低应变法在建设工程桩基检测中的局限性研究

谢乙隆

（广州广检建设工程检测中心有限公司，广东广州 510000）

0 引言

低压变法在当前的建筑工程桩基检测过程中已经取得广泛性的使用，并且通常情况下会和其他类型的技术进行协同性利用，不过从取得的效果上来看，该方法由于其原理最为特殊，局限性较为明显。在今后的检测过程，要对局限性进行专业化的把握和分析，在此基础上保障该项技术在利用过程中不会出现重大缺陷。

1 低应变法工程桩基检测法原理

低压变法即低压变动力测桩法，是通过对一维波动理论的使用，对于各类检测桩体假设为一维弹性连续杆件，在检测过程中，可在桩身的顶部进行竖向方向上的敲击，给予桩体一定的能量并且产生弹性纵波，此时纵波在桩体中心会向下传递，当传递到桩体具有明显的阻抗区域时会产生纵波的反射，通过对桩体上所配置的反射波接收仪，可对桩体的实际运行质量和生产参数进行分析[1]。从对各类桩体的质量控制情况上来看，如果通过对反射波的接收时间进行计算，则可以分析该桩体当前的长度，之后与施工资料进行对比，发现桩体的实际长度要远大于所取得的测量参数时，那么就意味着该桩体可能在中间的某个区域出现了断裂问题，或者存在桩体相关结构上的严重离析问题等缺陷。

2 低应变法工程桩基检测中的局限性

2.1 受结构影响较大

低应变法在工程桩基中的检测过程中，如果桩体在实际的制作过程中，某个区域突然发生了结构方面的参数变更，以及桩体的结构损害等问题时，那么就意味着该桩体结构的参数变更情况可以得到准确定位，可以利用这一原理对于整个桩体的结构进行全面的分析和了解。但是在当前的实际建筑项目的施工过程中，一些情况之下会根据地下环境的特殊性以及建筑行业规范，对相关的结构做出相匹配的调整，也就意味着如果只是单纯使用低压变法对工程桩进行检测，很可能会由于桩体结构方面的变化而导致所取得的检测参数精准度不足。

比如在某工程项目中采用旋挖灌注桩基础系统，其中某个桩体的长度为21m，桩体的直径为800mm，装修采用C30 混凝土，之后采用低压变法对桩身的完整度进行检查，敲击设备采用尼龙立棒激振法施加测试参数。通过对于实测参数的分析，可以得到如下曲线（见图1）。

图1 某工程低压变法检测波形

可以发现，在该被检测桩体的7m 处存在明显的缺陷反射，并且反射波的幅度极高，同时未能发现基底反射，通过对于相关参数的分析，可以发现该桩体中存在明显的结构性问题。之后通过和甲方的沟通，对于这个整体进行了钻芯法验证，通过最终取得结果的分析发现，该桩体在整体长度上的各个结构处于连续完好且表面光滑状态，意味着该桩体处于良好的运行状态。此时可以发现并不存在缺陷，终身的安全性为最高等级。

通过和施工方交流以及对勘察报告的分析可以发现，该桩体从地表向下5m 左右为回填土结构，5~7m 处存在流沙层，施工单位为防止该工程在施工过程中塌孔，采用直径为1200mm，长7000mm 的钢护筒进行处理。因此可以发现，之所以低压变法和钻芯法之间存在明显的差别，正是由于在0~7m 处设置了直径为1200mm 的钢护筒，使桩体的直径发生骤变，导致应变检测波在突变处出现明显性的缺陷反射信号。

2.2 受现场影响较大

在桩体的生产和制造过程中，通常情况下会根据地下环境以及生产环境的不同因素实现对具体施工内容的调整。此时就意味着如果采用低应变法进行处理，很可能会在这类经过调整的区域下，无法通过对地下环境的全面性跟踪和了解，并分析可能发生的变化。最终从反馈的结果上来看，这类因素很可能和地下空间的问题忽略而未能得到信息说明[2]。

