1、1反射波法测桩身完整性的影响因素探讨摘要：反射波法在工程中，由于效率高、成本低的特点，逐渐成为桩身完整性常用的检测方法，由于检测波形受土层、施工、采样区域、激振方法、桩身缺陷等多种因素影响，波形准确度逐渐成为反射波法检测质量以及施工水平的主要反映。本文结合我国反射波法测桩身完整性，对传感器选择安装、激振方式、混凝土强度、桩身质量以及缺陷反射波影响因素进行了简要的探究和阐述。 关键词：发射波法；桩身完整性；影响因素；检测波形 Abstract: the reflection wave method in engineering, the characteristics of high effic
2、iency, low cost, has gradually become the detection method of the pile body integrity, soil layer, the construction, the sampling area was due to the test waveform, excitation method, pile body defect such as a variety of factors, waveform accuracy gradually become reflection wave method to detect m
3、ainly reflect quality and construction level. Of reflected wave method in pile body measurement integrity, choice of sensors, vibration mode, concrete strength, pile body quality and flaw reflection wave factors of exploration and elaboration. Key words: launch wave method; Pile body completeness; 2
4、Influencing factors; Detection of the waveform 中图分类号：V448.15+1 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 近年来，随着物质生活水平提高，我国工程建设规模不断增大，低应变反射波法作为桩身质量检测的重要方法，建筑物桩基越来越受到相关部门以及施工人员重视。反射波法在建筑物桩身顶部竖向激振中，产生对应的弹性波，沿着建筑物桩身不断传播，当建筑物桩身界面出现明显的裂缝、桩底、短桩以及严重离析等波阻抗差异，或者桩身出现扩径、缩径等截面积变化时，建筑物反射波将逐步接收，并且放大。在工程中，通过分析实测桩顶信号响应特征，对桩身完整性进
5、行测试，以“一维波动”原理为基础，在我国已经有几十年的应用基础，在实际检测中，虽然大部分仪器设备都能准确反映完整性，但仍然存在一定误差，甚至出现误判；因此，在实际工作中，必须正确判定反射波法桩身完整性探讨，在尽量降低影响因素的同时，增强判断准确性、可靠性。 一、传感器选择安装以及激振方式 （一）传感器选择安装 在反射波法测桩身传感器中，传感器一般选用加速度型宽频压电式传感器或者磁电式传感器，在这个过程中，颖响曲线有效范围包括整个桩身测试信号频带范围。根据桩身接固定膨胀螺栓、射钉刚性安装以及黄油、石膏、橡皮泥等粘结性柔性安装等接触接触方式，正确选用粘结形式，在和桩顶面垂直牢固过程中，保障传感器安
6、装部位始终处于无积3水性干燥状态。由于桩身纵轴线和传感器轴线平行至关重要，反射波法，根据一维纵向原理，避免反射波、入射波产生相位夹角，以及二维效应带来的困难。在敲击应力波中，由于敲击产生的应力波，不仅沿着径向桩身周边传播，还向下传播，从而造成圆心外散波和周边反射波重合叠加。经过实践考察研究表明：传感器安放点，一般放在距离桩身中心的1/2-2/3 半径处，在得到传感器最小反冲信号时，在距离主筋 50 毫米以上的地方，进行浅部缺陷评价，从而避免钢筋对测试信号造成的干扰。 由于锤击点和检测点有足够的距离消除传感器产生的二维效应，在灌注桩施工中，由于桩身浅部缺陷极其容易出现，在波形畸变较大的同时，对工
