基于低应变反射波法的建筑工程桩基检测技术的研究

基于低应变反射波法的建筑工程桩基检测技术的研究

王海钦

广东恒基工程检测有限公司，广东省，惠州市，516001

摘要：建筑工程桩基检测是开展项目工程的关键，通过找出适合的检测技术来进行桩基分析，可以有效满足建筑工程桩基施工需求。低应变反射波法作为桩基检测的关键，能够在一定程度上实现对建筑工程质量的全面优化。本文对低应变反射波法进行分析，并对以低应变反射波法为核心的桩基检测技术提出个人看法，希望为关注低应变反射波法的人群带来参考。

关键词：低应变反射波法；建筑工程；桩基检测

引言：在建筑工程中，桩基础是绝大多数工程项目都会采用的基础形式，因为桩基础属于地下隐蔽结构物，因此在施工阶段非常容易因为外界因素而留下缺陷，只有结合实际情况来加强检测，才能让桩基工程质量变得更好。因此，有必要对基于低应变反射波法的建筑工程桩基检测技术进行研究。

一、低应变反射波法原理分析

    在建筑工程中，低应变反射波法是一种以波动方程为核心理论的检测方法，在实际应用中可以将桩身视为一维弹性杆件，在桩顶承受激振力时，将会自动生成压缩波并沿着桩身向下进行传播。在桩身波阻抗Z出现变化后，应力波在桩身的传播中将会自动引发反射、透射、折射现象，因为不同波阻抗之间的差别非常大，所以纵向应力波反射能力将会增加，透射效果将会随之衰减，反射相位以及幅值参数将会受到波阻抗Z变化所带来的影响。通过在桩基顶部安装传感器，可以自动接收从桩身不同波阻抗Z变化截面所带来的数据信息，结合数据信息进行综合分析，便可以大致了解桩身完整性情况。在桩基波阻抗变化界面位置，如果桩身截面不变，则桩身相对位置的混凝土质量将会因此而受到影响，严重时还将会出现离析与断桩的情况，此时反射波与入射波的相位一致。而在桩身材料不变的情况下，桩身截面=的变化将会导致截面位置发生缩颈的情况，反射波与入射波相位相同。

二、基于低应变反射波法的建筑工程桩基检测技术应用

（一）建筑工程桩基检测要点

1.现场桩头处理

在施工现场的信号采集期间，桩头处理工作的重要性毋庸置疑，桩头质量将会在一定程度上影响到信号采集质量，桩头处理后需要露出混凝土面，粘接传感器以及激振区域需要及时打磨平整，并通过处理杂物来规避施工质量问题。如果浮浆处理不够彻底，就会导致浅层区域出现大量反向脉冲，这样便无法真正反映出桩基的完整性，如果在锤击期间出现混凝土破损的问题，还应该重新进行激振点打磨[1]。

    2.传感器选择与安装

在现场检测期间，可以利用速度以及加速传感器来进行对比处理，前者可以实现对波形曲线的采集，这种检测方式对浅层缺陷的反应较弱，而利用高灵敏度的加速度传感器采集波形曲线，则会因为缺少振荡而导致缺陷反应增加。在此期间，应该对实心桩以及传感器安装位进行控制，并通过将空心桩、传感器等限制在相同水平面，以此来让工程质量得到进一步提高。传感器安装期间应该保障纵轴垂直性，如果安装稳定性不足就将导致波形变得异常杂乱，桩基分析判断结果也将因此而受到影响。

    3.激振设备选择

低应变动力检测一般会利用手锤来进行激振，激振期间通过对桩顶进行敲击能够出现波动，桩头附近区域近似半球面波，而远离桩头则会形成近似平面波。因为检波器能够自动接收平面波，所以在桩头附近将会出现检测盲区，所以为了进一步解决浅层缺陷，可以通过适当增强激振脉冲波频率来增强分辨率。与此同时，还应该尽量确保弹性波的垂直传播能力，并降低浅部位置的折射损失，在发现浅层区域出现缺陷问题之后，可以对较长桩在检测中开展激振，以此来让检测结果变得更加精准。