比如在某工程项目中，采用人工挖孔灌注桩基础结构，对该桩体采用低压变法分析结果，通过对相关资料的分析，确定该桩体的长度为4.6m，桩体的直径为900mm，混凝土等级为C30，底部的持力层为中风化泥质粉砂岩，锤击设备为尼龙锤激振设备。通过对实测曲线的分析可以发现，该桩体存在轻微的缺陷反射波，并且不存在明显的桩底反射波，可以确定该桩体存在中部断裂的风险。而之后通过和业主方的交流，最终业主方同意采用钻芯法进行进一步的验证，从实际取得的结果上来看，该桩体在0~5m 区间钻进顺利，并不存在缺陷，而5~7.5m 以下混凝土的胶结质量较差，且难以钻进，桩芯处于松散状态。可以确定该桩体的混凝土等级为C30，通过对勘测报告以及施工现场的分析可以发现，该区域的地下水含量丰富，施工过程中未能有效地控制地下水，才导致桩基的地下胶结效果较差。此时发现采用低压变法对于实际存在的问题根本未能得到全方位的表述，由此可以发现，如果在具体的检测过程中，只是根据波形的反射幅度大小进行评定，那么还需要采用整个场地的波形情况进行对比，如果只是单纯通过对桩体本身的反射波进行分析，还可能会和实际的效果存在较大的差别。

2.3 受方法影响较大

在低压变法的使用过程中，会使用敲击方式实现针对各类参数生成情况的研究，之后根据该参数的生成机制和作用原理，实现对相关数据的整合。然而在实际的施工过程中可以发现，如果该区域的地下空间相关资料和信息的使用不足，只是通过对反射波的分析得到结果，那么很可能就意味着最终所取得的相关分析结果由于未能考虑地下环境对桩体本身造成的影响，使得最终所得到的结果与实际情况差异较大。所以可以说低压变法在实际的使用中，该方法本身就存在一定的信息参数处理不完善问题。

2.4 受设备影响较大

低压变法在专业性的使用中，需要配套专业性的设备，而这类配套设备如果处于不稳定的运行状态，那么就很可能会在实际的使用过程中出现信息的取得问题。当然为了能够保障该系统的运行质量，通常会设置备用设备，如果发现某设备无法取得正确参数时，需要对其进行二次检测。然而如果某设备在具体的运行过程中误差较大时，通常无法得到各类高精准度的结果，可以说，这只是一种对于使用过程设备获得各类运行参数的模式，并且对桩体进行模型化的处理结果，很容易导致运行中遗漏一些关键性的因素。

3 低应变法工程桩基检测中的局限性处理

3.1 技术局限有所了解

在低压变法的工程桩基检测过程中，必须要能够对该技术的本身局限有所了解，尤其是针对该方法使用过程和钻芯法分析过程中可能存在的差异需要进行共同分析。同时要意识到，如果发现该桩体在检查过程中，设计参数和实际的施工标准不匹配，或者表现出该桩体本身存在问题时，那么就需要立即和该工程项目的施工单位以及勘测单位进行联系，实现对地下环境以及该桩体施工过程中的相关器械进行全面性的了解。尤其是针对上文中提及的结构方面的参数变更以及地下环境的参数分析，尤其需要根据这两类参数，对取得的结果进行高精准度的探讨，只有在确保现有参数在使用过程中不存在遗漏风险时，并且考虑这类参数分析中存在的问题时，才可以使用钻芯法进行进一步的验证。

3.2 检测设备全面保护

各类检测设备的日常管理过程中，必须要能够对其施加正常性以及日常性的维护工作，以全面确保该设备在运行的效果和质量方面完全符合要求[3]。此外针对各类检测设备的日常使用阶段，需要根据该技术的使用原则、信用原理和应用效果对其进行分析，只有所有参数都得到持续、专业性的管理之后，才可以保证所有检测设备在使用效果上不会存在工作问题，才可以全面落实针对整个桩基的质量保障工作。

3.3 检测方法适当使用

在低压变法检测方法的使用过程中，一方面要根据所有检查方法的使用原理和使用原则，对相关的设施进行配套使用，另一方面要根据检测方法的使用机制对其进行分析。只有在所有的分析结果和参数都得到专业性的利用时，才可以采用该项检测方法，确保专项的检查方法在取得正确的数据分析和作用表现之后，让各类参数得到专业化的控制。

4 结语

综上所述，低压变法在工程桩基检测过程中，主要的局限包括受结构的影响较大、受到环境的影响较大等，这类影响信息都很可能会导致低压变法和其他检测方法之间存在参数方面的重大差异。在这类问题的排除过程中，要能够对这类局限本身做出全面性的分析，同时针对各方法的实践方案、设备使用方法进行确定，并对相关设备进行日常性的检测。