安徽中铁工程技术服务有限责任公司 安徽合肥 230023
摘要：通过长期的现场检测总结，发现了复杂地质情况对低应变检测结果的影响巨大。通过工程实例的介绍和说明，阐述了复杂地质情况下采用声波投射法检测的必要性。
关键词：低应变；检测；波阻抗；复杂地质
1前言
随着国内建筑工程的蓬勃发展，建筑工程的质量控制也受到了更高程度的重视。为了适应现代建筑工程质量的控制，桩基检测技术已经被广泛应用到公路、铁路、房建、港口等工程质量控制体系。其中低应变反射波法以其操作简单、携带方便、经济实用等优势，在混凝土灌注桩的桩身质量完整性检测中，给桩基（隐蔽工程）施工质量控制带来极大的方便。但是由于该方法的理论模型的建立、判定依据以及地质因素等诸多因数影响，也存在着一定的局限性和判定误区。本文就此结合工程检测实例，阐述复杂地质情况对低应变检测结果的影响。
2低应变发射波检测原理
低应变反射波法是采用低能瞬态激振方式对桩顶施加冲击荷载，实测桩顶部的加速度（或速度）时程曲线，通过波动理论的时域频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。
混凝土桩的物理强度远大于桩周土的物理强度，在桩顶沿垂直方向激发的弹性应力波基本上是沿桩周传播的。由于桩底持力层及桩身质量缺陷位置上的波阻抗与正常混凝土波阻抗存在差异，因而，桩身缺陷位置应按下式计算：
其中：X------桩身缺陷至传感器安装点的距离（m）；
Δtx--------速度波第一峰与缺陷反射波峰间的时间差（ms）；
c--------受检桩的桩身波速（m/s），无法确定时用cm值代替；
Δf1-------幅频信号曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差（HZ）。
3复杂地质对低应变检测结果的影响
（1）实例1：武广高铁某大桥1号墩1号桩 设计桩长27.5米，桩径1米，设计混凝土强度等级C30，摩擦桩；基桩地质勘查资料：①0-4.8米为细角砾土；②4.8-28米为页岩。实测波形如下图：
由波形分析得知：在距桩顶以下约15.8米处出现与桩顶同向反射信号，并伴随2次反射。根据对同批次混凝土灌注桩身波速的测定范围：3900m/s～4150m/s之间推定计算，初步认定桩为断桩或短桩，现场钻孔取芯验证桩长。对1号桩进行取芯，钻进深度为27米，混凝土芯样长度26.9m。本次取芯混凝土芯样完整，密实，无蜂窝麻面，骨料分部均匀。桩身无缺陷，桩长符合设计桩长。
芯样照片：
（2）实例2：黔张常铁路某特大桥 0号台3号桩 设计桩长26米，桩径1.25米，设计混凝土强度等级C30，摩擦桩；基桩地质勘查资料：第①层为细角砾土，厚度约4米；第②层为炭质页岩，厚度约20米；第③层为页岩。实测波形如下图：
由波形分析得知：桩底反射信号明显，桩底波速5000m/s，根据对同批混凝土灌注桩波形的测定范围：3850m/s～4200m/s之间推定计算，初步认定桩为断桩或短桩，现场钻孔取芯验证桩长。对3号桩进行取芯，钻孔深度为26米，芯样长度25.9m。本次取芯混凝土芯样完整，密实，骨料分部均匀，桩长符合设计要求。
芯样照片：
（3）实例3：黔张常铁路某特大桥 7号墩7号桩 设计桩长21米，桩径1. 5米，设计混凝土强度等级C30，柱状；基桩地质勘查地层资料：自桩顶往下，为弱风化灰岩。实测波形如下图：
由波形分析得知：在距桩顶以下约8.9米处出现与桩顶同向反射信号，并伴随多次反射。初步认定桩身在该处可能存在较大缺陷，决定现场钻孔取芯验证。通过对7号桩进行取芯，钻进深度为23.5m（钻入基岩2.5米）。混凝土芯样长度20.9m，岩芯2.3米。混凝土芯样完整，较密实，骨料分部均匀，桩身无缺陷，符合设计要求。
取芯照片：
a 桩身芯样 b 岩石芯样
4原因分析
1）对于基桩的理论假设是建立在一维波动理论上来描述杆的波动问题的，这种理论假设只是在特定边界条件下的假设，在实际基桩检测过程中，由于施工方法和技术、施工工艺以及复杂的地质条件等因素影响，这种假设有时并不能得到完全满足，应在检测过程中应加倍重视，不盲目相信检测波形。
2）通过上文中3个例子可以看出：在地质复杂的地区，当基桩测试的波形出现异常时，单纯从波形上分析解释比较困难。为防止受波形异常造成检测结果的误判，要做到以下几点：首先，可通过对相邻场地、相同桩型桩检测的结果做比较、分析；再通过核查相关的地质资料和检测波形进行综合分析研究；然后结合对基桩钻孔取芯验证后，方可得到准确的判断结果。
5结论
根据《铁路工程基桩检测技术规程》TB10218-2008第5.1.2条：桩径大于等于2m或桩长大于40m或复杂地质条件下基桩应采用声波投射法检测。针对于地质复杂的地区，应该引起高度重视，基桩设计初期应考虑埋设声测管，采用波透射法检测桩身完整性。
参考文献：
[1]《铁路工程基桩检测技术规程》TB10218-2008；
[2]张超 《基桩常见问题及低应变在其检测中的应用》[A] 山西建筑2011年26期
[3]胡敬浓《低应变检测技术的原理和应用》[A] 魅力中国 2011年2期
论文作者:陈耸
论文发表刊物:《基层建设》2016年6期
论文发表时间:2016/7/5
标签：波形论文; 混凝土论文; 地质论文; 应变论文; 反射论文; 缺陷论文; 钻孔论文; 《基层建设》2016年6期论文;