提高基桩低应变反射波法检测准确性的方法
提高基桩低应变反身波法动测准确性的几种办法
压、 抗剪等各个计算公式。
另外 在说 明中指 １９年 就提 出叠合 柱 的 ９５
概念 ， 而且应用在第一幢沈报大厦地下室中 ，
３ ０ ４（ ＇ ５ Ｕ ６ Ｕ ７ ０ ８ ０
混凝土芯柱又外贴叠合层 ，经总结分析研究
后， 规程 （） Ｉ基本 理论 公式 Ⅳ （ ｏＫ Ａ － ＋ｆ
程 （Ｉ 中。 Ｉ）
（） １
［ 韩林海 ， ３ 】 钢管混凝土结构 的理论 与实践 ，
２０ 年 １月 工程结 构学术论 文集一 卷 ． ０１ Ｏ
公式（ ） １被简化了为新公式（ ） ２并纳入规
维普资讯
２０ ０ ７年第 ２期
沈
阳 建
筑
・７・
这样 的简化是 不正确 的。 公式 （ ） １包含 影
响 套箍 效应 的因素 比较 全面 。虽 然公 式和 系
数显得 比较麻烦 ， 但规程附了大量表格 ， 应用 很方便 。进行简化不应失去精度和使概念模
Ｎ ￣Ａ （＋ ． ） ＝ｏ １ １ ｆ ８ （） ２
［ 张兴武 ， ４ 】 建筑结构设计新法与应用，０６ ２０ 年
６ 月．
提 高基 桩低应 变反身波法动测准确性的几种办法
沈 阳万恒鸿基房地产开发 有 限公 司 李本平 沈 阳 市 建 设 工 程 质 量 检 测 中 心 邹俊林
常情 况没有法定文件设计不 了ｌ 幢高层 建 ９
筑， 如果 经过 特许 试设 计 ｌ２ 也有可 能 。所 ～座
然在此特定条件下 ， 直径 ６ｅ 是环箍未能 ＜ ０ｍ 充分发挥作用。 ＞ ０ｍ Ｄ ６ ｅ 时环箍力又未能充分
提高基桩低应变反身波法动测准确性的几种办法
［ 文献标识码 ］Ｂ ［ 文章编号］ １．９ ９ Ｓ ０ ９ ０ ４ ． １ ． ． ９ ０３ ６ ／ Ｉ Ｎ １０ — １２２ １ ０ ＪＳ ０１０ ０ 牢固 。粘 贴介 质可 选用橡皮泥 、高稠黄油 、石静等 ，避免于
钻 孔桩 （ 孔桩 或预制桩 ） 挖 ，混 凝土灌注 等资料 。仪器设 备
经常会混杂进来 ， 附加在桩的特征 信号上 ，混扰了对信号 的 判读 ，这些 外部的千扰信 号通 常有振动千 扰 ，５ ｚ 流干 ０Ｈ 交
扰 ，对于振动干扰源 主要 不有 周围强烈的机械振 动或传 感器
的榆查包括传感 器 、联线 、计算机 、采集仪是否 正常 、畜电
可以发现 ，提高 动测 法准碲 眭有两个主要环节 ：第一是如何
求的激振频率较 低 ，激 振频率与碰撞材料的 刚ｊ 关 ，刚度 妾有 越大频率越 高 ，根 据这一原理 ，可在桩头激振处 垫胶皮来 改
变激振频 率 ，所垫的橡胶皮层数赵多频率越 低 ，Ｉ ，增减 此
获得真 实反映桩 身特征 的 良好信 号 （ 即波 形） ；第 二是如何 提高对信号判读的正确性 。 ２１ 如何获得真 实反映桩身特征 的良好信号 ．
大 ，频率较低 ，激振信号穿透力 强 ，桩底产生较明显的反 射
波 ，使用力棒时 ，应提起一 定高 度 ，使其垂直落下 ，如果 桩 较长 ．激振能量不够 ，可施 加一 定力量掷落力棒 ，这样振 源 方向单一 ，减少了横 向振动 及锤 击不好带 来的信 号干扰 。
２ 提 高 动 测 法 准 确 度 几 种 办 法
