摘要：在施工中，桩基础属于一类隐蔽工程，有较高的技术要求、较复杂的施工程序以及较大的施工难度。本文将分别对低应变反射法与声波透射法在桩基检测中的运用原理加以介绍，同时分析两种方法在撞击检测当中的联合运用可行性，结合实际工程案例，提出二者在桩基检测中的联合运用方法以及相关注意事项，以期为有关检测部门提供可靠参考。
关键词：低应变反射波法；声波投射法；桩基检测；联合运用；完整性检测
引言：对于建筑施工过程中结构稳定性而言，桩基质量的优劣将对其产生直接性影响，所以此项施工的重要性不言而喻。因为此项施工的整体质量将会受到多重因素所影响，一旦出现施工失误，极易引发夹泥、疏松以及离析等问题，严重时甚至会出现断桩。对于混凝土灌注桩的质量而言，其关键指标即桩的完整性。所以，应采用低应变反射法与声波透射法等方法对桩完整性加以检测。
1低应变反射法与声波透射法在桩基检测中的运用原理
1.1低应变反射法的运用原理
低应变反射波法的主要原理基础即一维弹性杆平面应力波波动理论。在运用过程中，应该假定桩身是桩长不小于直径的一维弹性杆件,起在受到桩顶锤击力的时候,通常会出现压缩波,此波将沿桩身持续向下进行传播,而在桩身出现明显波阻抗变化界面的时候,就会出现透射波以及反射波,而波阻抗变化将决定反射幅值的大小及其相位。在桩顶安设的传感器能够接收源自桩身所有波阻抗变化界面所反射的相应信息,检测人员可以按照这些反射信息来分析和判断桩身的完整性[1]。
1.2声波透射法的运用原理
一般在进行桩基施工的时候，因为混凝土中通常都拥有一些缺陷，这些缺陷将对检测波造成一定的阻抗。所以，混凝土中缺陷位置的波阻抗往往都会低于正常情况下的混凝土，而超声波传播于桩基内部的时候，桩基缺陷界面即波阻抗界面。实践证明，声波透射法的检测程序即应用波传播理论整个过程，主要是检测阶段，检测人员以人工的形式发射相应超声波脉冲，这部分脉冲会经由桩基的内部进行传播，并且在缺陷位置发生绕射、反射以及透射，同时在波形中有所体现，而检测人员在分析波形后便可以对混凝土完整性与缺陷程度、性质、范围和位置等加以判断。
2两种方法在桩基检测中的联合运用可行性分析
正如前文所述，低应变反射波法在检测桩基时，关键是经由假设其可以符合一维弹性杆件的理论需求。但是在实际进行检测时便会发现，此方法当中会有不足指出，时常使检测结果与相应标准并不相符，从而使才方法的最终检测和分析判断受到严重影响[2]。与此同时，一旦桩基四周周存在较大阻碍，则会导致桩基反射信号不能有效传导，进而使撞击反射信号被严重减弱，甚至会将反射信号抵消，影响到检测效果。除此之外，在检测桩基的过程中，因为缺陷的变异性变化并不突出，所以并不容易被展现于检测当中。对声波透射法而言，其可以对不同区域缺陷进行详细划分，从而对缺陷程度、位置以及范围等进行全面掌握，然而因为埋管限制问题，通常需要保持管底和柱底处于10-15㎝范围里，这主要是为了有效分析桩身混凝土缺陷程度以及完整性，很难判断对持力层结合状况、桩底沉以及桩底混凝土等，然而对桩长相对较短的端承型桩而言，持力层结合状况与桩底沉渣十分重要。实验表明，借助低应变反射法筛选相应锤与锤垫，既可以对桩底状况进行较有效的判断。
在实际检测过程中，检测人员能够从以上两种方法缺陷波形与缺陷范围展示中得知，低应变反射法可以将撞击质量总体状况有效反映出来，但是描述缺陷仍有不足。与之相比，声波透射法可以将不同区域缺陷详细划分出来。因此，倘若对以上两种方法进行联合运用，便可以从细节以及整体层面将桩基施工效果以及质量反映出来。
3在实际工程当中的应用
3.1工程概况
在某项桩基工程中,采用的钻孔灌注桩为φ1000mm桩，桩长43m,设计的混凝土强度是C35,其龄期是35d。结合地勘报告，在桩长范围内的各土层主要是：
（1）厚度为13-27m厚的残积砂质粘性土。
（2）厚度为11-31m厚的全风化花岗岩。
（3）厚度为9-42m厚的土状强风化花岗岩。
（4）厚度为0.5-11m厚的碎裂状强风化花岗岩。
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3.2检测状况
3.2.1超声波检测
在正式进行检测前，检测人员需要注意，对包含换能器与相应高频电缆以及仪器在内的特定超声波仪，结合壁厚、内径等规格有所不同的各类材料测管，应该构建相应数据库，从而使后续测试更加方便。
按照标准规范，应该将3根声测管埋设于钻孔灌注桩中,以便在应用超声波进行检测之后,借助相应软件将收集到的数据绘制成相应波列影像图、波形图以及波列图。
