桩基检测中低应变检测技术的实践探讨

钟成文 广东中粤工程检测有限公司

摘要：建筑能否可靠、稳定运行，与桩基施工质量控制存在密切关联。桩基检测的有效实施，可判断桩基质量是否符合预期要求，并为建筑结构的稳定运行提供保障。得益于低应变检测技术的合理运用，可促进桩基检测的高效率开展。本文从桩基检测的重要性分析入手，在此基础上阐明低应变技术在桩基检测中的实践应用。

关键词：低应变检测技术；桩基检测；重要性；原理

随着我国建设工程数量的持续增多，对桩基施工质量提出严格要求。作为建设工程中的关键环节，桩基施工易受到环境条件、工艺方法的影响，若桩基施工质量不达标，轻则对建筑结构稳定性产生影响，重则威胁到民众人身安全。亟需通过桩基检测来加强提升施工水平，并为建筑桩基的可靠、长久运行提供保障。鉴于此，探讨桩基检测中低应变技术的有效应用，对促进建设工程高质量施工有着重要影响。

一、桩基检测重要性

作为建筑工程结构中的关键组成，桩基可发挥建筑物荷载、重量支撑的作用。通过对桩基检测的有效开展，可发挥以下作用：一是保障工程质量。基于对桩基检测的有效开展，可及时发掘桩基存在质量问题，并通过对桩身强度、稳定性等参数的严控，可保证桩基质量符合设计要求。二是保证工程安全。桩基结构可承担荷载传递和支撑作用[1]。基于桩基检测的有效开展，可有效规避承载能力不足、变形过大等问题出现，继而降低建设工程出现安全隐患的概率。三是优化工程设计。基于对桩基检测、监测的有效开展，可获取桩基实际性能数据，为工程设计提供依据。四是提高工程维护效果。通常情况下，桩基结构存在隐蔽性特点，若结构存在质量问题，修复和加固施工难度较大。得益于桩基检测的有效实施，可通过对问题、隐患的及时发掘与解决，以促进桩基使用寿命的延长。

二、低应变检测技术应用优势分析

作为现代桩基检测中的关键环节，低应变检测技术应用具有以下优势：（1）准确性高。借助该技术可获取准确、全面的桩基变形与应力数据。并依托于高精度传感器和数据采集系统，对监测桩基结构的变形和应力进行实时监控，确保其数据分析和评估符合精准性要求[2]。（2）非破坏性。在实际桩基检测期间，该技术应用无需对桩基进行破坏性改动、拆除。可视情况在桩基表面或内部合理安装应变计、传感器等设备，以做到对桩基情况的实时监测，避免在检测作业期间出现桩基结构损坏情况。（3）灵活性。通常情况下，该技术可适用于不同类型桩基结构检测中，具体涉及钢筋混凝土桩、钢管桩、木桩等类型。同时，可结合对监测需求、现场条件的分析，合理选择传感器设备与监测方法，进而为不同桩基工程的高质量建设提供支持。（4）经济性。相较于其他桩基检测手段的应用，低应变检测技术在成本控制方面存在优势。无论是传感器和数据采集设备的选用，还是对桩基进行非破坏性检测，均可实现对检测成本的优化控制[3]。

三、桩基检测中低应变检测技术应用要点

（一）检测前准备

为促进建筑桩基检测的顺利进行，需在检测前积极开展准备工作，具体包括：

（1）提前准备低应变检测所需相关材料文件，如地质资料、技术交底文件等，以确保后期检测中材料投用、成桩长度控制、直径控制符合规范要求[4]。

（2）要求人员提前对桩基区域进行清洁，若存在混凝土浮浆，需视情况采取有效措施加以处理，尽可能让桩头露出密实混凝土，以避免检测准确度受到桩头影响。

（3）准备阶段对相关仪器设备进行检修维护，并对传感器、力锤连接位置状态进行检查，判断耦合剂质量是否符合预期要求。

（二）传感器选择布置

要想在桩基检测中充分展现出低应变检测技术的效用，需以传感器合理选择、布设为前提。鉴于此，在实际桩基检测期间，可依据对现场条件、检测要求的分析，选择契合检测需求的传感器设备，并重视对传感器布置的严控。一方面，对于传感器的选择，需符合以下要求：①传感器的灵敏度和精度控制需符合预期要求，可做到对微小应变变化的精准测量。②应具备较强响应速度，可实时采集桩基应变数据[5]。③传感器应具备较强可靠性、稳定性，可在检测期间保持长期稳定运行状态。④传感器需拥有较强的抗干扰性能，可减少外界因素对测量结果的影响。

