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摘要：基桩低应变反射波法是建立在电子测试技术和结构动力学分析基础上的一门综合技术，也是低桩身施工质量检测中运用最为普及的方法。对基桩的完整性检测有很好的作用，其相对与超声波法、抽芯等方法有价格低、操作方便、对基桩无破坏等优势。基于此，本文就从低应变反射波法在桩基检测中的运用展开分析探讨。
关键词：低应变反射波法；桩基检测；运用
1、低应变反射波法的工作原理
在基桩桩身性检测手段中，低应变反射波法运用最为广泛，最简单，最快速。
反射波法的基本原理为：在桩身顶部进行竖向激振，弹性波沿桩身向下传播，当桩身存在明显波阻抗差异的界面（如桩底、断桩和严重离析等部位）或桩身截面积发生变化（如缩径或扩径）时，向下传播的弹性波将产生反射波。经仪器接收放大、滤波并经过数据处理，可快速有效地判断桩的完整性和质量，鉴定桩的缺陷性质，确定缺陷位置和桩身砼强度。
该法用力棒或力锤在桩顶激振，用高灵敏度加速度传感器接收响应信号，根据该响应所反映出的桩身纵波的行波现象及波速，按公式VC=2L/T进行分析：VC为应力波沿桩身传播的速度（m/s）；T为桩底反射波到达的时间（s）；L为桩身全长（m）。
试验设备分两个系统：一为激振系统与激振力锤，其作用是对桩施加冲击，使桩产生振动。二为测量系统，其作用是测量桩顶的振动响应，主要由拾振器、电荷放大器、数据采集及处理部分组成。
2、桩基检测中低应变反射波法的运用方法
2.1桩头的清理
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，浮浆严重都会影响检测效果。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。
2.2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。
2.3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，激振点位置需要定在桩的中心。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。
2.4信号采集及处理
选择合理的仪器并设置好各项参数，如果多次测量的结果偏差较大时，应及时分析原因并解决，尽量清除所有的不良影响因素。为防止过多的随机干扰，可增强信号并增加激振和接受信号的次数。好的波形较为光滑，能够精确地反映桩体实际情况，没有振捣波形，且最终会回归基线。
3、低应变反射波法在实例中的运用及应注意的事项
3.1实例运用
3.1.1实例检测
1.某商务楼工程，楼层高度7层，桩型选用直径Φ800～1500mm的冲孔灌注桩123#及118#桩低应变检测（波形图图一），发现123#桩顶下5.6米左右有明显缺陷，经开挖发现桩头下5.2米缩颈，结合抽芯发现该桩在5.1米到6.0米有轻微蜂窝。118#桩顶下7.8米有明显缺陷，经抽芯发现桩顶下7.71～7.84砼芯月三分之一未见骨料。（抽芯相片图二）
图三G429号桩低应变波形曲线（IV类）
3.1.2常见缺陷桩
施工中工艺和材料因素都有可能影响桩基的性能，改变桩基的承载能力。桩基的缺陷主要表现为扩径、缩径、离析、断裂、空洞和夹泥，也不排除有的缺陷是其中两种或者多种的组合。
3.1.3数据分析
分析采用低应变反应法测得的数据通常采用三种方法：滤波技术、曲线放大法、缺陷处信号重复反射分析。滤波技术是我们在施工中用到的最常见的方法，它对于较小的、不严重的缺陷桩分析准确，对于大缺陷桩不适用。对于曲线放大，有两种方法可以放大：
一是线性放大，它主要针对浅层小信号的放大，可以使信号量化；二是指数放大，它有时会使曲线畸变，但是它能反应缺陷程度。如果缺陷位置超过一半桩长，则对此应该仔细区分，否则会误判。
3.2应注意的事项
对于低应变反射波法检测桩基，应充分考虑测试过程中的干扰因素，才能得到有用的信号，以进行正确的分析整理。
3.2.1注意桩头的处理，桩头处理要保证桩头的干净整洁，通常来讲，桩头处理要处理到看到新的含骨料的混凝土为止，且不要有破碎、杂物等；
3.2.2传感器的安装，传感器安装的耦合剂要足量，且具有足够的粘结强度，传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处，在空心桩的测试过程中，要保证传感器安装位置同锤击点位于同一水平面上，其与桩中心线应保持垂直，并将传感器安装在桩壁厚的1/2处；
3.2.3选择合适重量的激振锤，宜用宽脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号，宜用窄脉冲获取桩身上部缺陷反射信号；
3.2.4对周围土层有充分的了解，在测试前的准备工作中要全面详细，对桩周围土壤的勘测资料需要完整详细，应充分了解周围土质，以便正确判断反射波的变化所对应的情况。
结束语
工程建设桩基属隐蔽工程，要想控制其质量，不仅在设计施工种控制，还要有先进的检测方法，由于它的隐蔽性，无法采用简单、直观的方法对其质量进行检测，且受施工工艺等多方面影响，其质量较难保证。而采用低应变反射法，可降低直接法小比例抽测漏检的概率，并得出桩基础中所有基桩整体施工质量的粗略估计，提高工程效率。
参考文献
[1]游海南.桩基检测中低应变反射波法的实践运用[J].江西建材，2014，（08）.
[2]刘福臣.桩基低应变检测波型分析及桩身整性判别[J].港工技术.2012，（02）.
论文作者:冯盛忠
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/23
标签：反射论文; 桩基论文; 桩头论文; 传感器论文; 应变论文; 缺陷论文; 信号论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;