如何在桩基检测中运用低应变反射波法技术

摘要：在桩基检测中低应变检测技术得到了广泛的应用，并且取得了巨大的社会效益与经济效益，但是在桩基检测中还是表现出一些问题，使得检测不准确，本文将对桩基检测中运用低应变反射波法技术进行分析探讨。

关键词：桩基检测；低应变反射波法；技术

前 言

近年来，桩基础在高层建筑中广泛使用，对于在桩基础的施工过程中，桩基检测是桩基工程质量控制的重要手段和一个不可缺少的环节。因为桩基属于隐蔽工程，桩基起着承载的作用，支撑着地面上的构筑物。桩基施工技术要求高，而且比较复杂，工艺流程相互衔接十分紧密，施工中，如果稍有不慎，就会出现断桩等多种形态复杂的质量缺陷问题，对于桩身的完整性和桩的承载能力都有影响，而且对建筑物的安全性没有保障。那么在桩基检测中，通常有静载荷试验法、声波透射法、低应变反射波法、高应变动力试验法等检测方法，本文将讨论在桩基检测中如何运用低应变反射波法技术。

一、基桩低应变动力检测反射波法的基本原理

低应变反射波法基本原理是将传感器固定在桩顶面上,用手锤击振桩顶,术语就是进行竖向激振，这时就可以产生弹性应力波,应力波会引起桩体质点运动,并且沿着桩体往下面传,同时部分地反射回桩顶, 如果桩身有明显波阻抗差异的界面，如桩底、断桩和严重离析等部位有差异界面，或者是桩身截面面积出现缩径、扩径等变化，这样就会产生反射波。然后再经接受放大和滤波，以及数据处理，这样就可以识别来自桩身不同部位的反射信息，同时计算机进行记录、处理、监视，达到判断桩身完整性和估计混凝土强度等级目的。

二、几种桩基缺陷问题表现

目前在建筑中，桩基大多为混凝土桩，桩的长度往往远大于桩的直径，尤其是在截桩过程中，操作器械对下部桩体或多或少的影响，而且那些本身就存在轻微缺陷桩，又遭施工单位野蛮碰撞或者是锤击，缺陷就会进一步扩大，并且影响其结构承载力。在基桩中，缺陷表现出：离析、缩径、扩径、断裂等。如下所述：

1、离析缺陷。离析产生的主要原因有混凝土配比不当搅拌不均匀，长路径运输，混凝土受水冲泡等因素，从而使得粗骨料杂糅在一起，混凝土密实性差，造成桩身混凝土离析。离析处介质的波速与密度通常比混凝土小，使得波阻抗降低，造成同相反射，在离析的顶界面上产生同相反射波，在下界面上产生相对较弱的反相反射波，这样就会在深部出现单一衰减型正弦波。在浅部出现为合成波。

2、缩径缺陷。缩径的形成是在桩孔穿过遇水膨胀的土层，使得桩孔四周该土层遇水后向桩孔中凸起，造成桩径缩小。由于缩颈处截面积变小，使得波阻抗减小，如缩颈部位较浅，缩颈会出现几次反射，振幅的大小和缩径的大小有关。

3、扩径缺陷。钻孔灌注桩在地下水位附近的松软土层或者是容易崩落土层或者是岩石爆破成孔中会产生扩径现象。扩颈后，桩身截面积增加，就会使得波形曲线上会出现与入射波相位相反的反射波。

同时还有蜂窝状缺陷。配料不当，以及井壁掉下的泥、砂及残留在桩体中的浮渣和浮浆造成，形成反射波与振幅更弱的同相的桩底反射波，以及在桩基中跳打不合理造成的邻桩挤压断裂或者是土体隆起将桩拔断。亦或者是灌桩过程中时间停太长，在不断的施工形成浮浆将桩隔断形成的断裂缺陷，所以说对于桩身断裂，以及裂口充水或者是充气，造成反射系数很大，并且反射波很明显，振幅也很大。

三、桩基检测中运用低应变反射波法的措施

1、做好传感器的安装。在采取低应变反射波法进行桩基检测，存在的离析问题中往往使得波阻抗降低。传感器的安装好坏对现场信号的采集影响是比较大的，传感器的频响特性、阻尼大小、灵敏度和动态范围往往会对实测波形的影响非常大。在实践与理论中得出，关于传感器越轻、越贴近桩面、以及与桩面之间接触刚度越大，那么传递特性就会越好，而且测试信号也越接近桩面的质点振动。所以在传感器的安装时，如果是实心桩的测试，对于传感器安装位置，应该是距桩心2/3～3/4半径处。如果是空心桩的测试，需要锤击点与传感器安装位置宜在同一水平面上，而且与桩中心连线形成90°夹角，传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。同时还需要做好藕合剂垂直与桩面粘接，传感器安装好后可用手指轻弹传感器侧面，假设传感器纹丝不动，那么说明传感器已经安装好了。

2、激振操作。激振技术是桩基检测中反射波法完整性检测的重要环节。桩基检测时，可以提高激振脉冲波的频率，或者是提高分辨率。同时对于高频波对长桩不易获得桩底反射可以采取用频率较低的脉冲波来获得桩底反射，接着又用高频波来检测桩身上部的缺陷。所以说在实心桩进行测试时，激振点位置需要放在桩的中心。在对空心桩的测试时，锤击点和传感器安装位置需要在同一水平面上，并且与桩中心连线形成90°夹角，而且激振点位置宜在桩壁厚的1/2处。在对长大桩测试时，用力棒或大铁球激振，因为力棒或大铁球重量大、能量大、脉冲宽、频率低、衰减小，适宜于桩底及深部缺陷的检测，桩底以及深部缺陷的信号反射较强烈。如果信号出现浅层部位异常时，可以采取用小钉锤或钢筋进行击振，其原因是小钉锤或钢筋重量小、能量小、脉冲窄、频率高，能够准确的确定浅层缺陷的程度和位置情况。

3、桩头的处理措施。桩头的处理是很多测试人员忽略了的，但是这又是最关键的，因为在灌注桩的桩头多多少少都存在一定厚度的浮浆，尤其是人工挖孔灌注桩，浮浆严重都会影响检测效果。而某些测试人员偷懒，就直接在浮浆上进行测试，导致测试信号都不理想，而且在测试信号的浅层部位表现出严重的反向脉冲。所以说在检测时必须注意桩头，把桩头清理干净，保持桩头的平整性、完好性，在操作中还要用砂轮打磨出3～4个直径8～10cm的光面，作为激振点并利于安装传感器，而且需要露出的钢筋应倒向两侧，不要晃动，在进行大直径桩检测时，应该多测几个位置以求得到真实完整的桩身反射信号目的。■

参考文献

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