另一方面，在布置检测传感器时，应考虑以下几点：一是布置位置确定。为提升低应变检测有效性，需选择代表性位置进行传感器安装，可准确反映桩基应变情况。在实际检测期间，可视情况在桩身上、中、下部分进行合理布置，以实现对桩基变形特性的全面掌握。二是数量和间距控制。即在检测前，依据现场实际情况来确定传感器数量和间距。通常情况下，传感器数量直接影响到桩基检测数据的精准度、全面性[6]。对于传感器间距控制，则要求人员充分考虑桩基尺寸、变形情况。三是安装方式。在开展安装作业时，需保证传感器与桩身紧密接触，并注意对传感器的精准定位和有效固定，避免在运行阶段过程中出现位移或松动现象。

在开展激振施工时，要求人员以桩基轴线为基准来控制激振方向，并强调钢筋笼主筋安装位置与传感器、激振点位置保持错开状态。依据实际情况的分析，合理选择力锤规格与锤垫材料。

（三）数据采集处理

低应变检测结果是否准确、客观，受到数据采集与处理实施的直接影响。基于对低应变检测技术的有效应用，在数据采集阶段需注意：（1）采样频率。视情况对现场检测频率合理控制，其中较高采样频率可提供详细、客观数据，但会增加处理复杂性与难度，对此需保证采样频率控制契合现场实际情况。（2）采集时长。视情况对采集时长适当延长，以确保数据的采集符合后续处理需求。同时，需注意采集时间切勿过长，避免数据冗余浪费问题出现，导致检测成本增大。（3）外界干扰。数据采集期间需注意避免外界干扰对数据影响。如尽可能避免传感器与其他金属结构接触，以降低电磁干扰对桩基检测结果的影响[7]。另外，在采集时若存在上部横截面尺寸不规则、直径较大等情况，需依据对桩基实测信号特点的分析，并以分析结果为基准对传感器、监测点位置适当调整，以保证数据采集符合准确、客观要求。若人员多次检测后结果偏差仍相对较大，则可视情况对检测点数量适当增多，并深入到偏差成因分析中，借助针对性措施来提升检测效果。

对于低应变检测数据的处理，则视情况做到以下几点：一是通过滤波去除数据中噪声和干扰信号，如借助低通滤波、中通滤波和高通滤波等手段，提升桩基检测数据的处理效果。二是对数据进行修正，以消除传感器误差、偏差。在实际检测期间，可依据对传感器特点、标定数据的分析，选择符合实际需求的修正方法。三是对数据校正处理，以消除外界因素对数据的影响。如根据温度传感器的数据对应变数据进行修正，以保证检测数据的获取符合标准。

此外，对于桩基检测数据分析，可视情况借助绘制曲线图、制作统计表格等形式，实现在检测期间对相关数据客观、充分展示，帮助人员判断桩基质量和性能是否符合设计要求，继而为后续工程建设夯实基础[8]。

四、桩基检测中低应变检测技术影响因素与处理

（一）桩头处理与平整度控制

为保证现场数据信号采集符合预期要求，需重视对桩头的有效处理。若检测期间存在桩头处理不到位情况，极易导致波形采集不符合预期要求，继而对数据处理精准性产生影响。如相关人员未重视对桩头浮浆有效清理，会在反向脉冲的作用下导致波形采集无法对桩身完整性进行客观呈现，具体如图a所示。其激荡波形的形成与桩头松散存在密切关联，无法保障其检测效果符合预期要求[9]。通过对桩头浮浆的全面、彻底清洁，可实现对激荡波形的有效抑制，并通过波形来客观体现出桩体缺陷问题，具体如图b所示。

