低应变反射波法在岩溶地区灌注桩检测的初步探讨

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1、第1期福建地质GeologyofFujian57低应变反射波法在岩溶地区灌注桩检测的初步探讨林雄(福建省地质测绘院，福州，350011)摘要根据基桩低应变反射波法的基本原理，结合低应变反射波法在岩溶地区灌注桩检测工程实例，对岩溶地区灌注桩检测的经验进行总结。关键词低应变法反射波灌注桩检测方法岩溶地区目前我国铁路基础设施建设中的桥梁施工占铁路施工项目的比重越来越大，灌注桩由于能把桥梁上部大荷载传递给深部稳定土层而被越来越广泛应用。岩溶地区，由于特有地质条件，在桩基施工过程中，经常会出现变径、离析、断桩、沉渣厚等影响

2、基桩质量的缺陷，如何准确判断桩身存在的缺陷，提高施工工程质量，无疑是至关重要的问题。自上世纪70年代以来，随着电子技术和微机的不断发展，在桩基无损检测方面有了很大发展，提出了各种检测方法。其中低应变法、高应变法、声波透射法等动测法手段被广泛应用，动测法是通过实测振动波在桩中传递的信号特征来评估基桩的完整性，是一种无损的间接检测方法。其中基桩低应变反射波法检测可以快速、经济地普查基桩的成桩质量而被广泛应用。笔者结合岩溶地区灌注桩的工程检测实例，对岩溶地区影响低应变反射波法检测质量的因素进行总结。1低应变反射波法检测

3、原理1．1数学模型问题桩的数学模型是一维弹性杆，当桩顶给激发一个信号时，信号会沿桩身向下传递，当桩身有阻抗变化部位时(桩底、断桩、混凝土离析、变径等)，会产生向上的反射波，通过安装在桩顶的拾振器接收反射上来的信号，经分析信号的特征来判断桩身的完整性。实际工程桩中存在不完全符合一维杆件的数学模型，桩身混凝土是一种多相交织在一起的复合体，内部结构复杂，桩身一桩侧土一桩底持力层又是构成一个极其复杂的介质体系。对反射波特征产生叠加干扰，准确判断并排除干扰波形，才能作出科学、合理地判断，因此无损检测是经验性较强的检测方法。

4、1．2判定依据当一个激励的竖向应力波从桩身阻抗Z。向阻抗Z：入射时，在这不同阻抗的分界面上会收稿日期：2014—02—13作者简介；林雄(1973一)，男，物探工程师，主要从事建设工程的物探辁测工作。58福建地质GeologyofFujian第33卷产生反射波和透射波。反射波的反射系数：R。=罢罟会端=参{乏式中：Z，为人射波桩身阻抗(p。f。A。)；Z2为透射波桩身阻抗(p：c。A。)；夕、f、A分别为密度(kg／m3)、速度(m／s)、面积(m2)。根据桩身阻抗Z的变化情况，产生的反射波特征如下：当Z，大于Z

5、：时，即桩身缩径、混凝土离析等情况，R。>o，反射波与入射波同相；当Z。小于Z。时，即桩身扩径等情况，R，

6、宽、数据稳定等特点。激振设备为自制带尼龙头力棒和手锤，当桩长较短(小于10000mm)或浅部有缺陷时，采用手锤，以增加采样精度；当桩长较长或缺陷较深时，采用力棒，以增加足够能量向深部传递。3工程检测实例2009年福建省地质测绘院承担广西岩溶地区的某铁路工程桥梁基桩检测工作，工程设计为冲钻孔灌注桩，桩径采用(妒)1ooo～2500mm，桩身混凝土强度等级为C25～C40，桩长(￡)在6～70m，持力层为弱风化灰岩、页岩或自云质灰岩。根据铁路规范要求[3]，对桩长≤40000mm且桩径≤2ooomm的基桩进行低应变法

7、检测，由于该工程地质岩溶比较发育，对成桩的外形和质量影响较大，造成对采集波形的评价有一定的难度，因此须结合地质和施工等情况具体分析判断。以该区冲钻孔灌注桩低应变反射波法检测过程中采集到的典型波形为例，笔者提出的认识和见解。3．1I类桩波形实例l：JCLY一33桩长10．5m，桩径1250mm，桩身混凝土强度等级C35，持力层为弱风化灰岩，该桩桩身反射波频率较高，桩身无明显的反射，桩底部有反相的反射信号，说明该桩桩身完整，混凝土强度较高，桩底与持力层粘结良好，持力层强度较高，判定为I类桩(图1)。第1期林雄：低应变

8、反射渡法在岩溶地区灌注桩检测的初步探讨59工地：JcLY一33波速：3．88km／s日期：2012—3—2l：258．1／／、：／!一＼⋯．一；{妙．．．．．．．1。．图lI类桩低应变反射波法检测波形图Fig．1DiagramshowingthedetectedwaVeformoftheNo．1pilebylow—strainreflectedwavemethod3．2特