤判。本工程的水泥攪拌樁（止水帷幕）相當(dāng)于硬化后的土層，從攪拌樁樁底到砂質(zhì)粘性土土層，相當(dāng)于硬土層進(jìn)入到軟土層，從而產(chǎn)生類(lèi)似樁底的同相反射信號(hào)，導(dǎo)致檢測(cè)人員對(duì)支護(hù)樁樁長(zhǎng)產(chǎn)生誤判[3]。

圖6 穿過(guò)淤泥層的支護(hù)樁剖面圖

根據(jù)樁周土的土阻力變化對(duì)支護(hù)樁低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果的影響，我們還可以推斷在一些工程的支護(hù)樁存在穿過(guò)硬夾層（中風(fēng)化孤石），會(huì)產(chǎn)生反相信號(hào)，緊接一個(gè)同相反射信號(hào)，干擾支護(hù)樁實(shí)測(cè)速度曲線(xiàn)信號(hào)，無(wú)法準(zhǔn)確判定樁身完整性和樁底反射信號(hào)。

綜上，為能更準(zhǔn)確的對(duì)支護(hù)樁低應(yīng)變的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析和判斷，我們應(yīng)當(dāng)收集所檢測(cè)基坑工程的地勘資料及施工資料，了解項(xiàng)目土層的分布與走向。特別要了解支護(hù)樁周?chē)翆拥淖兓约案魍翆拥闹饕锢硇再|(zhì)指標(biāo)及主要工程特性參數(shù)（如內(nèi)摩擦角φ，粘聚力c，承載力特征值等）。為避免樁周土影響樁身完整性判定的準(zhǔn)確性，可以采用鉆芯法驗(yàn)證或者聲波透射法檢測(cè)支護(hù)樁的完整性。

2.3 支護(hù)樁護(hù)筒的影響

支護(hù)樁護(hù)筒的對(duì)支護(hù)樁低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果的影響，工程實(shí)例3：深圳市某3#基坑支護(hù)工程，本工程支護(hù)樁樁徑1000mm，樁長(zhǎng)為13.5-17.5m，樁身混凝土強(qiáng)度為C30，波速初步設(shè)定為3900m/s。因本工程支護(hù)樁需穿過(guò)砂土層和淤泥層，為防止旋挖灌注樁施工時(shí)出現(xiàn)塌孔，所以在樁施工時(shí)有下護(hù)筒，護(hù)筒直徑1200mm，護(hù)筒底深度距樁頂2m。經(jīng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)本工程支護(hù)樁在2m左右的位置均存在缺陷反射信號(hào)，導(dǎo)致本工程支護(hù)樁樁身完整性很多被判為II類(lèi)甚至III類(lèi)。支護(hù)樁實(shí)測(cè)曲線(xiàn)見(jiàn)圖7。

圖7 某3#基坑支護(hù)工程的支護(hù)樁低應(yīng)變曲線(xiàn)圖

根據(jù)以上低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果，我們可以發(fā)現(xiàn)以上支護(hù)樁在2m左右均存在缺陷同相反射信號(hào)，因護(hù)筒直徑為1200mm，深度為2m，護(hù)筒底部到樁頂區(qū)域的樁身截面尺寸大于護(hù)筒底部到樁底的樁身截面尺寸，根據(jù)樁身波阻抗公式Z=ρcA，在變截面處，A減小，波阻抗Z減小，樁頂測(cè)得實(shí)測(cè)時(shí)程曲線(xiàn)出現(xiàn)同相反射信號(hào)。檢測(cè)人員如果沒(méi)有深入了解本工程支護(hù)樁施工資料，容易導(dǎo)致對(duì)該位置的同相反射信號(hào)進(jìn)行誤判，將支護(hù)樁的樁身完整性判為II類(lèi)。而實(shí)際支護(hù)樁的樁身完整性為I類(lèi)。

綜上，我們?cè)谶M(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)時(shí)，應(yīng)收集好受檢樁的詳細(xì)施工技術(shù)資料，結(jié)合施工的過(guò)程資料，綜合對(duì)支護(hù)樁樁身完整性進(jìn)行判定。