图1桩头浮浆影响分析

鉴于此，在检测前要求人员对桩头细致清理，确保对骨料混凝土面露出，并保证锤击与传感器安设位置打磨平整，避免破碎问题出现影响到检测结果精准性。

（二）锤击位置影响

在桩基检测作业期间，需以《建筑桩基检测规范》为参照，将桩中心作为低应变检测中激振点位置。若检测期间未按照要求进行锤击，或者是锤击位置与标准要求存在偏差，极易对波形产生一定影响。鉴于此，需视情况在检测前对桩中心位置精准界定，并在锤击时确保桩顶面符合自由、平整、密实要求。

（三）锤击速度影响

桩基低应变检测中能量形成受到锤击速度的直接影响，若速度保持较低状态，应力波衰减速度增大，继而导致桩下部缺陷的反映缺乏准确性。若锤击速度保持过高状态，则会增大桩顶混凝土出现酥松问题的概率。鉴于此，需在检测期间进行多次试验，并依据对检测条件的分析对锤击速度适当增大。

（四）锤头特性的影响

纵观当前桩基检测作业，其中低应变检测涉及到刚性、柔性锤头的应用。不同类型锤头产生效果存在差异，如刚性锤头的合理应用，可通过高频脉冲波的发射来提升缺陷分辨率，但检测期间高频波呈现出易衰减状态。对于柔性锤头的应用，可通过形成较宽初始波来提升桩底反射效果，但检测期间难以保证缺陷分辨率控制符合预期要求，具体如图2所示。鉴于此，为实现对浅层缺陷的全面、准确识别，检测人员需视情况对激振脉冲波频率进行合理控制，若浅层部位信号存在异常，则需在激振时对柔性、刚性锤头配合应用，在保证浅层缺陷精准识别的同时，进一步提升桩基检测结果的可靠性。

图2不同锤头的波形的影响

五、低应变检测技术改进方向

在多方面因素的影响下，当前桩基检测中低应变检测技术的应用仍存在些许局限。鉴于此，可依据桩基检测特点与需求的分析，进一步推进低应变检测技术朝着以下方向发展与改进：第一，传感器技术的改进。作为低应变检测技术的核心组成，传感器精度、可靠性控制，与检测结果准确性的提升存在密切关联。鉴于此，需重视对传感器灵敏度、稳定性和耐久性的不断提升，以适应复杂、恶劣工程环境和高精度监测需求。第二，数据采集处理的改进：得益于计算机技术持续创新与升级，数据采集处理技术可实现不断革新。鉴于此，需强调对高效、智能数据采集设备和软件的开发，以期在检测期间实现远程数据传输、实时监测、自动化数据处理等动能，以促进桩基检测的自动化、智能化发展。第三，多参数监测技术应用。通常情况下，该技术应用只涉及到对桩基应变变化的测量，若存在温度、湿度等参数的监测需求，则需实际情况进行传感器的额外增设。鉴于此，需重视对多参数监测技术与低应变检测技术的结合，以期在检测期间对桩基结构全方位监测和评估。第四，模型建立。在具体检测作业期间，大量数据的处理效果关乎到低应变检测技术的效用体现。对此需结合桩基检测要求的分析，重视对数据分析方法的研究和改进，基于对数学模型和预测模型的合理构建，可保证其数据分析处理符合可靠、高效要求。第五，结合人工智能、大数据等技术。得益于人工智能和大数据技术的普及发展，为低应变检测技术的改进、创新提供契机。鉴于此，可立足智能化检测视角，合理将人工智能、大数据等技术应用于低应变检测技术中，依托于机器学习、数据挖掘等方法的集成应用，实现对桩基监测数据智能分析、预测，以充分发挥桩基检测在建筑效益创造中的效用。

结束语：

综上所述，低应变检测技术的有效运用，可进一步加强对检测结果准确性、全面性控制，并为后续工程建设提供科学依据。鉴于此，需在明确低应变检测技术优势的基础上，在检测作业期间对各关键点的严格把控，并深度剖析桩头处理、锤击位置、锤击速度、锤头材质等因素对检测结果的影响，采取针对性措施来提升桩基检测效果，进而为建筑桩基缺陷的精准、全面识别提供技术支持。

参考文献：

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