论低应变应力波反射法在桩基检测中的应用

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1、论低应变应力波反射法在桩基检测中的应用论低应变应力波反射法在桩基检测中的应用摘要:现阶段，桩基础成为土木工程中主要的基础形式之一，而桩基检测工作是一个不可缺少的重要环节。基桩动力检测方法具有费用低、速度快、方便、无损等优点，越来越受到人们的重视和欢迎，低应变反射波法在基桩动力检测方法中应用最广，其健康有序地发展和应用，对我国的工程建设有着非常重要的理论意义和实用价值。文章就这一检测技术的相关问题进行简要的阐述和分析。以供参考!桩基础作为一种基础形式，已经越来越广泛地应用在包括高层、超高层建筑或大型桥梁等工程建设中。它属于隐蔽性工程，起着将结构上部荷载传递到较深和较好地层中的作用，是构筑物

2、的重要组成部分，对工程结构质量起着极其重要的作用。因此，当前桩身的质量完整性检测对桩基工程而言具有极为重要的意义。基桩动力检测方法具有费用低、速度快、方便、无损等优点，越来越受到人们的重视和欢迎。动测法在国内起步近三十年，但推广应用才十年，在这十余年中的发展中，我国动测技术己经取得了一系列可喜变化，在近l0多的时间内就有许多种动测仪相继问世，并在测桩实践中得到广泛应用。但动测技术仍届发展中的技术，经验和理论有待进一步积累和完善。动力检测方法动力检测根据作用在桩顶上的能量大小，分为高、低应变两种类型：1、高应变法当作用在桩顶上的能量较大时，根据直接测得的打击力与设计极限值，可计算相应动测“

3、极限承载力”，这便是高应变法。目前高应变法有动力打桩公式法、波动方程分析法、case法、曲线拟合法、锤击灌人法和动静法等。2、低应变法作用在桩顶上的能量较小，仅能使桩土间产生微小扰动，这类方法称之为低应变法。低应变法有机械阻抗法、反射波法、球击法、动力参数法和水电效应法等。它们都是通过在桩头施加激振、桩头接收，然后分析桩的动态响应特性来判别桩身质量。它们的区别主要表现在激振方式、检测系统和分析方法上。目前常用的低应变动测方法有：(1)水电效应法水电效应法，其基本原理是桩身质量的好坏可用瞬问激励所得到的桩土系统的频响函数来识别。水电效应法不仅可检验单桩，而且可检验有盖梁的单排桩、有承台的群

4、桩。(2)机械阻抗法机械阻抗法有瞬态和稳态两种方法。机械阻抗法是对桩体特性的具体描述，能够给出反映基桩整体力学特性的参数，如阻抗、桩土系统的固有频率、动刚度等。(3)低应变应力波反射法具有检测速度快、反应直观、适应性强等特点，所以在目前的低应变桩基检测中得到广泛应用。低应变应力波反射法基本原理是在桩身顶部进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，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变化(如缩径或扩径)部位时，将产生反射波。经接收放大滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反射信息，据此计算桩身波速并判断桩身完整性及估计混凝土强度等级。还可根据波速和桩底反射

5、波到达时间对桩的实际长度加以核对。装置示意图如图1所示现场检测的主要步骤如下：1、检测前应对仪器设备进行检查，性能正常方可使用。对需充电的仪器，除平时注意保养性的充电外，在进入现场前必须保证充足电源，以供检测时有足够的电源。2、每个检测工地均应进行激振方式和接收条件的选择试验，以确定最佳激振方式和接收条件。激振方式和接收条件的选择，不同的仪器有所不同，但一般的选择原则是：当基桩较长时，应选择能产生低频的力锤，如尼龙锤;反之，应选择能产生高频的力锤，如铁锤等。但由于基桩本身条件和基桩周围地质条件的复杂性，不管选择什么锤，都必须经过现场试验确定。3、锤击技术是一个测试质量优劣的重要环节，要有

6、实践经验丰富的熟练技术工人操作。锤击时保证作到：落锤到实处，动作干脆利索，锤击方向垂直于桩头平面，达到产生瞬间激发点源，首脉冲狭窄目符合半正弦规律。4、每一根被检测单桩最少应进行三次以上重复测试，在波形一致性良好的情况下方可存人仪器。测试时如发现异常波形，为确保测试结果真实反映基桩质量情况，应在检测现场及时研究，排除影响测试的不良因素后再重复测试。为了有利于检测结果的分析判断，检测时可选择不同的频率参数采集数据，得到多条(三条以上)测试曲线，尤其是对于初判有缺陷严重缺陷的基桩更应如此。基桩质量中的常见缺陷成桩工艺不当，或沉桩方式不合理，或地质条件等因素，都可能使基桩出现影响其质量问题的缺

7、陷，不同程度地影响基桩的承载力。桩身缺陷有三个指标，即位置、性质和程度。缺陷的综合表现是桩的阻抗变化，阻抗的变化可能是任何一种缺陷的表现。因此，仅根据阻抗的变化不能判断缺陷的具体性质，如有必要，应结合地质资料、桩型、施工工艺和记录等进行综合判断。在基桩动测工作中，常见的缺陷类型主要有变径、离析、夹泥、空洞、断桩等。当桩头受到一脉冲激励力作用时，首先出现于桩头的压缩波将沿桩身向下传播(波速为c)，在不考虑桩侧土阻力的条件下，这一压缩波