2.4 支護(hù)樁施工工藝的影響

支護(hù)樁有多種施工工藝，目前大多工程項(xiàng)目采用旋挖灌注或沖孔灌注工藝，其中又以旋挖灌注較多。旋挖灌注樁在旋挖過(guò)程中，如遇到深厚的淤泥層或較松散的砂土層，在沒(méi)有護(hù)壁的情況，極易出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，以致對(duì)旋挖樁的成孔、成樁質(zhì)量造成極大的隱患。砂土具有較大的內(nèi)摩阻力而無(wú)粘結(jié)力，淤泥無(wú)任何強(qiáng)度，旋挖機(jī)在深厚或沙層中一成孔，立即會(huì)出現(xiàn)向孔內(nèi)塌陷的現(xiàn)象，形成較大的擴(kuò)孔，灌注混凝土的充盈系數(shù)較大，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致無(wú)法成孔，甚至?xí)斐傻孛娉料荩斐蓸O大的安全隱患。

工程實(shí)例4：深圳市某4#基坑支護(hù)工程，本工程支護(hù)樁樁型為旋挖灌注樁，樁徑1000mm，樁長(zhǎng)為13.8m，樁身混凝土強(qiáng)度為C30，波速初步設(shè)定為3900m/s。經(jīng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該工程2-2剖面的支護(hù)樁低應(yīng)變實(shí)測(cè)時(shí)程曲線(xiàn)大多在3~4m的位置出現(xiàn)反相反射，類(lèi)似擴(kuò)徑的信號(hào)。支護(hù)樁實(shí)測(cè)曲線(xiàn)見(jiàn)圖8，支護(hù)樁所在剖面見(jiàn)圖9。

圖8 某4#基坑支護(hù)工程支護(hù)樁低應(yīng)變曲線(xiàn)圖

圖9 某4#基坑支護(hù)工程2-2剖面圖

根據(jù)以上低應(yīng)變實(shí)測(cè)速度曲線(xiàn)，我們可以發(fā)現(xiàn)2-2剖面檢測(cè)的兩根樁在3~4m左右的位置出現(xiàn)反相反射信號(hào)，隨后出現(xiàn)一個(gè)同相反射信號(hào)，樁底反射不明顯，無(wú)法根據(jù)低應(yīng)變實(shí)測(cè)曲線(xiàn)對(duì)此兩根樁的樁身完整性有一個(gè)準(zhǔn)確的判定。根據(jù)地勘資料及施工技術(shù)資料，我們可以發(fā)現(xiàn)在樁底以下3m的位置有淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土及粗砂層，并且了解到在旋挖樁施工時(shí)未下鋼護(hù)筒，該地層區(qū)域范圍泥土可能出現(xiàn)向孔內(nèi)塌陷的現(xiàn)象，形成較大的擴(kuò)孔，導(dǎo)致灌注混凝土的充盈系數(shù)較大，該處樁身截面尺寸增大。根據(jù)樁身波阻抗公式Z=ρcA，樁身截面尺寸A增大，該處波阻抗Z增大，在實(shí)測(cè)速度曲線(xiàn)上相應(yīng)位置出現(xiàn)反相反射信號(hào)，從而影響檢測(cè)人員對(duì)該支護(hù)樁樁身完整性的判定，無(wú)法給出準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。

綜上，支護(hù)樁在存在淤泥層或砂土層的工程施工時(shí)，應(yīng)該采用鋼護(hù)筒護(hù)壁的方式穿過(guò)淤泥層或砂土層，確保樁身的截面尺寸不發(fā)生較大的變化而影響低應(yīng)變的檢測(cè)結(jié)果。我們也可以采用預(yù)埋聲測(cè)管的方式來(lái)對(duì)支護(hù)樁進(jìn)行聲波透射法檢測(cè)，有效避免樁身截面尺寸變化帶來(lái)的影響。

工程實(shí)例5：深圳市某5#基坑支護(hù)工程，本工程支護(hù)樁樁型為旋挖灌注樁，樁徑1200mm，施工單位所提供施工樁長(zhǎng)為15.90m，樁身混凝土強(qiáng)度為C30，波速初步設(shè)定為3900m/s。經(jīng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該工程部分支護(hù)樁的檢測(cè)樁長(zhǎng)與施工樁長(zhǎng)相差較大，最大的相差4~5m。支護(hù)樁實(shí)測(cè)曲線(xiàn)見(jiàn)圖10。

