浅析应用反射波法对桩基进行检测

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1、浅析应用反射波法对桩基进行检测：介绍了反射波法桩基低应变检测的原理、方法、步骤及应注意的问题，分析了应力波在各种桩基缺陷情况下的时域曲线特征，并介绍了各种情况下的判读方法，为正确判断基桩的完整性提供科学依据。　　关键词：基桩低应变反射波法　　Abstract:thearticleintroducesthepilereflectionethodtotheloethodandstepsshouldbepaidattentiontoandanalysisofthestressethodfordeterminingthecorrecttheintegrityofthepileprovide

2、thescientificbasis.　　Keyethod　　：TU473.1：A　　1.发展现状　　基桩低应变检测技术近20年来我国发展较快，由于它的适应范围广、仪器设备轻便简单、检测速度快、判读直观、成本较低，已被工程界广泛接受。低应变法是利用低能量的瞬态或稳态激振，使桩在弹性范围内作弹性振动，利用振动和波动理论检测桩身结构完整性。　　1995年底出台了《桩基低应变动力检测规程》（JGJ/T93—95），该规程规定的检测方法有反射波法、机械阻抗法、动力参数法和声波透射法。以反射波法为例介绍基桩低应变检测技术的方法和步骤。　　2.基本原理　　桩身质量检测是依据一维波动理论，将桩身

3、等价于一维杆材料均质各向同性，并遵循胡克定律，桩的截面积保持为平面，而且每个截面上应力是均匀分布的。　　设桩为一均质弹性体，当桩顶作用一脉冲力后，便有应力波沿桩身传播，若桩身质量有问题，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，将产生发射和透射。经接受放大、滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的发射信息，据此判断桩身结构完整性及估计混凝土强度等级，还可以根据波速和桩底反射波到达时间对桩身的实际长度加以核对。　　3.适用范围　　反射波法适用于检测桩身混凝土的完整性，推定缺陷类型及其在桩身上的位置。也可对桩长进行核对，对桩身混凝土的

4、强度等级作估计。　　4.仪器设备　　（1）仪器由传感器、放大、滤波、记录、处理和监视系统，激振设备及专用附件组成。　　（2）传感器可选用宽频带的速度型或加速度型传感器。速度型传感器灵敏度应大于300mV/cm/s，加速度型传感器灵敏度应大于100mV/g。　　（3）放大系统的增益应大于60dB,长期变化量应小于1%。折合输入端的噪声水平应低于3uV。频带宽度应不窄于10～1000Hz，滤波频率可调整。　　（4）模数转换器的倍数不应小于8bit。采样时间宜为50～100us，可分数档调整。每个通道数据采集暂存器的容量不应小于1Kb.　　（5）多通采集系统应具有一致性，其振幅偏差应小于

5、3%，相位偏听偏信差应小于0.1ms。　　（6）根据激振条件试验要求及改变激振频谱和能量，满足不同的检测目的，应选择符合材质和得量要求的激振设备。目前反射波法使用的激振设备形式多样，有力棒、手锤、球击、电火花方式等。　　5.测试方法　　（1）被测桩应凿去浮浆，平整桩头，切除桩头外露过长的主钢筋。　　（2）检测前应对仪器设备进行检查，性能正常方可使用。　　（3）每个检测工地均应进行激振方式和接受条件的选择试验，确定最佳激振方式和接受条件。因为不同工区桩的类型、桩径大小、桩头混凝土质量、土层地质情况等条件差异较大，检测时，对激振和接受的最佳条件选择只能通过现场试验对比来确定。通过调节放

6、大器增益，使波形不产生畸变，改变滤波频率提高分辨率和信噪比。　　（4）激振点宜选择在桩头中心部位，传感器宜稳固地安置在桩头上。对于桩径大于350mm的桩可安置两个或多个传感器。　　（5）当随机干扰较大时，可采用信号增强方式，进行多次重复激振与接受。　　（6）为提高检测的分辨率，应使用小能量激振，并选用高截止频率的传感器和放大器。　　（7）判别桩身浅部缺陷，可同时采用横向激振和水平速度型传感器接受，进行辅助判定。　　（8）每一根被检测的单桩均应进行两次及以上重复测试。出现异常波形应在现场及时研究，排除影响测试的不良因素后再重复测试。重复测试的波形与原波形具有相似性。　　6.检测数据的

7、处理与判定　　（1）应根据波形图中的入射波和反射波的波形、相位、振幅、频率及波的到达进间等特征，推定桩的完整性。　　（2）桩身混凝土的波速Vp、桩身缺陷深度L可分别按下列公式计算：　　Vp=2L/t,L=1/2Vpmt′　　式中：L——桩身全长；　　t——桩底反射波的到达时间；　　t′——桩身缺陷部位反射波的到达时间；　　Vpm——同一工地内多根已测合格桩桩身纵波速度的平均值　　（3）反射波波形规则，波列清晰，桩底反射明显，易于读取反射波到达时间，及桩身混凝土平均波速