反射波法检测桩基完整性技术应用研究

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1、反射波法检测桩基完整性技术应用研究　　摘要：桩基质量常见问题中很大一部分属于桩基完整性方面，本文主要结合实例应用对利用反射波法检测基桩完整性的技术应用做了重点分析。关键词：反射波法；桩基完整性；检测技术Abstract:Thecommonproblemofpilefoundationqualityinlargepartofpileintegrity,thispapercombinedwithanapplicationmadeakeyanalysisontheuseofreflectionwavemethodinpileintegrityd

2、etectiontechnologyapplication.Keywords:reflectionwavemethod;pileintegrity;detectiontechnology;中图分类号：TU473.1桩基础是主要基础型式，是地下隐蔽工程，承受建筑物的全部荷载并将其传递给地基，基桩质量的好坏直接关系到建筑物的安全。桩身缺陷会引起基础失稳。必须在上部结构施工前找出并处理缺陷桩。基桩检测做为建筑工程施工试验的重要组成部分，从实际工程检测应用来看，反射波法是基桩完整性检测中最为有效、应用最普遍技术方法。本文将对利用反射波法检测基桩完

3、整性的技术应用做重点分析。8反射波法检测基桩完整性的方法应用在桩顶竖向激振，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或桩身截面积发生变化，将产生反射波，经接收、放大、滤波和数据处理，可识别来自不同部位的反射信息。通过对反射信息进行分析计算，判断桩身混凝土的完整性，判定桩身缺陷的程度及其位置。桩的典型弹性体模型是直杆的纵向振动，在推导直杆的纵向振动方程时，基本假定材料均匀等截面直杆，直杆变形中横截面保持为平面且彼此平行，直杆横截面上应力分布均匀并忽略直杆的横向惯性效应[1]。反射波法可适用于检测桩身混凝土的完整性，推定缺陷类型

4、及其在桩身中的位置，也可对桩长进行核对，对桩身混凝土的强度等级作出估计。反射波法的测试系统由激振设备，传感器，放大器和信号采集分析仪四部分组成。(1)激振设备常用方法是采用手锤，力棒或自由落体球激振，其机理建立在碰撞理论基础上。试验表明只有通过敲击产生合适的振源，才有可能得到正确的波形曲线。常规振源为一瞬态脉冲信号，力幅度，脉冲宽度和主瓣宽度是衡量它的三项主要指标。(2)传感器8振动测试中常用的传感器有加速度传感器，速度传感器，位移传感器和力传感器。(3)放大器电压放大器和电荷放大器：两种放大器有以下特点：具有极高的输入阻抗和较低的输出阻

5、抗；能将加速度传感器的微小电信号加以放大并变成容易测量的电压信号；在与不同灵敏度的加速度传感器相配合时，均能输出电压达到归一[2]。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3μV。频带宽度应不窄于10～1000Hz，滤波频率可调整。(4)信号采集分析仪在信号采集分析仪中采样是通过A/D转换器试验的。要求信号采集分析仪体积小，质量轻，性能稳定便于野外使用，同时应具备数据采集，记录存储，数字计算和信号分析功能。多道采集系统应具有一致性，其振幅偏差应小于3％，相位偏差应小于0.1ms。2、桩基检测现场测试要

6、点当随机干扰较大时，可采用信号增强方式，进行多次重复激振与接收。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。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收，进行辅助判定。每一根被检测的单桩均应进行二次及以上重复测试。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应具有相似性。8反射波法测桩时，不能一成不变地使用一种桩头。桩越长，应选择越软越重直径越大的锤；桩越短应选择越硬越轻直径越小的锤。开始检测的头几根桩应多花一些时间进行试敲，对施工质量情况有了大概了解后

7、，再大量敲击试验。敲击时应尽量使力垂直作用于桩头，有利于抑制质点的横向振动。还要避免传感器安装不紧，安装位置距捶击点太近等人为因素，才能将真正由桩身缺陷导致的反冲辨别出来。现场测试时必须对各种可疑的桩身缺陷及时分析，一般要求获得3条重复性较好的测试曲线.3、测试结果的计算分析（1）信号后处理①数字滤波采用数字滤波滤去与桩身质量无关的干扰频率，增大有效波成分，以便波形能真实反映桩身完整性情况。②时变增益放大应力波沿桩身传播时会随传播距离的增加信号衰减严重，给动态诊断带来很大困难[3]。为此，反射波法测试系统中常采用时变增益放大环节，以桩顶同

8、一测点处的入射波与桩底反射波信号之间的时差为区间，在此区间内，放大增益按时间的指数函数增加。反射波法桩底信号指数放大的倍数取决于桩长及桩周介质，桩越长，放大倍数应取得越大。桩周介质越坚硬，对敲