    4.波形分析

    在波形分析时，可以结合地质资料与施工记录等数据资料来进行合理分析，应力波在桩身传播时，不仅会受到阻抗变化所带来的影响，还会受到地质情况变化所造成的影响。如果桩基附近的土层从硬土层逐渐转变为软土层，波形曲线就将出现缩径反射的情况，很多缺陷都会出现在软弱地层以及地层变化的区域，如果不去过多考虑地质变化所带来的负面影响，就可以在桩底放射信号不清晰的情况下进行指数放大，通过对放大倍数进行控制，可以避免因为波形失真而影响到波形分析效果。除此之外，为了进一步提高波形分析精确性，还可以通过合理化滤波将信号中的无用部分清除，在低通滤波频率上限过低时，容易因为浅层缺陷而导致对桩身缺陷的误判与漏判。

（二）建筑工程桩基检测技术的应用

    1.桩头浮浆处理

在建筑工程中，桩基是开展一切工程项目的基础，桩基在实际应用中，需要借助桩身来完成对上层建筑物垂直压力的支撑，在运行阶段桩尖区域需要承受的压力相对偏小。在应用以低应变反射波法为核心的桩基检测技术时，在应用期间容易受到浮浆所带来的影响，波形也将因此而发生相对较大的变化，严重时甚至会导致桩基检测效果受到影响。在浮浆处理期间，可以将桩顶浮浆全部凿除，直至凿除后的桩基裸露出混凝土，凿除处理结束后，桩顶的四个顶点可以进行磨平处理，混凝土桩顶处带有不规则面层，不规则面层将会在一定程度上对低应变反射信号的接收效果造成影响，通过全面加强打磨处理，提前将不规则面层打磨至光滑，便可以满足低应变反射波法下的桩基检测要求。在桩基检测期间，可以在没有孔洞、裂缝问题的情况下，在桩顶位置处实现对桩基完整截面面积检测。

2.桩基缺陷位置确认

在桩基检测期间，桩基缺陷位置确认非常关键，通常情况下，桩基桩长在大于直径参数的情况下，通过将桩基视为一维弹性体，并借助低应变反射波法来实现对桩基的捶打，让桩基在应用中处于振动状态，此时就可以得出桩基内的各个质点出现位移的情况，而且桩基内质点位移将会在一定程度上服从虎克定律。通过将桩长、质量密度等因素以一维波动方程为基础来加强检测管理，能够让桩基检测质量得到进一步提高。桩顶、桩底在入射波反射时刻保持弹性波动一致时，将会自动接收向下入射波并产生阻抗波动，阻抗波动的出现位置就是桩基存在缺陷位置。对于低应变反射波法下的桩基检测而言，只要能够锁定缺陷区域，就可以让桩基检测质量得到应有的保障[2]。

    3.桩位偏差检测

    在桩基缺陷位置明确之后，就需要利用适合的桩基检测传感设备来完成对桩基桩位偏差的检测。在此期间，应该选择刚度、强度偏高的振动设备，这样便可以确保入射波从桩顶直接打到桩基底部。在检测期间，可以针对桩基长度、直径、 工程地质条件等一系列数据进行高效采集，并在桩身凝固且弹性模量大于1的情况完成的桩位坐标的分析，通过对桩位偏差进行控制，可以让桩基施工质量变得更好。

结论：总而言之，以低应变反射波法为核心的建筑工程桩基检测技术作为常见检测方法，可以在桩基检测中发挥出至关重要的作用。通过对桩基检测要点与应用方式进行研究，可以让以低应变反射波法为基础的桩基检测质量得到进一步提高。

参考文献：

[1]张二伟,周俊杰,姚宇.低应变反射波法在相似材料模型裂隙带探测中试验研究[J].煤炭与化工,2022,45(08):46-49.

[2]陈伟池,刘佳玲.低应变反射波法在闽南地区软土地层基桩检测中的应用研究[J].江西建材,2022(03):44-45+48.