析会起很大 的作用 ，具体将在后面提 及 ，有一个问题要强调 的是 ，施 工单位提供的桩长有 时可能是 设计 桩长 （ 包括承台 梁 或柱 插筋高 度） ，而不 是实际的 桩身长度 ，桩身长 度不准 确会影响到缺陷位置判定的准确性 。 （）桩头清理及传感 器的安装 ，桩头要求清 理到混凝土 ２ 不合有 杂质 ，并且干净 、平整 （ 必要 时用角磨机 打平） ，有 利于传感器 的安装及击振锤的锤击 ，对 于高阴尼速度计 、加 速度计等平 头传 感器的安装要求与洁净且有 强度 削弱的混凝 十面紧帖 ．并 与桩轴 线平行 ，安装好后 用手指轻 敲确保粘贴
桩基检测中低应变反射波法运用及质量控制
桩基检测中低应变反射波法运用及质量控制发布时间：2021-07-07T05:36:06.951Z 来源：《防护工程》2021年7期作者：夏东海[导读] 近年来，随着建筑工程行业日益发展，人们对建筑工程质量的要求也日益严格，在建筑工程中，桩基础占据了核心地位，桩基质量优劣与否，对建筑耐久性、安全性具有直接影响，工程地基承载力也直接影响了桩基础。
所以，加强桩基础检测，是桩基础安全性的重要保障。
笔者根据自身多年的桩基础检测经验，主要分析建筑工程中的桩基础质量问题，探讨低应变反射波法的运用现状，旨在提升桩基础检测效率、质量。
夏东海中山市建科建筑工程材料检验检测有限公司广东中山 528400摘要：近年来，随着建筑工程行业日益发展，人们对建筑工程质量的要求也日益严格，在建筑工程中，桩基础占据了核心地位，桩基质量优劣与否，对建筑耐久性、安全性具有直接影响，工程地基承载力也直接影响了桩基础。
所以，加强桩基础检测，是桩基础安全性的重要保障。
笔者根据自身多年的桩基础检测经验，主要分析建筑工程中的桩基础质量问题，探讨低应变反射波法的运用现状，旨在提升桩基础检测效率、质量。
关键词：桩基础；检测；低应变反射波法；质量控制在建筑工程中，桩基础属于基础性结构，也是核心结构。
如果在建筑项目建设过程中，桩基础发生安全问题，必然会直接影响整个建筑工程成败。
因此，要想保证建筑工程质量达标，必须提升桩基础安全性，确保安全性能达到项目要求。
所以，在实际施工中，必须严格控制、把关桩基础质量检测。
笔者根据自身多年的桩基础检测经验，主要分析建筑工程中的桩基础质量问题，探讨低应变反射波法的运用现状，旨在提升桩基础检测效率、质量。
一、桩基础施工中的常见质量问题和施工技术分析首先，桩身倾斜。
在桩基础施工过程中，主要常见问题是桩身倾斜，主要是完成钻孔以后，孔洞孔径未达到规定的垂直度，与标准数值存在一定差距，不能有效满足桩基础设计规范，更无法达到施工要求。
基桩动力检测低应变反射波法
基桩动力检测低应变反射波法第一节反射波法动测技术反射波法是在桩身顶部进行竖向激振产生弹性波，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身阻抗存在明显差异的界面（如桩底、断桩和严重离析等）或桩身截面积变化（如缩径或扩径）部位，将发生反射波，经接收放大、滤波和数据处理可以识别来自桩身不同部位的反射信息，据计算桩身波速，以判断桩身完整性及估计混凝土强度等级并校核桩的实际长度。
一、反射波法动测原理桩完整性的反射波法诊断技术是以一维波动理论为基础的。
由一维波动理论可知，桩阻抗是其横截面积，材料密度和弹性模量的函数Z = EA/C =ρcA (2.1)式中Z为桩的广义波阻抗（单位为N⋅s/m），c为桩的声波速度（单位为m/s），E 为桩的弹性模量（单位为N/m2），ρ为桩的质量密度（单位为kg/m3），ρc为桩的声特性阻抗或声阻碍抗率（单位为kg/m2s）。
