低应变反射波法在桩基检测中的有效利用

王东研

摘要：在桩基检测的过程中，最为常见的检测方法为低应变反射波法，这种方法具有数据采集快，使用成本低和检测准确等优势，为了提高低应变反射波法在桩基检测中的实际利用效果，本文在对低应变反射波法的基本原理进行研究的基础上，结合实际的案例，对低应变反射波法在桩基检测中的有效利用进行分析。

关键词：低应变反射波；桩基检测；有效利用

引言

在城市现代化进程的不断加快中，各种大规模建筑物使建筑结构逐渐向着高层化和大型化的方向进行发展，而在对这些建筑物进行建设的过程中，常常会采用桩基作为工程结构的基础形式，桩基属于一种地下隐蔽工程，由于施工流程衔接较为紧密，施工技术较为复杂，极易受到外界因素的影响，从而对桩基的整体承受能力进行影响，针对这样的情况，就需要对桩基质量进行检测，以此来對桩基工程质量进行控制，而低应变反射波法就是目前桩基检测中较为有效准确的一种检测方法。

1低应变反射波法的基本原理

低应变反射波法又被成为时域法，主要指的是在一定时间中对桩基的振动曲线进行分析，也就是说在采用相应的设备对桩基进行瞬态振动，对桩顶速度随时间的变化曲线和规律进行研究，以此来对桩基的质量进行判断，而进行瞬态振动最为简单的方法就是采用锤子用力敲击桩顶，使桩基顶部的速度传感器接收到桩顶的振动情况，以此来获得振动曲线。

在对低应变反射波的基本原理进行研究之前，需要对桩身完整性和质量对脉冲波之间的关系进行分析，在对桩基的振动曲线进行研究的过程中，可以将桩基看成一维弹性杆，在对桩基一端进行瞬态激振的时候，会产生相应的瞬态脉冲力，这样的应力会按照一定的速度沿着桩基向另外一端进行传播，应力在传播的过程中如果遇到界面的波阻抗的时候会发生变化，也就是说会在此波阻抗的影响下产生反射波，而另外一部分应力会继续向另外一端进行传播，这一部分应力被称为透射波，透射波和反射波共同构成所产生的应力。

根据以上公式和桩基界面中完整程度，可以得出这样几个方面的内容：首先是桩基的质量和完整性没有发生变化，波阻抗不变，此时在桩基中所传播的全部应力能够直接透过界面向另外一端进行传播；在另外一个方面，如果说桩基本身存在有质量问题，比如说桩身中夹杂了水泥或者沉渣等，界面下段的阻抗会变小，反射波与入射波保持一致；在桩身出现扩径的现象时，扩径部分的阻抗会变小，而反射波与入射波反相；桩基如果在风化基岩上的时候，由于桩身密度的变化，桩身上端的阻抗要比下段的阻抗低，反射波与入射波同向，如果说桩基本身的密度与风化基岩的密度保持大致一致的情况下，桩基底部将不会出现反射波。根据以上属于可以知道低应变反射波法检测桩基质量的基本原理，在实际的桩基检验当中，需要根据桩基本身所处的环境和实际情况，采用此方法来对桩基的质量进行确定。

2低应变反射波法在桩基检测中的有效利用

2.1数据采集技术

为了提高低应变反射波法在桩基检测中的实际效果，需要在数据采集和分析的过程中注意以下内容：首先是需要根据桩基的实际情况和施工现场情况，采取合适的激振设备来对桩基进行敲打，以此来获得所需要的震荡信号，从而形成低应变曲线图，并且在锤击的过程中，为了保证信号的可靠性，消除其中所产生的干扰信号，一般情况下可以增加安装点点和锤击点，传感器的安装位置与桩基顶部需要保证紧密结合，对于不同种类的桩，需要对传感器的位置进行合适选择。注意锤击的方式，一般情况下，激振能量与脉宽取决于激振工具的形式、重量和打击力度，激振工具对桩的作用力度越短促，所形成的脉冲时间越窄，而作用的时间越长，激发频率也会相对应的提高，所以说针对不同形式的桩基检测，需要对激振工具和作用的力度进行控制和确定。

2.2数据处理技术

为了提高低应变曲线图的明显程度，可以在实际的桩基检测当中应用滤波技术，针对不同形式和不同直径的桩需要采用不同的低通滤波值。另外一种是曲线放大技术，曲线放大技术主要包括了线性放大和指数放大，线性放大主要指的是对细小缺陷的放大，而指数放大主要能够将各个反射面更加明显，但是在采用指数放大技术的过程中，可能会使曲线出现扭曲的现象，在一定程度上影响检测结果的准确性，所以说一般采用线性放大技术。最后是缺陷处信号重复反射问题的识别，如果缺陷产生在一半桩长以内，就会产生二次反射叠加在曲线上，这样的曲线叠加会影响检测的实际过程，从而导致误判现象的出现，针对这样的问题需要进行认真区分，一般情况下，可以通过对反射界面等时距的现象进行分析，来对信号叠加问题进行区别。

3实例分析

该桩基的直径为500mm，有效桩长为17.50m，在对桩基进行检测的过程中，采用尼龙锤对桩基顶部进行敲打，但是所采集到的信号为低频率震荡信号，根据这样的信号无法对桩基所存在的问题进行判断，结合桩基周围的实际情况，可以基本判断出桩基出现问题的部位为桩基浅部，但是这一部分为检测盲区，根据这样的实际情况，可以采用高频激振设备来获得相应的震荡信号，也就是说采用铁锤敲打桩基，获得变化更为明显的低应变曲线图，在对所产生的高频率震荡信号进行分析的过程中发现，在桩基0.70m处出现同向反射，并且在1.30m处伴随有二次反射，并且根据低应变曲线可以发现在桩基0.70m处的同向反射波较为尖锐，根据低应变发射波的检测原理可以知道，在此桩基的0.70m处有裂纹出现，为了保证验证结果的有效性和准确性，对此桩基开挖1m，经过实地观察发现，桩基的0.70m处确实有裂纹的出现，与采用低应变反射波法检测的结果一致。另外经过对施工现场的勘察之后，发现桩基出现裂缝的主要原因是在实际施工的过程中，桩基的桩顶较高，在桩成型之后，采用机械开挖的过程中碰撞到了桩体，从而形成了裂缝。

4结语

作为一项比较方便的桩基检测方法，低应变反射波法在实际的应用过程中包括数据采集和数据分析等两方面的内容，结合桩本身的特点和桩基的施工情况，对其中的检测细节进行认真对待，以此来提高检测的准确程度，但是由于桩基问题形成的原因不同，目前低应变反射波法在实际的应用中还存在一定的局限性，这就需要人们对其进行不断的研究，促进此检测方法的不断成熟。

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现代物业杂志社

2020-05-31