圖10 某5#基坑支護(hù)工程G19#樁低應(yīng)變時(shí)程曲線(xiàn)圖

根據(jù)波形圖分析，本工程G19#樁檢測(cè)樁長(zhǎng)為11.45 m，與施工樁長(zhǎng)相差4.5 m左右。對(duì)該樁進(jìn)行鉆芯法檢測(cè)，共鉆兩孔，其中1#孔偏出樁外鉆到鋼筋籠，G19鉆芯法芯樣照片見(jiàn)圖11。經(jīng)鉆芯法驗(yàn)證，根據(jù)鉆芯2#孔的芯樣圖片，我們可以發(fā)現(xiàn)G19#支護(hù)樁樁長(zhǎng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，跟施工樁長(zhǎng)15.9m基本相符合，達(dá)到16.22 m。但根據(jù)1#孔的檢測(cè)結(jié)果，該孔在12 m處偏出樁外，已經(jīng)鉆到G19#樁的縱向主筋，并且通過(guò)該孔芯樣圖片我們可以發(fā)現(xiàn)該樁的鋼筋籠靠樁外側(cè)有一半被泥土覆蓋，鋼筋籠的混凝土保護(hù)層在11.80 m左右缺失，也說(shuō)明該樁在11.80m處左右樁身夾泥。樁身夾泥會(huì)在低應(yīng)變反射信號(hào)曲線(xiàn)反應(yīng)出同相反射信號(hào)，與G19#支護(hù)樁的低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果基本相符。

圖11 某5#基坑支護(hù)工程G19#樁鉆芯法1孔及2孔芯樣圖片

根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程的了解，我們從監(jiān)理單位得知一個(gè)情況，該施工單位在本工程旋挖灌注樁施工過(guò)程中，灌注混凝土?xí)r的拔管長(zhǎng)度控制不準(zhǔn)，底部混凝土還沒(méi)有澆筑好就大幅度抽拔導(dǎo)管，使得混凝土體沖刷孔壁，導(dǎo)致孔壁泥土下墜或坍落，我們分析可能是該因素導(dǎo)致樁身夾泥。因此施工單位在樁的施工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員要控制好灌注工藝和操作，在抽動(dòng)灌注混凝土的導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)使混凝土面上升的力度適中，確保現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)的拔管和連續(xù)灌注是有序進(jìn)行的，同時(shí)導(dǎo)管的升降幅度也不能太大。

2.5 支護(hù)樁低應(yīng)變測(cè)試方法的影響

測(cè)試方法的影響因素包含現(xiàn)場(chǎng)樁頭處理、采樣頻率、傳感器的安裝、激振設(shè)備及敲擊能量等。而測(cè)試方法的影響因素往往又是現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員的技術(shù)水平和對(duì)規(guī)范熟悉認(rèn)知的程度決定的。結(jié)合《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》（DBJ/T 15-60-2019）規(guī)范內(nèi)容，我們可以得知以下內(nèi)容。

受檢樁的樁頭處理應(yīng)符合下列要求：應(yīng)鑿除樁底浮漿、松散或破損部分，樁頂面宜平整、密實(shí)，并與樁軸線(xiàn)垂直；當(dāng)預(yù)應(yīng)力管樁的法蘭盤(pán)與樁身混凝土結(jié)合不緊密時(shí)，也應(yīng)對(duì)樁頭進(jìn)行處理；樁頭的材質(zhì)、強(qiáng)度、截面尺寸應(yīng)與樁身基本相同。當(dāng)有墊層與樁頭澆筑成一體時(shí)，應(yīng)確保墊層不影響低應(yīng)變檢測(cè)的結(jié)果才能進(jìn)行檢測(cè)。

現(xiàn)場(chǎng)低應(yīng)變檢測(cè)時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)樁長(zhǎng)、樁身波速和頻域分辨率合理選擇采樣頻域（采樣時(shí)間間隔），采樣點(diǎn)數(shù)不宜少于1024點(diǎn)，時(shí)域信號(hào)記錄的時(shí)間長(zhǎng)度應(yīng)在2L/c（L為樁長(zhǎng)，c為樁身波速）時(shí)刻后延續(xù)不少于5ms,頻域信號(hào)分析的頻率范圍上限不應(yīng)小于2000Hz。采樣頻率越高，即采樣間隔時(shí)間越小，則時(shí)域信號(hào)精度越高，但頻域分辨率越低；反之，采樣頻率越低，即采樣間隔時(shí)間越大，則時(shí)域信號(hào)精度越低，但頻域分辨率越高。