7、程质量危害极大；因此，在安装过程中，必须注意浅部缺陷，提高浅部缺陷桩身辨别率，尽量选用拥有恰当阻尼比、灵敏度高、高频性能良好的传感器。在采用石膏粘结、打孔冲击钻安装方法的过程中，增强传感器安装刚度，从根本上方便桩身浅部缺陷检测。 （二）激振方式 为了保障桩身完整性，混凝土灌注桩、预制桩激振点，一般选在桩顶中心区域；传感器安装区域以及空心桩激振点，一般选在距离装壁厚度 1/2 的平面位置上，和桩身中心连线形成九十度的夹角，激振参数和激振锤通过具体的现场对比，再进行试验确定。在分析较长的大直径桩底反射能否激发时，根据激振特征，掌握浅部缺陷是否漏掉。在这个过程中，一般采用短脉轻锤冲击振进行浅部缺陷桩
8、以及短桩检测，采用宽脉重锤冲击桩进行大直径桩、长桩以及深部缺陷桩检测，或者采用不同的锤垫，进行脉冲激振宽度调整。 4在力棒激振中，一般采用自由下落的方式，但是容易产生二次冲击；因此，在实际应用中，必须保障桩顶面和用力方向垂直。在动作干脆的同时，保障激振落到实处，从而保障首脉冲始终狭窄，满足半正弦要求。在调整力度中，通过保障力度大小、均匀，在引起单一质点振动压缩中，曲线不仅归零平衡，同时还能顺利观测到反射波。由于过小的力不利于振动分析，力过大则会桩顶其他振动；敲击速度过快，脉冲频率较高；过慢则会激发较低的脉冲频率，因此，一般采用改变敲击的方式，从根本上抵制“漂移”现象产生。 在浅部缺陷检测中，通
9、过增加激振信号成分，避免桩顶信号被低频信号遮盖，在改变锤头材料的过程中，选择硬度较大的地方进行桩顶激发，降低锤体尺寸；通过使用刚度大的轻敲小锤，不断激发较高频率信号，避免桩土共振。对于某一具体工程，一般采用间隔较小的仪器进行采样，采样间距根据桩长大小确定。当检测过程出现桩身浅部缺陷时，必须减少仪器采样间隔，在重新测试的过程中，增强缺陷计算精度。 二、混凝土墙、桩身质量以及缺陷反射波影响 （一）桩长、波速、混凝土强度以及质量问题 在大多数混凝土桩头灌注中，由于桩头浮浆不能切实清除，锤击信号在失去高频成分时，桩间反射波、缺陷被滤去高频波，波形周期逐渐增大，不仅掩盖了桩身缺陷，同时对深部缺陷、判别造
10、成了很大影响。桩长作为工程质量的重要内容，由于摩阻桩摩擦力不足，承载力不能满足工程标准。在单桩测试中，由于低应变反射波不能正常反应桩长测量，5仪器检测到的数据只能通过两倍桩长的弹性波时间进行表示。当桩长过短，正常波速小于显示波速时，通过分析桩长问题，在明确单桩测试局限性的同时，根据施工日志以及桩顶标高，明确桩长。 在孔灌注等隐蔽工程施工中，必须通过严格现场监理，有效控制施工桩长的方法，保障混凝土强度以及桩身质量。在相同施工工艺、龄期相近的桩身质量判定中，必须根据波速计算、桩长判断，明确接收器相应时间。 在工程桩检测中桩身混凝土强度一般根据监理人员、施工经验，进行记录，在实验室实验中，确定特征波
11、速，保障测试真实性。在同一场地检测中，通过区别考虑缺陷桩、完整桩波速，明确缺陷程度大一级具体位置。 （二）桩周摩阻力对缺陷反射波的影响 在露出桩头钢筋影响中，小锤敲击桩头时，振应力一般在钢筋振荡叠加的入射波中，由于传播滞后，在浅部缺陷反射波畸变的过程中，对浅部缺陷识别造成了很大影响；为了保障浅部信息正确分辩，一般采用变换锤击以及传感器位置的方式，远离钢筋，降低钢筋笼振荡作用。 在桩周摩阻力中，根据弹性理论，抗差异波阻越大，反射能力就越弱。在地层情况中，基桩曲线比较光滑，高频成分较少；在地层湿度影响下，地层厚实，凝结度较差，桩土体系刚度比较小，在传播过程中，由于反射能量不足，在传播过程中剧烈衰减
12、，根本无法正确反映波形曲线。 为了排除桩周摩阻力对实测曲线造成的影响，一般选择比较完好的6桩作为参考桩，判定实测曲线；当其他桩实测曲线有与参考桩不同的反射波时，视为土层影响特征。或者利用场地剖面图、静力触探以及标准贯入试验，进行曲线测试，从根本上排除桩顶速度曲线对土质的影响。 结束语： 反射波法桩身完整性，具有测试快捷、方法简便等特点，在实际操作中，由于影响因素较多，误判可能性较大。因此，在实际检测中，检测人员必须根据实际情况，在综合分析影响因素的同时，及时采取相关措施，进行补救防治。 参考文献： 1王勇.反射波法判定桩身完整性的应用及探讨J.铁道建筑,2009,(12):72-74. 2苗永红,顾建祖.反射波法检测桩身完整性影响因素分析J.江苏大学学报(自然科学版),2003,24(3):88-90. 3柯洁铭.反射波法测桩身完整性的影响因素探讨J.科技视界,2012,(31):153,179. 4张锦慧,陆星海.反射波法在桩身完整性检测中的运用J.黑龙江科技信息,2010,(36):344 5史小昕.浅谈反射波法检测桩身完整性的几点体会J.江苏建筑,2004,(2):42-43.
