反射波法桩基础完整性测试技术.pdf

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1、２０１４年第１９期（总第１４８期）江西建材交通工程反射波法桩基础完整性测试技术■张治■武汉港湾工程质量检测有限公司，湖北武汉４３００４０摘要：文章简要叙述了反射波法桩基完整性测试的原理，对在桩顶激发的弹性形式反射。波传播规律作了简要探讨，针对不同的波阻抗界面和桩身缺陷对反射波１．３弹性波传播特征曲线造成的不同影响，分析了桩基础的完整性情况，根据反射波法原理弹性波是一种能量形式，又叫弹性脉冲波。众所周知，能量在传播对实测工程桩时程曲线进行分析，对桩基础进行缺陷定性检测。中会产生损耗。弹性波的能量损耗体现在波阻抗界面上，通过在界面关键词：反射波技术混泥土桩缺陷测试上的反射、折射和透射现象，导

2、致弹性波损耗。这就是弹性波的传播的［３］特征，它组成了一个一维波动过程，从而满足了一维波动理论。桩基础在现代建筑中运用广泛，逐渐成为了各类建筑中的重要基１．３１折射损失础之一。在现代建筑中，很多地质条件复杂的地段都需要用到反射波弹性波在远离桩头后近似为平面波，弹性波的折射主要在桩头附法测量桩基础的完整性，从而判断整个建筑的质量，避免出现一些由于近发生，当前观点认为，弹性波的折射一般是在近地表发生波动，再由桩基础完整性而形成的质量问题。然而在实际施工中，断桩、缩径、扩桩身折射到土层中，在这个过程完成一次能量的衰减。径和夹层这些不利于桩基质量的现象还是会出现，甚至个别工程出现１．３２衰减

3、损失短桩的现象，这些都是工程质量安全的隐患，需要加强对工程桩基的质衰减是能量在传播过程中的必然结果，当前计算衰减量的公式如［１］量检测。近年来发展起来的反射波法桩基础测量技术，成为应用较下：广泛的方法。Ｂ＝Ｂｅ－ａｘｍ１反射波法的基本原理其中Ｂｍ是弹性脉冲波的振幅，ｘ是传播距离，Ｂ是经传播之后的振１．１什么是反射波法测试幅ａ是衰减系数。反射波法在测量建筑桩基完整性的过程中，工作过程如图１所示。弹性脉冲波在传播之中的特性是：高频传播时，衰减快，低频传播反射波法，它是运用则衰减慢。掌握了这个特点，这就要求在实际检测中根据缺陷深度不物理学上的折射和反射同，采取不同的击发方式。的原理，通过光电数

4、字处１．４反射波的响应特征分析理从而得到相关判定信桩身缺陷有多种形成原因，或是因工程地质条件，或是因施工工艺息的一种测量技术。其变化。低阻抗类缺陷和高阻抗类缺陷作为桩身缺陷中较为典型的两操作原理如上图所示，当种，文章将从这两方面分析反射波在桩身中的响应特征。在桩顶施加外力Ｆ（ｔ）之１．４１桩身无缺陷后，力沿着桩体向下传播图１反射波法桩基测试示意图当桩身完整时，只有桩底部分形成一个低阻抗界面，入射波Ｉ传播当遇到不均匀的界面（如断裂的曲面）时，传播受阻，从而发生折射现到桩底形成反射波主要分为两种情况，当桩体硬度大于桩底土层硬度象，通过顶端的传感器传递给分析仪，从而转变为一种可供识别的信息时

5、，为同向反射，反射系数Ｒｕ为正；当桩体硬度小于桩底土层硬度时，符号。施工人员根据信号作出施工判断。此时反射反映在时程曲线上是反向的，反射系数Ｒｕ为负。１．２一般的桩身缺陷种类１．４２桩身有缺陷不同的成桩工艺类型决定着桩基也不一样，归结众多建筑工程中由上文的波阻抗的定义为Ｚ＝ＡρＶｐ可知，Ａ，ρ，Ｖｐ三个物理量中的桩基缺陷，一般包括以下几种：一是断桩，指桩基在结构上整个断裂的每一个的变化都能引起波阻抗大小的改变。当一个量变化时，可能的情况，二是微裂，指桩体发生裂缝的现象。此外还有离析、缩径、夹导致整个波阻抗发生改变，两个或者多个量发生改变，也会使得波阻抗泥、空洞等缺陷。当建筑桩身出现缺陷

6、时，桩身的完整性遭到破坏，在发生改变。当桩身由于断裂或扩径等情况不再完整时，会在断裂处形桩身中传播的弹性波在传播过程中也会发生反射、折射现象，这就在缺成一个阻抗界面，此时入射波Ｉ传播到波阻抗界面时，波阻抗为Ｚ１，会陷处存在着一个波阻抗界面，而实际施工中的判定也依靠弹性波在波产生反射现象，同时在桩底也会形成一个反射，波阻抗为Ｚ２，由于入射［２］波在经过断裂处时，发生了衰减损失，此时Ｚ＞Ｚ，此时为低阻抗反阻抗界面的反应来判断。当前计算波阻抗的公式为：１２Ｚ＝ＡρＶｐ射，时程曲线上表现为同向反射。其中Ａ表示桩身横截面积，Ｖｐ表示波速，ρ为砼密度。需注意的２工程实例与实测波形分析是，如果桩身不存

7、在缺陷，则桩底便是仅有的波阻抗界面，不存在其他笔者从多年建筑经验中，选取了用反射波法对多根桩基础进行完檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪速和连续，在摊铺过程中，其速度要大于等于每分钟１５ｍ，对施工技术之中。离析现象是沥青混凝土最为常见的一种病害，也是远期病害产流程进行优化，防止粒径较大的粗料滚落在两侧造成级配离析。生的重要因素，因此要针对这一现象进行有效控制，才能有效提升