為避免傳感器安裝位置不規(guī)范對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的影響，對(duì)于實(shí)心灌注樁的激振點(diǎn)宜選擇在樁頂中心位置，傳感器宜安裝在距樁中心約2/3半徑處，傳感器安裝點(diǎn)和激振錘擊點(diǎn)的距離不宜小于樁徑或矩形樁邊寬的四分一。需要說(shuō)明的是，激振點(diǎn)與傳感器距離樁的主筋不宜小于50mm，避免鋼筋籠縱筋對(duì)檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生影響。對(duì)于實(shí)心樁的傳感器和激振點(diǎn)在樁頂面布置的原因是在敲擊過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力波除向下傳播外，也沿樁頂面徑向向周邊傳播，從周邊反射回來(lái)的波與由樁中心向外擴(kuò)散的波會(huì)發(fā)生疊加，根據(jù)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，初始波在2/3樁半徑處接收時(shí)所受到波的干擾最小。空心樁的激振點(diǎn)及加速度傳感器的安放位點(diǎn)應(yīng)在同一水平面上，且宜選擇在樁壁厚的1/2處。傳感器安裝點(diǎn)、激振錘擊點(diǎn)與樁中心共三點(diǎn)所構(gòu)成的平面夾角宜為90°。激振方向應(yīng)與樁軸線(xiàn)平行，有利于抑制質(zhì)點(diǎn)的橫向振動(dòng)，且應(yīng)避免二次沖擊，防止后續(xù)波的干擾。

傳感器安裝的好壞直接影響測(cè)試信號(hào)的質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)氣溫高低等情況選擇合適的耦合劑。用耦合劑粘結(jié)加速度傳感器時(shí)，應(yīng)具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度，確保傳感器能接收到高質(zhì)量的反射信號(hào)。試驗(yàn)表明，耦合劑較厚會(huì)降低傳感器的諧振頻率，產(chǎn)生低頻，影響反射波接收，從而丟失有效信號(hào)[4]。傳感器安裝越牢固則傳感器安裝諧振頻率越高，采用沖擊鉆打眼安裝可明顯提高安裝的諧振頻率。

反射波法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)樁時(shí)，檢測(cè)公司應(yīng)準(zhǔn)備幾種不同重量的力棒或力錘、不同材質(zhì)的錘頭，依據(jù)不同的檢測(cè)效果及目的選擇不同的激振設(shè)備。根據(jù)縱波的傳播特點(diǎn)，我們知道激振脈沖波的頻率越高，脈沖寬度窄，對(duì)樁身的缺陷分辨率越高，對(duì)樁的淺部缺陷反射越明顯，但是波沿樁身傳播的能量衰減快，不利于檢測(cè)出樁身深部缺陷及長(zhǎng)樁的樁底反射信號(hào)。反之，激振脈沖波的頻率越低，脈沖寬度寬，對(duì)樁身淺部的缺陷識(shí)別率較低，但波沿樁身傳播的能量衰減慢，可以檢測(cè)出對(duì)長(zhǎng)樁的樁底反射信號(hào)及深部的缺陷反射信號(hào)。因此對(duì)于長(zhǎng)樁和深部缺陷的檢測(cè)，我們選擇錘的重量越大，直徑越大，墊層越軟，更利于激發(fā)能量高的低頻脈沖信號(hào)，從而可以檢測(cè)到長(zhǎng)樁樁底反射及深部缺陷。對(duì)于短樁和淺部的缺陷，我們選擇錘的重量越小，直徑越小，墊層越硬，更利于激發(fā)高頻脈沖信號(hào)，不僅可以檢測(cè)到短樁的樁底反射信號(hào)，還可以檢測(cè)出樁身淺部缺陷。因此在對(duì)長(zhǎng)樁的檢測(cè)時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)選擇多種不同類(lèi)型的激振錘進(jìn)行樁身完整性的檢測(cè)，從而更為準(zhǔn)確的判定樁身完整性[5]。

