（佛山三水区建筑工程质量监测站，广东，佛山，528100）
【摘要】近年来，低应变法在PHC管桩异常波形检测工作中得到了广泛关注，研究其相关问题有着重要意义。本文首先对低应变法相关内容做了概述，分析了工前准备阶段相关工作。在探讨PHC管桩低应变法检测要点的基础上，结合相关实践经验，从多方面深入探究了低应变反射波信号现场采集技术，希望有助于低应变法检测应用相关工作的实践。
【关键词】PHC管桩；低应变法；异常波形；检测
一、前言
随着PHC管桩应用要求的不断提高，研究低应变法对其异常波形的检测至关重要。该项课题的研究，将会更好地提升低应变法在检测工作中的实践水平，从而有效保障PHC管桩异常波形检测工作的整体效果。本文从概述相关内容着手本课题的研究。
二、低应变法概述
基桩是建筑工程桩基础的基本组成单元，也是桩基础的核心要素。随着社会经济的发展，各式社会建筑越来越趋向于采用桩基础作为工程的主要承重方式。于是在工程质量监督管理中，如何有效地大面积地对基桩质量进行检测评估，越显重要突出。
目前基桩的质量检测主要包括桩的承载力以及桩身结构完整性两个方面。常用的桩基质量检测方法主要有静载法、高应变法、低应变法、声波透射法、钻芯法五种。而低应变法是目前在检测桩身结构完整性方面，使用最广泛，操作最简便，普查实用性最强的检测手段。
基桩低应变法是指采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对桩身结构完整性进行判定的检测方法。它的基本原理是通过在桩顶施加激振信号产生应力波，该应力波沿桩身传播过程中，遇到不连续界面，如灌注桩中的蜂窝、夹泥、断裂、孔洞，或者预制管桩中的接缝、断裂等缺陷，将产生反射波，通过检测和分析反射波时、幅值和波形特征，就能判断桩的桩身结构完整性。
三、工前准备阶段
1．出工前准备
（1）搜集被检工程地质资料、基桩设计图纸和施工记录、监理日志等相关技术资料，了解施工工艺及施工过程中出现的异常情况；
（2）对仪器设备检查调试。检测用仪器必须在计量检定周期的有效期内，并具有良好的波形现场显示、记录和贮存功能，确认仪器工作正常，配备与之匹配的传感器；
（3）根据桩型和检测目的，选择不同材质和质量的力锤或力棒，以获得所需的激振频率和能量；
（4）准备安装传感器的石膏、黄油、橡皮泥、凡士林等耦合剂，保证粘结牢固。
2．现场准备工作
被检桩顶面条件的好坏直接影响着测试信号的质量和对桩身完整性判定的准确性，因此，要求被检桩顶面的混凝土质量、截面尺寸应与桩身设计条件的基本相同。当受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa时，进行试桩基坑的开挖，凿除桩顶部浮浆至桩顶设计标高，桩头顶面处理应平整，露出坚硬混凝土面，桩顶表面应平整干净且无积水，将激振点和响应测量传感器安装点部位用角磨机磨平，妨碍正常测试的桩顶外露主筋应割掉。
四、PHC管桩低应变法检测要点
1．传感器安装与激振点位置
为了保证获得高质量响应信号，传感器用耦合剂粘结时，粘结层应尽可能薄，传感器底安装面应与桩顶紧密接触。对PHC管桩，安装点与激振点平面夹角等于或略大于90°。考虑到PHC管桩低应变检测中使用的激振设备一般为尼龙锤，不容易出现与桩的横向振型相应的高频干扰，在实践中，激振点与传感器安装点可适当拉近，消除安装点与激振点响应信号时间差，以获得良好的信号。
2．波速取值
由于PHC管桩的特殊成桩工艺，波速值与常规混凝土灌注桩迥然不同，而且各地区借鉴性不强。在实际检测时一般是总结该地区的波速经验，或者在工地现场找到完整的一节PHC管桩测试桩身波速，以作为桩身缺陷位置判断的依据。
3．接桩点反射
低应变检测技术以一维应力波理论为基础，并作了平截面的假设，应力波沿桩身向下传播，当波阻抗发生变化时将产生反射波，该反射波是判断桩身缺陷的依据之一。对于PHC管桩，一般采用手工电弧焊焊接，即使能满足基桩的力学性能指标，也不能保证两节管桩在接头处能闭合良好，接头位置往往是波阻抗发生变化的区域，在检测中，桩接头处的反射波与其它缺陷反射波应区别对待。
4．波形质量
良好的低应变波形是准确判断桩身完整性的前提，所采集的良好的波形应该是多次锤击的波形重复性好，波形真实反映桩的实际情况，完好桩桩底反射明确；波形光滑，不含毛刺或振荡波形；波形最终回归基线。
五、低应变反射波信号现场采集技术
1．影响采集信号的因素
桩头处理是检测工作的第一步，也是至关重要的一步。测试时信号是由耦合在桩顶的传感器接收到的信号，所以桩头处理情况的好坏，直接决定了波形采集的质量及信号的真实性。笔者在现场检测时，曾遇到以下几种情况：桩头松散；灌注桩桩头未清理浮浆；桩头外露钢筋谐振；预应力管桩桩顶法兰盘与混凝土结合不紧密。
2．桩头处理的必要条件
受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不少于15MPa；桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同；桩顶面应平整、密实，无积水.并与轴线基本垂直，灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散、破损的部分，并露出坚硬的混凝土表面，尤其是装传感器和敲击的部位，必要时可用磨光机进行打磨平整桩面；妨碍正常测试的桩顶外露钢筋应割掉；对于预应力管桩，当法兰盘与桩身混凝土之间结合紧密时，可不进行处理，否则，应采用电锯将桩头锯平；当桩头与承台或垫层相连时，相当于桩头处存在很大的截面阻抗变化，对测试信号会产生影响。因此，测试后桩头应与混凝土承台断开，当桩头侧面与垫层相连时，除非对测试信号没有影响，否则应断开。
3．测试传感器的安装
传感器安装一定要保证传感器与被测桩头的刚性粘结，以提高传感器的谐振频率。传感器的安装必须通过耦合剂垂直与桩面粘接。有的测试人员为了测试简便，经常不用耦合剂或少用耦合剂，致使耦合剂的作用减少或消失，导致测试信号振荡很明显，不利于对基桩的分析判断，这样是不可取的。几种较常用的耦合剂：a、粘性好的黄油或凡士林，经济实用，但黄油较脏，凡士林较干净；b、粘性好弹性差的橡皮泥；c、牙膏，干净方便；d、口香糖，用口加工后使用。传感器是否安装好，可用手指轻弹传感器侧面，若传感器纹丝不动则说明已经安装好。
4．激振点和测点的选择
激振点应选择在桩的中心，测点应选在距桩中心2/3半径处，根据桩径大小，从桩心对称布置2个～4个检测点，每个测点记录的有效信号数不少于3个。
对于大直径桩而言，在锤击时会产生横向波和纵向波的相互影响，应该多布几个测点，而且检测点与锤击点应有足够的距离以消除二维效应。另外，锤击质量的好坏将严重影响到信号的采集质量。因此，在测试中应重复几次锤击过程，并确信采集到的几次锤击信号相同时，才能储存这-信号，以免由于锤击质量不好而造成误判。
六、结束语
通过对PHC管桩低应变法检测异常波形的研究分析，我们可以发现，该项工作良好效果的取得，有赖于对其多项影响环节与重点要素的充分掌控，有关人员应该从PHC管桩异常波形检测的客观实际出发，研究制定最为符合实际的低应变法应用策略。
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