低应变反射波法在桩身完整性检测中的应用分析

低应变反射波法在桩身完整性检测中的应用分析

马新刚

杭州市建筑工程质量检测中心有限公司浙江省杭州市310027

摘要：近年来，在我国的工程建设中，低应变检测有了很大进展，其广泛地应用于工程实践中，其检测结果的判定需要同时具备理论和实践经验的积累，并结合多方面因素进行综合分析与评判。本文介绍了低应变反射波法的基本原理及其判释，阐述了低应变法在桩身完整性检测中应注意的一些问题和技术要点，并结合典型的工程实例，说明低应变法完整性检测的适用性，为类似工程提供参考。

关键词：基桩检测；低应变法，完整性；应用分析

引言

低应变反射波法是低应变动力试桩最常用的方法之一，其设备简便、成本低、方法快捷、检测结果较可靠，是检测桩身完整性的一种有力手段。实际工程基桩质量检测中，基桩质量在承担地基基础中的作用尤其重要，并经多年应用与研究，低应变反射波法得到广泛应用并已纳入浙江省标及国家基桩相关规范中。然而，施工现场地质条件复杂，不同的桩型和施工工艺以及检测人员的技术水平等因素都将会影响实测信号采集的质量，容易造成对桩身质量的错误判定，从而带来隐性的工程质量与安全事故。因此，本文基于以一维波动理论为基础理论的低应变反射波法，结合工程案例，对不同类型的缺陷桩进行分析，研究实测波形曲线反射信号特证与桩身完整性之间的关系，为正确评价基桩质量提供参考。

1低应变法

国内普遍使用的低应变反射波法，应用一维波动理论，将桩身视为一维线弹性杆件，且定义波阻抗概念来描述桩身截面变化，然后根据弹性波的传播理论，在桩顶施加一个瞬态冲击（用手锤或者力棒敲击桩顶），同时安装在桩顶传感器接收反射信号，对接收的反射信号进行放大、滤波和数据处理，通过桩身阻抗变化对速度时域信号的影响，定性判断桩身完整性。可用于多种类型桩的桩身完整性检测。由于低应变检测技术具有设备简单、方法快速、费用低廉等优点，是普查桩身质量的一种有力手段。低应变反射波法已广泛应用于建设工程的各个领域，取得了良好的效果。对于桩身完整性类别的判读，规范中有如下规定（仅列出时域信号特征）：(1)2L/c时刻前无缺陷反射波，有桩底反射波，判定为Ⅰ类桩。(2)2L/c时刻前出现轻微缺陷反射波，有桩底反射波，判定为Ⅱ类桩。(3)有明显缺陷反射波，其他特征介于Ⅱ类和Ⅳ类之间，判定为Ⅲ类桩。(4)2L/c时刻前出现严重缺陷反射波或周期性反射波，无桩底反射波；或因桩身浅部严重缺陷使波形呈现低频大振幅衰减振动，无桩底反射波，判定为Ⅳ类桩。其中L为测点下桩长，c为桩身波速，L/c为时域信号第一峰。实际测试过程中，多种类型桩以及多种地质条件下低应变测试信号千差万别，这就需要检测人员根据自身的经验来进行准备判别，必要时进行进一步的检测，以确保检测结果的准确。本文以实际工程为例，论述低应变法在多种类型桩的桩身完整性检测中的应用。

2检测技术相关规定

在传感器的实际安装过程中可以采用牙膏、橡皮泥等耦合剂，上述的这些粘合剂具有良好的耦合效果，传感器被粘合之后能够与基桩的顶部处在一条垂直线上。如果传感器安装恰当，那么其在信息采集上也会取得良好的效果，此时需要保证粘合层不能过厚。在传感器的安装过程中需要保证以下内容：传感器和基桩的顶部密切接触，同时不能用手触碰传感器，这样就能够保证不发生滑动的现象发生。混凝土灌注桩、混凝土预制桩的激振点宜在桩顶中心部位；预应力混凝土管桩的激振点和传感器安装点与桩中心连线的夹角应为90°。激振锤和激振参数宜通过现场对比试验选定。短桩或浅部缺陷桩的检测宜采用轻锤短脉冲激振；长桩、大直径桩或深部缺陷桩的检测宜采用重锤宽脉冲激振，也可采用不同的锤垫来调整激振脉冲宽度。

3低应变法检测中的注意事项

在实际的测量中由于自身的衰减复杂性，同时加上较多信号的干扰，因此，低应变反射波法对缺陷的判断通常要接合较多的工作经验。如果存在一些特别的信号需要进行处理，那么绝对不能对此类信号放松警惕，不然的话就会影响到检测结果的准确性与合理性。

对于嵌岩桩低应变曲线桩底信号的判读，嵌岩桩自身质量的好坏受到被检测基桩进入持力层的状态有较大的影响。一般来说，持力层基岩的强度要高于桩身的强度，如果持力层是完好无损的，同时底部没有沉渣时，此时的低应变法对外的反射信号表现为负值。基于此，如果基桩存在缺陷的话，那么反射得到的一个信号表现为正向的。总结来说，嵌岩桩底部出现缺陷的原因可以总结为两大类：第一类是在形成基桩嵌岩层的时候出现了塌陷，或者是没有进行有效的进行清除，这样一来就使得混凝土与持力层没有良好的粘合效果；第二类是由于嵌岩桩的底部没有到达指定的位置，也就是说没有达到相关的设计要求。

另外，对于浅部缺陷的识别，笔者认为最重要的是激振方法，采用不同频率的激振力棒（手锤），提高激振应力波频率可以提高分辨率，保证弹性波的垂直传播，减少浅部折射损失。另外，在敲击时，敲击位置尽量靠近传感器，便于拾取入射波，提高灵敏度，采用不同频率的敲击可以有效的识别浅部缺陷。这在工程检测实际应用中已得到印证。

结语

综上所述，随着新技术的不断推广与使用，低应变法检测技术也在不同的领域中不断的推广和应用，同时又在不断的改进和完善。那么由此以来，相关的技术从业人员就要不断的积累和学习新的技术，通过融合人更多的领域知识和实践积累，才能做到准确精准的判别分析，只有具备全面综合知识才能在现有技术条件下，提高检测水平。

参考文献

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