2.6 支護(hù)樁低應(yīng)變數(shù)據(jù)處理分析的影響

現(xiàn)階段低應(yīng)變實(shí)測(cè)速度信號(hào)處理主要有時(shí)域分析和頻域分析兩種處理方式。時(shí)域分析將樁假定為一維桿件，應(yīng)用應(yīng)力波理論，應(yīng)力波的傳播速度假定不變進(jìn)行分析。由于基樁檢測(cè)只能近似滿(mǎn)足一維應(yīng)力波理論，實(shí)測(cè)波速受許多因素的影響，如樁身材料黏彈性作用導(dǎo)致的物理頻散；樁身幾何尺寸的影響，包括橫向尺寸導(dǎo)致的幾何頻散及樁上部的三維效應(yīng)；土體阻力的影響等。導(dǎo)致我們對(duì)低應(yīng)變的數(shù)據(jù)分析存在一定的誤差，如測(cè)試缺陷的位置及測(cè)試樁底位置的深度誤差。

檢測(cè)人員在分析所采集的實(shí)測(cè)波形曲線(xiàn)時(shí)，還應(yīng)注意到淺部盲區(qū)問(wèn)題，如果激振脈沖波頻率低，形成寬脈沖信號(hào)，由于激勵(lì)脈沖在實(shí)測(cè)時(shí)程曲線(xiàn)上有一定的寬度，如果在該寬度“盲區(qū)”內(nèi)存在缺陷，則在脈沖寬度內(nèi)，應(yīng)力波遇到缺陷產(chǎn)生的上行同相反射波信號(hào)與能量較大的同相入射波疊加在一起，在樁頂面所接收到實(shí)測(cè)反射波曲線(xiàn)中很難識(shí)別樁身所存在的淺部缺陷。波形特征往往表現(xiàn)為有較寬的入射脈沖：波形在整體上呈大波浪形式，波形振蕩、幅值大，延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。對(duì)此類(lèi)波形應(yīng)當(dāng)予以重視，可以換輕錘或硬一點(diǎn)的錘頭進(jìn)行敲擊，利用窄脈沖檢測(cè)出淺部缺陷信號(hào)。

處理數(shù)據(jù)時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)合理應(yīng)用指數(shù)放大和低通濾波對(duì)接受信號(hào)進(jìn)行處理，其中低通濾波可以減少噪聲對(duì)信號(hào)的干擾，而通過(guò)指數(shù)放大可以提高在實(shí)測(cè)波形曲線(xiàn)中對(duì)樁中下部及樁底反射信號(hào)的識(shí)別能力。在分析過(guò)程中，指數(shù)放大以2~20倍，能識(shí)別到樁底反射信號(hào)為宜，過(guò)大的放大倍數(shù)將會(huì)把干擾信號(hào)也放大，可能會(huì)使實(shí)測(cè)反射波信號(hào)的尾部出現(xiàn)明顯不歸零的情況，影響樁身完整性的分析判斷[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

低應(yīng)變檢測(cè)樁身完整性，有著操作簡(jiǎn)單、快速、經(jīng)濟(jì)、對(duì)工程施工干擾小及可以查出樁身缺陷和嚴(yán)重的樁長(zhǎng)不符等優(yōu)點(diǎn)。使得該法在工程質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但通過(guò)以上分析，低應(yīng)變反射波法也存在一些局限性問(wèn)題，如受到樁周土約束影響、無(wú)法識(shí)別多個(gè)缺陷、無(wú)法對(duì)缺陷進(jìn)行定性和定量的分析、對(duì)波阻抗?jié)u變類(lèi)的缺陷難以判斷及對(duì)樁身縱向裂縫的識(shí)別能力較差等。這些局限都會(huì)對(duì)低應(yīng)變檢測(cè)工作將產(chǎn)生不利影響。雖然低應(yīng)變法有著很多影響因素和局限性，但是通過(guò)以上各種因素分析，只要我們收集好工程的樁施工資料、地質(zhì)勘查資料，同時(shí)利用其他檢測(cè)方法如聲波透射法、鉆芯法進(jìn)行綜合驗(yàn)證檢測(cè)，有針對(duì)性地開(kāi)展低應(yīng)變檢測(cè)工作，采取有效的措施，并將理論和實(shí)際有效結(jié)合起來(lái)，就可以提高低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果的質(zhì)量和可信度。