摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进公路桥梁建设项目的增多。桥梁工程是公路工程的重要子项目，桩基础是桥梁的主要组成部分。它承受着巨大的桥墩荷载和未来的交通动荷载。其施工质量和承载力对道路交通运行有重要影响。桥梁桩基的质量检测不仅关系到桥梁的运行性能，而且关系到结构的安全性和耐久性。为了保证工程质量，有必要对桩基进行检测，反射波法既方便、经济，又不破坏桩身结构。本文就反射波法在公路桥梁基桩检测中的应用展开探讨。
关键词：反射波法；公路桥梁；基桩检测
引言
我国《基桩低应变动力检测规程》JGJ/T93-95的发布实施,使得基桩低应变动力检测工作有据可依。在中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003中,反射波法低应变检测作为基桩完整性检测的重要方法得已进一步明确。反射波法可对桩基工程质量进行普查,有利于整个桩基工程的质量控制,完全可以作为桩基工程成桩检查质量的一种有效方法,能为成桩质量评价提供依据。如何正确理解反射波法的适用范围,明确反射波法本身的局限性,在检测中减少误差,进一步提高结论的准确性显得尤为重要。
1概述
1.1反射波法的基本原理
反射波法的工作原理是在公路桥梁桩身顶部垂直振动，根据波动理论为理论基础，弹性波沿着桩身一直向下传播，假设桩身是一个弹性直杆，桩身内阻抗界面有着明显差异。如断桩、桩底泥沙、偏桩、严重离析等）或断面变化（如缩径等）。发生波反射，设备接收、放大、过滤和处理数据，以识别不同区域的桩反射信息。利用桩身传播时的纵波速度、时程、桩长和反射波的振幅和波形特征计算桩身的波速。根据反射波和视波速到达桩底的时间，可以检测到桩的实际长度，以确定桩身的完整性。
1.2低应变反射波法所具有的特点
（1）操作简单易行，测试设备轻便，成本低，不受作业条件限制，检测快速，单桩试验时间仅为静载试验的1／50左右。（2）检测数量多，不破坏桩基，获得的数据准确可靠，规律性好，判读明了简洁，便于对桩基工程进行普查。（3）费用低廉，单桩测试费约为静载试验的1／30左右，可节省静载试验锚桩、堆载、设备运输、吊装焊接等大量人力、物力。
1.3反射波法的局限性
反射法本身的局限性在许多情况下是影响结论准确性的重要因素,它在以下几个方面存在不可逾越的障碍:仅测出广义波阻抗的相对变化,可以区分缩颈类与扩颈类,也可以计算缺陷位置,但却不能确定缺陷性质、缺陷方位。缺陷程度的定量分析很难达到理想效果,目前定量分析仍仅仅停留在指导阶段,缺陷程度也只能定性给出。波速与振源频率和混凝土强度间的关系无法准确给出,尚无理想的波速计算公式,而依据施工桩长计算波速的办法存在很多具体问题,因此缺陷位置的判断仍只能保证10%的误差。将加速度计的于长径比超过一定限度的桩、极浅部或太小的缺陷,应力波反射法无法正确测量。现有的测试理论和技术都难以解决这些问题。高频信号传不下去,测试范围有限;低频信号分辨率不够,容易形成绕射,漏判缺陷等等。桩身存在多个缺陷时,深部缺陷容易误判。
2反射波法桩身波形分析
（1）桩身完整，波形清晰，反射波形态规则，桩底反射波明显，桩身混凝土平均波速高，易于读取反射波到达时间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于摩擦桩，反射波以及入射波处于同一相位。对于嵌岩桩来说，反射波以及入射波是相反的。（2）泥浆、空洞、离析等不规则曲线，波速低，反射振幅和频率减小，离析处反射信号与同一方向反射信号同向出现；扩（缩）径桩曲线不规则，桩间有反射，将同时做第二个反省。一般可以看到桩底的反射波。当直径增大时，第一反射波与入射波同相，第二反射波与入射波同相。断裂桩的曲线表明，由于桩底反射的振幅和频率依次减小，通常看不到桩底的反射。曲线桩底含沙反射波和入射波同相，振幅与含沙量呈正相关。