在检测过程中,有两处剖面在深度25-31m的范围里，有着较差的混凝土质量，声波严重缺失。但是另外一处剖面在此深度范围内，其对应波形表明此处混凝土有着较良好的质量。在3个剖面当中，声学异常发生在其中两个剖面当中，因此断定这两个混凝土剖面有缺陷，因为用声测法进行检测的时候，需要按照声测管具体数量检测桩基部分剖面，所以一旦埋设越多数量的声测管，就需要检测越多的剖面，进而提升检测结果的精确性。然而需要注意的是，增加声测管的数量除了会影响基桩承载力，更会增加成本。
3.2.2低应变反射法检测
超声波法和低应变反射法都能对桩身的完整性进行检测，尽管其原理各不相同，然而在对相同项目、相同根桩进行检测后，其最终的检测结果是一致的。但是在本项目里，两种检测法结果有不同之处。
用低应变法对某桩进行检测后，其曲线波形表明桩基是完整的，没有明显的缺陷反射波，而超声波检测中，在深度25-31m范围内存在缺陷。在查看施工记录后可知，在对此桩进行施工时，桩机出现了故障，灌注停止了超过1.5h，对导管进行提升时拉裂了已初凝混凝土，致使混凝土出现局部裂缝，此缺陷在低应变反射法的检测过程中可能出现了盲区，但是在另一种方法中却体现的很明显。
3.3检测中的注意事项
（1）以平测法进行检测的时候，需要确保两个传感器能够处于同一条水平线当中，特别是在测管焊接位置，一旦发现波幅、声时出现异常，如波幅减少、波速降低（声时增加）,检测人员就应该对传感器进行检查，确认其是否存在卡住或者斜侧等问题。如果声测管没有保持平行，便会使声速、声时出现较大变化，进而使桩身质量进行的判断受到影响，因此需要借助曲线拟合法修正声测管斜管测距。
（2）当检测接近桩底的时候，应检测人员应该观察柱状传感器的位置，从而避免出现误判。
3.4最终检测结论
（1）低应变反射法与超声波投射法、都能对桩身的完整性进行检测,其各自具备独有的优势与特征。其中，低应变反射法便于操作，有着较广检测覆盖面、较快的检测速度以及较低的检测费用等特点，其在当今属于桩身作业质检当中最普及的应用方法。而超声波投射法通常不会受到场地的限制，需要设置100㎜的检测点距,有着较高的测试精度，相比于其余方法，能更加全面地判断缺陷，一旦对声测管进行了有效预埋，检测范围便能对全桩长的各个深度进行覆盖。然而超声波透射法不仅有着较高的检测成本，也会在检测时存在盲区，很难判断对声场外、波线进行检测时的夹泥与缩颈等缺陷。低应变反射法在检测过程中，因为会受到周边泥土性状、激振能量以及桩身材料的阻尼等影响,在检测超长桩时会存在盲区，尤其是桩身如果有纵向缺陷，此方法将会在检测中拥有很大的盲区。
（2）在实际工程实践过程中,对灌注桩桩身的完整性进行检测，需要对施工记录和地质资料等加以充分结合，同时借助多种检测方法进行全面分析,使每种方法的局限性得以被克服,帮助检测人员对灌注桩展开更为全面、精准的判断。
（3）低应变反射波法与声波透射法都能够快速检测大量桩身,在对正常或者平均信号值加以确定后,便可使其他桩按照此标准展开比对和判断,判断存在缺陷的可能性,并且对桩身混凝土相应声学参数以及典型实测波形加以结合，综合进行判定。在实际检测过程中,需要按照检测对象的不同，选用最适合的方法,在结合灌注桩相关记录的基础上,判断已完成灌注桩的质量。
结论：总体而言，低应变反射波法的检测方法较为简便，对普查十分有利，而声波透射法虽然在实际施工中的相关检测中方法较为复杂，但是其测试最终结果将会更加精准，特别是对长桩而言，将会有更好的效果。在检测过程中，检测人员应当尽可能地对这两种方法进行全面结合应用，以便使其互为补充、相互验证，从而使检测结果更为可靠、精准，使检测质量得到有效提升。
参考文献：
[1]曹西文.低应变反射波法与声波透射法在灌注桩检测中的综合应用[J].福建建材,2019(07):22-23+8.
[2]董齐蕾.简述常见的桥梁桩基础检测方法[J].建材与装饰,2018(24):263.
[3]杨力,朱帅润.低应变反射波法与声波透射法在桩基检测中的联合运用[J].科技创新与应用,2017(36):115-116.
论文作者:陈慧
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：桩基论文; 反射论文; 应变论文; 声波论文; 缺陷论文; 混凝土论文; 方法论文; 《基层建设》2019年第32期论文;