反射波法基桩质量分类方法探讨

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1、反射波法基桩质量分类方法探讨吴成元（中航勘察设计研究院）提要：本文叙述桩基工程成桩质量检查中应力波反射法所起的作用，通过对反射波法特点及其局限性的分析研究，提出基桩完整性、混凝土强度及对承载力影响的三个评判依据，对基桩质量进行评价分类，为规范今后桩基工程检测报告中结论意见的编写，提供参考。一、前言为了确保桩基工程的质量，我国已经编制了一系列的有关规范规程，其中JGJ/T93-95《基桩低应变动力检测规程》发布实施，使基桩低应变动力检测工作有据可依，也为检测报告的统一编写起到规范化作用。但该规范未对反射波法检测成果中的基桩质量提出明确的分类，而桩身质量的评

2、价分类是检测报告的核心问题。从最近国家建筑工程质量监督检验中心组织的、对第一批工程桩动测单位资质复查换证工作中了解到，不少单位在对反射波法检测报告的结论意见中，对基桩的质量评判标准不一、内容各异，致使监理、设计、质检部门对检测报告成果的含义理解不同。如果我们能在检测报告中，对检验过的桩使用统一的评价方法并进行分类，这对规范检测报告及使用都是有好处的。对此，工程界已有这样的要求和愿望，而目前一些地方的建设主管部门，已陆续考虑编制具有本地特色的桩基动测技术规程，其思路和所用术语不尽相同。为了将基桩质量的评判依据和分类方法能有比较统一认识，为检测、设计、施工、

3、监理、质检部门对检测成果的使用和理解，有必要对这一问题进行深入的研究和讨论。本文旨在通过对目前一些基桩低应变动力评价方法的了解和研究，提出应力波反射法对桩身质量的评判依据和分类方法的一些个人见解，以便我们共同进行研究探讨。二、桩基工程检查43桩基是广泛应用的基础形式之一。目前，我国桩基础施工队伍庞杂、施工机具参差不齐、施工工艺不一、桩基施工质量不佳的现象较为普遍，如不能及时检查发现，对存在的缺陷采取补救措施，将对建筑工程留下隐患、造成不可估量的损失。为了保证桩基工程的质量和安全，必须按照桩基有关技术规范的规定，进行各种检查和测试。对我们检测单位来说，桩基

4、工程的成桩质量检测内容，主要是对桩的承载力与桩身结构完整性检测。前者如静载荷试验，高、低应变动力试桩以及最近在国外逐渐使用的静动法；后者如钻探取芯、开挖检查、声波透射法及低应变应力波反射波法和机械阻抗法等。桩的静载荷试验的检验值是桩承载力可靠性的评定标准，是桩基工程单桩竖向极限承载力标准值的设计依据。但它试桩数量少，没有一定检测数量的复盖面，即使测试方法可靠，对各种类型的混凝土灌注桩来说，由于地层土质的复杂变化和施工技能的差异，桩基工程质量也难以保证，在这种情况下，使用快速、有效的动测方法，可以弥补静载荷试验数量少、代表性差的缺点。从“技术可靠、经济合理

5、”的原则考虑，在桩基工程中采用两种或两种以上检测方法是必要的。因为，每种检测方法各有其特点，既有它的长处，也有它的局限性，几种方法可以互相取长补短。因此，在1%桩的静载荷试验基础上，辅以其它动力检测方法作为补充是必不可少的。而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质量控制，可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。三、基桩质量评判依据反射波法是国内外基桩工程质量检测普遍使用的一种有效方法，它以其机理清晰、测试方法简便、成果较可靠、成本低、便于对桩基工程进行普查等特点而受到工程界的欢迎，可在成桩质量检测中充分发挥作用

6、。我国《基桩低应变动力规程》JGJ/T93-95反射波法的适用范围中明确指出：该法可以检测桩身混凝土的结构完整性，推定缺陷类型及其桩身中的位置，也可对桩的混凝土强度等级作出估计。由此可见，它可为基桩工程的成桩质量的分类提供评判依据：１、桩身缺陷的性质和位置的确定将桩视为一维弹性杆件，当桩顶受到一瞬态激劢（脉冲力）时，由桩头激发产生的弹性波沿桩身往下传播。当遇到桩身阻抗Z(z=ρ·AC)变化界面时，要产生反射和透射。弹性波在桩身内传播遇到桩身阻抗界面时是垂直入射和反射的。假定桩界面上段的阻抗为Z１，下段的阻抗为Z２，且不考虑桩周土阻力的影响。根据桩在界面上

7、位移和速度的连续条件，力与应力和位移的关系，可推导出在桩身阻抗变化处的反射系数Rf关系式：43式中：Rf－反射系数；Z１、Z２－分别为桩身材料上、下界面的广义波阻抗；ρ、A、C－分别为桩身材料的质量密度、桩身截面积及应力波速。根据反射系数Rf的正、负来确定桩身阻抗的变化情况：当RF＞0时，反射波与入射波同相位，表示桩身界面阻抗由大变小，如缩径、离析、断桩及桩底反射等；反之，Rf＜0时，反射波与入射波反相位，表示桩身界面阻抗由小变大，如扩径、端承桩桩底反射情况。桩截面完整性系数可用基桩上、下界面的阻抗Z１、Z２之比来表示：以桩身结完整性系数的办法来评价桩的

8、缺陷程度，对桩身结构完整性进行分类评价。在一些地方被认为是一种可用的方法。其具体