3检测技术步骤
检测步骤（1）清理整平桩头。（2）调试仪器，选择适当参数；（3）将加速度传感器垂直安放在桩头的平整部位。（4）用小棰在桩头选择适当的能量激振。（5）将数据传输至计算机，对记录曲线进行分析、计算，并评价桩身质量。
4低应变反射波法测量中的几个问题
（1）反射波法因其特点，被公认为桩基工程桩基质量检测的有效方法，可为桩基质量检测的分类和评价提供依据。然而，它也有其局限性。例如，当桩头处的混凝土较软时，应力波不能从桩头沿桩身传播到桩底，也不能获得桩底的反射信号。当桩身有两个或两个以上缺陷时，以后不容易测量缺陷反射信号。当桩身缺陷变化缓慢时(如扩大或缩小直径)，缺陷变化界面的反射信号不明显。此时，如果桩径迅速恢复到原来的桩径，很容易误判。当桩长径比大于40时，很难测量桩底的反射信号，使用时应注意。因为反射波法测得的桩头波形曲线不仅反映了桩阻抗的变化，还反映了桩周土质变化的相关信息。这样不仅为分析判断桩的质量和估算混凝土强度提供了依据，也为桩的承载力提供了参考信息。因此，在评价基桩质量时，应在实测波形曲线的基础上，结合混凝土强度、地层地质条件和施工记录顺序进行综合分析。通过对实测波形曲线的分析，判断桩身的结构完整性。分析了本工程桩身计算波速是否与桩的正常波速相似，转换后的混凝土强度是否满足工程要求，缺陷对承载力的影响程度。当测得的波形曲线复杂时，可采用其他动态测试方法进行检测，有时还可进一步进行开挖验证、声波测试、钻孔取心等措施，甚至可进行静载测试，以检查基桩是否满足承载力设计要求。桩土系统是一个非常复杂的系统，尤其是目前各种动力试桩精度不高，测试队伍的理论水平和实践经验也参差不齐。除了做好现场测试、采集好时间波形曲线、按照相关标准程序进行数据处理外，还需要有丰富实践经验的工程技术人员进行综合分析。简单分析实测波形曲线往往不能解决复杂桩基工程的实际问题，容易误判和误判，造成工程隐患。有时即使桩身完好，混凝土强度足够，由于桩周泥浆或桩底沉渣过厚，基桩承载力也达不到设计要求。基桩质量应根据工程实践进行客观分类和评价。(2)为准确分析和评价桩身质量，检测和处理后需做以下工作:结合地质资料和施工记录进行分析。施工工艺和外部控制对基桩的完整性和缺陷类型有很大影响。例如，预制桩和人工挖掘桩不能缩颈。许多质量事故发生时，水流和地层会发生变化，地层本身的快速变化会产生回声等。检查地质资料，确定缺陷位置，消除地层影响。(3)在工作过程中，桩基检测需要通过桥梁桩位的紧密联系和有效的接触控制，实现对数据的清晰理解。然后，可以远程传输获得的数据。在计算机控制系统中，形成了良好的数据处理工作。在保证数据真实性的基础上，形成全面的数据控制，真实反映公路桥梁桩基状况
结语
反射波法在桩基质量检测技术的发展阶段还处于起步阶段，在使用范围和影响因素等方面仍存在一些问题有待进一步研究。只有通过广大科技人员的不断努力，通过理论与实践的更多结合，检测技术才能达到新的水平。
参考文献：
[1]李宁，贺丽丽.浅谈桥梁桩基施工质量控制的要点[J].科技传播，2015（12）.
[2]冯翠梅.浅析低应变反射波法在桩基检测中的应用[J].建筑知识，2017（08）.
论文作者:陈峰
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/15
标签：反射论文; 桩基论文; 波速论文; 缺陷论文; 波形论文; 桩头论文; 桥梁论文; 《工程管理前沿》2019年第9期论文;