对低应变反射波法在桩基检测中的应用探讨

［摘 要］低应变反射波法以其快速、简便、可靠等诸多特性在桩基完整性检测中被广泛应用，同时其对检测者和分析者的技术水平要求也很高，作者通过理论结合多年的现场经验，对低应变反射波法在实际应用中的重点和注意事项加以探讨。

［关键词］ 低应变反射波；检测；重点；注意事项

中图分类号：C35文献标识码： A

近年来，低应变动测技术在公路桥涵等建筑物基桩的完整性检测中得到了广泛和全面的应用，这不仅因为其检测费用低廉、操作快速简便，更重要的原因是其具有相当高的可靠性。但随着该项技术的更广泛应用，大量速训上岗的现场数据采集人员和分析判定人员的素质不一，使该项检测技术的可靠性大打折扣，在检测质量中存在重大隐患。在下面的篇幅里，笔者通过理论结合多年的现场经验，对低应变反射法在桩基检测的应用中的部分重点和注意事项加以阐述。

1在现场检测中的几个注意事项

关于测试桩桩头测点打磨。在一般的检测中，桩头测点的打磨工作是由施工单位完成的，但有时由于工人的经验欠缺，会对基桩浅层造成轻微损伤，该损伤可能基桩承载力影响极小，但在检测中对采集信号影响很大，很可能造成对基桩完整性的误判，这就要求检测者能够及时通过询问、调查等方式将这一“伪信号”剔除。

2） 关于测点的布置。对于桩径较小的基桩，测点的布置对采集信号的影响不是很大，但对于桩径大于80cm 的基桩，测点的布置就显得尤为重要。一般不要少于两个测点，且应避开主筋，测点和锤击点的应保证足够的距离以消除二维效应对采集信号的干扰。

3） 关于激振锤的选择。对于采集信号不太理想的基桩，宜选用硬度不同的橡胶锤以获取波长不同的反射信号综合分析。尤其对桩长较长，反射信号微弱的状况下，应选用硬度较低的激振锤以获取在桩身传播中能量衰竭程度较弱的低频长波信号，使仪器接收到的反射信号更加明显。

4） 关于对桩顶标高的测量。很多时候检测人员会忽略这一工作或者直接交给施工单位去做，虽然桩顶标高与基桩的完整性并无直接关系，但它关系到桩长是否达到设计标准，进而影响基桩承载力，这对工程质量是至关重要的。通常我们利用实测的桩顶标高与设计桩顶标高的对照以及实测波速（桩长不足，则波速偏高） 就可以将桩长严重不足的基桩判定出来，以防止其承载力不足的隐患。

2对采集数据的分析和波形判读

关于指数信号放大。在实际的数据分析中，由于弹性波在传播中的能量损失导致反射回来的信号较弱，通常采用指数信号放大技术对波形信号进行放大处理，以得到较为明显的桩底反射波形。但此种手段在放大桩底反射波形的同时，也会对基桩缺陷位置的反射波形进行放大，如果使用放大倍数过高，很可能把小缺陷的反射波形变成大缺陷的反射波形，从而导致误判。所以在对指数放大信号技术的使用要合理、适度，最好结合仪器使用说明和经验以选取合理的倍数范围。

2） 关于地质柱状图。在很多时候，我们都会忽略基桩周边的地质构成，其实在设计文件中可以很容易查找到地质柱状图，它对我们对基桩完整性的判读有时也起到至关重要的作用。比如桩底反射信号很弱，无法在合理的指数放大倍数范围内得到理想的反射波形，而又无明显的缺陷反射，这时就很难对基桩的完整性进行定论，而如果你查阅地质柱状图时发现桩底下面是坚硬的岩石层，就可以马上判断出其为嵌岩桩且桩身完整，其反射信号之所以微弱是因为岩石层与桩身本身的阻抗相差不大，也就是说弹性波在这两种介质中的传播速度大致相同，故而在临界面的大部分能量透射过去继续向下传播只有少部分能量被反射回来，所以反射信号微弱。若你查阅地质柱状图时发现桩底下面是软弱的土质层，此时反射信号微弱就无法得到合理的解释，就要另行分析原因，还有一种可能就是施工方为节省成本，在成孔后先不灌入水泥混凝土，而是灌入造价低廉的石子和土的混合物，达到一定深度后才开始灌入水泥混凝土，这样做的后果是上部的水泥混凝土在重力作用下向下渗入，形成一个底部为楔形的桩，由于上部的水泥混凝土和下部的石子土混合物分界不明显，导致弹性波反射微弱，从而没有明显的桩底反射。如果测试正常，绝大部分无明显桩底反射现象都逃不过这两种解释，如若以上两种情况都不是就应更换仪器重新测试。

3） 关于缺陷处信号的重复反射。在桩身浅层（二分之一桩长以上）缺陷处的第一、二次反射信号均会在桩底反射前到达传感器，如果缺陷程度严重，往往缺陷处的第二次反射信号会比桩底反射信号更为明显。此时指数信号放大技术会对桩底反射信号的放大更明显，但也容易产生误判，最好的办法是取桩底第二次反射的后一段信号进行分析、判读。

4） 关于波速和桩长。桩长虽然不在桩身完整性检测之列，但对整个工程质量是至关重要，如果桩长严重不足，对于摩阻桩则桩周摩擦力不足，对于嵌岩桩则桩底未到持力层，因此承载力无法达到设计标准，给工程安全造成重大隐患。在实际的单桩测试中，低应变反射波法只能检测到缺陷程度以及缺陷的大致位置，无法对桩长直接进行测量，而波速也是在假定了桩长后得出的结果。仪器直接检测到的数据只有弹性波传播两倍桩长的距离所用的时间 T，弹性波在混凝土中的传播速度C=2L/T，L为假定波长，一般取设计波长。如果实际桩长为 L’，且 L’＜L,而施工方又隐瞒了桩长不足的问题，那么在仪器上显示的波速将比实际波速偏高，只有在桩长过短，显示波速高出水泥混凝土正常波速的范围，我们才能察觉到桩长不足的问题，这也是单桩测试的弊端。因此对桩长的假定要慎重，最好是结合施工日志和实测桩顶标高来综合定夺。而在相近龄期、相同施工工艺、相同施工材料的群桩测试中，个别桩长不足的问题就很容易被发现，因为在大体相近的条件下基桩的波速也是很相近的，如果个别基桩波速过高很可能就是因为桩长不足所造成的。要记住，不论是对桩长的判断还是对波速的计算，都无法做到精确，只有接收器的响应时间T是能够精确的。

3结语

低应变反射波法在公路桥涵等建筑物的基桩完整性检测中有着重要的地位，提高检测人员素质是对检测结果可靠性的重要保障。在检测人员上岗前除了进行必要的检测技术培训外，还应该让其掌握必要的土木及岩土工程方面的知识以及基桩施工的作业流程，这样才能理论结合实践对检测数据进行科学、客观的分析，将人为判断失误减到最小化。