一、 前言
随着我国经济的快速发展，各种高层建筑、厂房、桥梁等项目日益增多。桩基础作为建筑项目中最基础的一个环节，其好坏直接关系到整个工程的质量及建筑物的使用寿命，且桩基础作为一个隐蔽工程，一旦出现问题后的处理以及加固难度大，因此，桩基础施工后必须进行抽检及试验，以保证其质量符合设计要求。珠三角地区表层土普遍较软弱，淤泥层较厚，地基承载力低，因此广泛采用桩基础，尤其以预应力管桩和钻孔灌注桩为主。该地区主要采用的桩基础检测方法有：静载试验法、高应变法、低应变法、声波透射法、钻芯法等，高应变法作为一种快速、经济性高、灵活的方法，在珠三角地区被广泛认可并采用。本文通过对多年工作实践的总结，对现场检测中常遇到的正常和异常信号进行分析。
二、 高应变法检测原理
高应变动力试桩的基本原理：用重锤冲击桩顶，使桩－土产生足够的相对位移，以充分激发桩周土阻力和桩端支承力，通过安装在桩顶以下桩身两侧的力和加速度传感器接收桩的应力波信号，应用应力波理论分析处理力和速度时程曲线，从而判定桩的承载力和评价桩身质量完整性。
三、 高应变法现场检测
1. 休止时间
试验时桩身混凝土强度（含制作的桩帽）应达到设计强度。预制管桩在施工完成后的休止时间：砂土7天，粉土10天，非饱和粘土15天，饱和粘土25天。
2. 桩头处理
受检桩应做好测前处理，要求桩顶面应平整并与桩轴线垂直，桩顶高度应满足锤击装置的要求，对不能承受锤击的桩头应加固处理：
(1) 混凝土桩应先凿掉顶部的破碎层和软弱混凝土；
(2) 桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋各主筋应在同一高度上；
(3) 桩头内应设置箍筋，间距不宜大于100mm，桩顶应设置3层钢筋网片，间距60~100mm；
(4) 桩头混凝土强度等级不得低于C40。
3.传感器的安装
(1) 传感器应分别对称安装在距桩顶不小于2D的桩侧表面处（D为受检桩的直径），条件允许时应尽量往下安装；对于大直径桩传感器与桩顶之间的距离可适当减小，但不得小于1D。安装处的材质和截面尺寸应与原桩身相同，传感器不得安装在截面突变处附近；
(2) 应变传感器与加速度传感器的中心应位于同一水平线上；同侧的应变传感器与加速度传感器的水平距离不宜大于80mm （60～80mm）。传感器的中心轴应与桩中心轴保持平行；
(3) 各传感器的安装面材质应均匀、密实、平整，并与桩轴线平行，否则应采用磨光机将其磨平；
(4) 安装螺栓的钻孔应与桩侧表面垂直，应力传感器的安装螺栓连线应与桩中心轴保持平行并垂直与地平面；
(5) 安装完毕后的传感器应紧贴桩身表面，锤击时不得产生滑动，安装应变式传感器时应对初始应变值进行监控。
4.锤击
锤击设备宜具有稳固的导向装置，检测用重锤应材质均匀、形状对称、锤底平整， 高径（宽）比不得小于1，并采用铸铁或铸刚制作。锤的重量应大于预估单桩极限载力的1～1.5%，当桩径大于500mm或桩长大于25m时取高值。
桩顶面与重锤之间应设置桩垫，桩垫可采用10mm～30mm厚的木板或胶合板等材料。
锤重心应与桩顶对中，锤击装置架应垂直且稳固。锤击时应提倡“重锤低击”。实际应用中，自由落锤的常用落锤高度范围一般为0.8～1.6米；单击贯入度宜在2～6mm之间，可采用精密水准仪等仪器测定。
四、 信号分析
1. 理想信号（图1）。F和V的时程一致，上升峰值前二者重合，峰值后二者协调，F曲线应在V曲线之上（除非桩身有缺陷），两曲线间距离随桩侧土阻力增加而增大，其差值等于相应深度的总阻力值，能真实反映桩周土阻力的实际情况。F和V曲线的时程波形终线归零。锤击没有严重偏心。
图1 高应变理想信号
2. 采集原因导致的异常信号
(1)两侧力信号幅值相差过大（图2），是由于导向架放置不平或重锤晃动导致的锤击严重偏心。试验平台（基坑）底部需换填硬实土并处理平整，以确保导向架稳固垂直，重锤下落时尽量与桩心对中。
图2两侧力信号幅值相差过大
(2)F或V曲线高频振荡、毛刺（图3），是由于传感器安装不牢、或桩垫使用不当造成的，可尝试重新安装传感器或更换桩垫。
图3 曲线高频振荡、毛刺
(3)V信号提前振荡（图4），是由于现场使用了交流电且设备未能有效接地导致的。现场检测时应尽量使用带电池的设备并保持电量充足，即使是插电使用亦应有效接地。
图4 加速度信号提前振荡
3. 桩质量导致的异常信号
(1)F曲线紊乱、终线不归零（图5）。是由于桩头破损、开裂导致的，可重新对桩头处理加固后再进行检测。
图5 桩头破损、开裂
(2) 桩身段F与V信号相交（图6）、且仪器显示β值低。是由于桩身缺陷导致的，浅部缺陷可用低应变复核。
图6 桩身缺陷
(3) 起始段F在V曲线之下且峰值相差过大（图7）。排除锤击偏心的情况后可判断桩身浅部存在缺陷，可用低应变进行复核。
图7 F在V曲线之下且峰值相差过大
(4)桩端V曲线反射强烈（图8）。应先查看桩底反射是否和地质报告相符，若不相符则需根据桩类型区别对待：若是灌注桩，则要考虑桩底沉渣是否过厚，可采取钻心法验证；若是预应力管桩，则考虑是否浮桩、桩底是否已破损。
图8 桩端V曲线反射强烈
五、 结语
高应变现场信号采集是整个检测过程中最重要最复杂的环节，信号的好坏直接影响到后续数据的分析及计算结果的准确性。因此，在现场采集信号时我们必须严格按照规范进行检测，遇到异常情况时多思考分析，谨慎行事，多方求证，并不断积累经验，以求获得真实、准确、可靠的试验结果.
参考文献：
[1]JGJ 106-2014建筑基桩检测技术规范
[2]DBJ/T 15-60-2019建筑地基基础检测规范