刘元辉

【摘 要】低应变反射波法具有检测过程简便迅速、费用低、检测结果较可靠等优点，是普查桩身完整性最为常用的检测方法。熟悉其理论知识，熟练掌握现场操作要点有助于提高检测结果的准确性。本文讲述了低应变反射波法的基本原理，现场检测的一般过程，介绍了该方法的一些不足之处及需注意的问题，为低应变反射波法检测基桩完整性提供参考。

【关键词】低应变反射波法；完整性

低应变反射波法可判定基桩的缺陷程度、计算缺陷在桩身中的位置，从而判定桩身完整性。通过多年来的发展， 低应变反射波法的理论日趋成熟，已被广泛的应用于工程检测中，且得到了工程界的普遍认可。由于实际情况与理论模型的差异、地质条件、桩型等因素会影响检测结果的判定，在采用该方法对基桩的桩身完整性进行检测时需特别注意。

1、低应变反射波法的基本原理

低应变反射波法检测基桩的桩身完整性的基本原理是：于桩顶施加低能量激振信号，产生的应力波沿桩身自上而下传播过程中，若遇到断桩、蜂窝、夹泥、孔洞等不连续界面及桩底面时，将产生反射波，通过分析反射波的幅值、波形特征，就能判断桩的完整性。

2低应变反射波法检测的一般过程

2.1检测前准备工作

当桩身混凝土强度达到设计值的70%且不低于15MPa后方可检测。在进行检测工作前需详细了解被检测工程的地质资料、桩基设计文件以及成桩工艺及成桩过程中的异常情况。同时须凿去桩顶浮浆，清除桩头的杂物和积水，保持桩头的清洁、干燥，露出新鮮密实的混凝土面，并用手砂轮在距桩中心2/3半径处磨3-4个20cm2左右的平面作为测点，以便安装传感器，特别注意测点应坚硬、水平，不能松动、开裂。

2.2现场检测

使用黄油、牙膏等材料作为耦合材料将传感器牢固的黏结到磨好的测点处，传感器在数据采集过程中不得滑动。根据桩型、桩长、地质条件的相关因素选择合适的锤即锤垫：大桩、长桩应选择较重的、产生脉冲波较宽的锤，小桩、短桩应选择较轻的、产生脉冲波较窄的锤。在合理设定测试参数后通过锤击桩中心点或距测点不小于1/2半径且坚硬密实处产生冲击脉冲，同一测点同一锤击点应接收多个信号进行叠加去噪，提高信号质量。采集到的信号应不失真、不消波，尾部信号不产生零票。一般情况下每根桩应有3个或3个以上的测点，使检测数据能包含全面的桩身完整性信息。

2.3数据分析与完整性判定

使用大于2000Hz的频率对采集到的数据进行低通滤波，去除高频干扰信号。对桩底信号较弱的信号要合理使用指数放大功能，以能识别桩底反射且不使波形不归零为宜。之后选取桩底反射明显且桩长确定无误的桩通过公式 （L为桩长、t为桩底反射波峰值点与入射波峰值点的时间差）计算，再由式（3）计算缺陷位置。可见波速的准确对于缺陷位置的准确判定是至关重要的。在判定桩身完整性类别时可采取时域信号与频域信号相结合分析，并参考相关资料，按照规范合理判定桩身完整性类别。

3低应变反射波法应注意的问题

3.1对桩身深部缺陷的识别问题

低应变反射波法试验中由于锤击桩顶所使用的锤重有限，产生的冲击脉冲能量较低、脉冲宽度较窄、频率较高，使桩身产生的应变量级约为10-6～10-5。冲击脉冲在桩身中传播时桩身材料对冲击脉冲有吸收和散射衰减作用且频率越高衰减越快、波自身的扩散作用等都使脉冲波的能量大为减小。由于应变量级较低，桩周土处于弹限阶段，土阻力对脉冲波能量的能量消耗也增大。这些因素都导致脉冲波有可能在传播大深部缺陷时已经完全或大部分消耗，这是在桩顶将无法接收到缺陷反射波或接收到的缺陷反射波太弱而无法识别。这时我们应选用较重的冲击设备，并使用合适的锤垫以增大脉冲波宽度，适当降低脉冲波的频率，再结合指数放大功能以便能识别桩身深部的缺陷。

3.2地质条件对测试信号的影响

桩周存在土阻力，当脉冲波沿桩身传播时使桩土之间产生相对位移，此时将会产生土阻力波。脉冲通过软弱夹层时将所产生的土阻力波与入射波同相，类似于缺陷反射波。而基桩成桩过程中又易在软弱层或溶洞等部位形成桩身截面变化，且在该种地质条件下易发生夹泥、漏浆造成离析等缺陷。这些都会引起阻抗的变化从而产生反射波。在检测过程中当发现某一批桩有较多桩在同一深度范围都存在同相反射波时，应当查看勘察资料确定在该深度范围是否存在软弱夹层或溶洞，同时注意同相反射波的特征如其幅值的大小、脉冲的宽度等，并选取部分桩结合钻芯法验证其在该深度是否存在缺陷，这样才能分辨出该反射波是土阻力波还是缺陷反射波，以免造成误判。

4 结语

低应变反射波法是检测基桩完整性的主要方法之一，其理论与技术也在不断的发展进步，但该技术仍具有其局限性和一些应注意的问题。作为低应变反射波法检测人员应不断学习理论知识和积累实践经验，通过合理的操作和参考勘察、施工资料以消除该技术的部分不利影响，并可通过与其他检测方法相结合共同验证基桩的完整性，使检测结果更加真实可靠。