低應變反射波法檢測基樁樁身完整性技術的探討

胡升

安徽省交通科學研究院

摘要：根據多年基樁檢測經驗，分析了反射波測樁原理和適用范圍，闡述了反射波法檢測前和檢測過程中的工作重點及反射波法檢測基樁樁身常見缺陷的時程曲線波形特征，以及反射波法檢測技術存在的主要問題，并對反射波法檢測基樁時要想獲得可靠的信息和對樁身完整性做出準確的評判進行了總結。

關鍵詞：反射波法；基樁完整性；缺陷波形特征；存在問題

反射波法是基樁低應變樁身完整性檢測中最常用的方法，雖然該方法現場檢測相對簡單，但如果檢測前的樁周土等資料收集不全、樁頭處理不到位、檢測中的激振方式、傳感器的選擇不當以及檢測數據分析人員的實際經驗不足等都會影響最終樁身完整性的判定。

1、低應變反射波法測樁原理及適用范圍

基樁完整性的反射波法檢測技術是以一維波動理論為基礎的。它是在樁身頂部進行豎向激振產生彈性波，彈性波沿著樁身向下傳播，當樁身存在明顯波阻抗差異的界面（如樁底、裂縫、斷樁和嚴重離析等）或樁身截面積變化（如縮徑或擴徑）部位，將產生反射波，經接收放大，通過分析實測曲線特征，以判斷樁身完整性。

本方法適用于混凝土灌注樁和預制樁等剛性材料樁的樁身的完整性檢測與判定，最大有效檢測深度樁長50米。

2、低應變反射波法測樁前的工作重點

2.1現場信息收集。收集基樁的設計、施工及相關地質資料等信息；

2.2樁頭處理到位。樁頭與樁身的材質、強度和截面尺寸應基本相同，樁頂面應破除至新鮮混凝土面，且與樁軸線基本垂直，測點和激振點要磨平；

2.3通過現場比對試驗以確定激振設備和傳感器；

2.4混凝土灌注樁樁身混凝土強度至少達到設計強度的70%，且不小于15MPa及混凝土齡期最好在成樁后14天以上檢測。

3、低應變反射波法現場檢測過程中注意事項

3.1采樣頻率與采樣間隔應設置合理，否則對后期數據處理分析增加難度；

3.2力錘敲擊時，應使其作用力方向垂直于樁頂水平面且自由彈起，采用力棒激振時應使其自由下落；

3.3數據采集過程中，各測點應重復檢測3次以上，且檢測的波形具有良好的一致性。對存在缺陷的樁應改變檢測條件重復檢測驗證。

4、低應變反射波法檢測基樁樁身常見缺陷的時程曲線波形特征

4.1離析、膠結不良樁的波形曲線特征

ρ1>ρ2，C1>C2，A1=A2，同相，波形相對較平坦，樁底反射信號的頻率會有所下降。如圖1所示。

4.2斷裂或夾層

ρ1>ρ2，C1>C2，A1=A2，同相，會出現等間距的多次反射，樁底反射振幅小，甚至很難看到。如圖2所示。

4.3樁底沉渣過厚

ρ1>ρ2，C1>C2，A1=A2，同相，在端承樁情況下，若采集到較清晰的樁尖響應信號，并與初始波同相位，此時，應判定樁底沉渣較厚，超過規范要求，因為正常情況下的端承樁，通常樁尖響應幾乎無反映或微弱反映。當樁底沉渣清除特別干凈，且和基巖接觸，此時樁尖響應相位與初始波反相。如圖3所示。

4.4擴頸

ρ1=ρ2，C1=C2，A1

4.5縮頸

ρ1=ρ2，C1=C2，A1>A2，同相，有下沖似正弦波形，下半幅能量相對較弱，如果縮頸下緊接一擴頸缺陷，此時，縮頸的程度被削弱，擴頸也不易分辨。如圖5所示。

5、反射波法檢測技術存在的主要問題

5.1樁頂橫波干擾問題

在反射波法基樁基樁檢測實踐中，存在著樁頂橫波干擾。但經驗不足的檢測人員可能誤將其作為樁身淺部缺陷產生的反射縱波對待，產生誤判。

5.2 樁周土質對反射波曲線的干擾問題

基樁缺陷的反射波曲線特征往往受到施工現場的地質水文等影響，當檢測人員對施工場地和施工過程不了解，就可能產生誤判。

5.3 測試人員的現場測試、分析判定經驗缺乏

由于動測的波形判讀和資料分析比較困難，如果分析人員對動測法不是很熟練且理論基礎和實踐經驗不足，就有可能出現不同錯誤，導致不正確的分析結果，甚至出現誤判。

6、結論

反射波法檢測基樁時，要想獲得可靠的現場采集的數據信息和對樁身完整性做出準確的判定，首先要求現場檢測人員收集完整的基樁設計、施工及相關地質資料等相關信息；其次要求基樁樁頭處理到位，儀器設備的選擇、儀器參數設置要合理；再次就是要求數據分析判定人員具有豐富的理論知識和分析判定經驗等。只有這樣才能對基樁樁身完整性做出較準確的判定，減少誤判。