将一维波动理论用于线弹性桩（桩的长度远大于直径且入射波波长λ大于桩的直径）。
在桩顶锤击力作用下，产生一压缩波，此波以波速c沿桩身向下传播。
假定桩的材料沿长度不变（即ρc不变），则桩的阻抗变化仅依赖截面积的变化。
截面的任何变化都使部分入射波产生反射。
反射波和透射波的幅值大小及方向由前述的理论决定。
（一）不考虑桩周阻尼的的影响，桩顶入射波在变截面处的反射与透射σT = σ1 [2A1 /(A1+A2)]σR= σ1[(A2 – A1) /(A1 +A2)] (2.2)及v T = v1 [2A1 /(A1+A2)]v R= -v1[(A2 – A1) /(A1 +A2)] (2.3)式中下标I、R、T分别表示入射、反射和透射。
由式（1.2）及式（1.3）可得：（1）对于截面均匀，无缺陷的桩，即A1=A2，或Z1=Z2，则有σT = σI v T =v IσR= 0 v R = 0 (2.4)可见，均匀桩不产生反射波，入射波以不变的波速和应力幅值与方向向下传播。
若在桩的顶端安装加速度传感器，则可测得各截面反射波加速度信号（或速度信号）为零。
低应变反射波法检测基桩完整性探讨
粱 如 福
（ 门市江 海 区建设 工程 质量检 测站 广 东 江 门 ５ ９ ４ ） 江 ２ ０ ０
摘 要 ： 绍 了基桩 反 射 波法检 测 桩 身结 构 完整 性 的基 本原 理 ， 介 通过 工程 实例详 细 的 测试 过 程及 结
果分 析初 步探 讨 了低 应 变检测 管桩桩 身完整性 检测 的判 断 。
１ 检 测原 理 和 方 法
基 桩 反 射 波 法 检 测 桩 身 结 构 完 整
（） ２ 当界 面上 应力 波 从 高 阻抗 进 入 系 不 同龄 期尤 其早 期测试 结果 差异 较 低 阻 抗 时 （ １ Ｚ ） 桩 长 较 短或 者 如桩 大 ． Ｚ ＞２， 这些 差 异表 现 在判 别离 析 性质 缺 陷
射 波 由安 装 在 桩 顶 面 的接 收传 感 器 接 为 ４ ０ ０ ｍｍ， 长 ２ ｍ， 为 Ｃ ０ 波 速 为 桩 ４ 砼 ８。
收 ． 由检 测仪 存 储 。通过 专 用软 件 分 ４ ０ ｍ ｓ 检 测 波 形 如 图 １所 示 ， 并 ２ ０ ／ 在 析 各反 射 波 的到 达 时间 、 波幅 和 波形 特 ２０ ｍ左右 有 一个与 入射 波 同相 位 的峰 ．８ 征． 以判断 桩身完 整性 值波 ． 因是 预应 力 管桩 经 核对 该处 并 非 接桩处 ． 显然应 为缺 陷 的反应
能量 的瞬 态 或稳 态激 振 ． 使桩 在 弹性 范
围 内作低 幅 振动 ． 利用 振 动和 波 动理 论 抗 近 似 不 变 时 （ １ Ｚ ） 由 式 （ ） Ｚ ２ ． ２ 和式
判断 桩身 缺陷 我 国低应 变动 测桩 法主
要是 反射 波 法 ． 主要用 来 检查 桩 身完 整 性 ，检查 桩 身是 否存 在 缩径 、扩径 、 夹 泥、 断桩 、 空洞 、 离析 、 沉渣 等缺 陷 。
桩基完整性(低应变试验)试验方法
1 桩基完整性（低应变试验）1.1一般规定：（1）低应变反射波法适用围为：混凝土灌注桩、混凝土预制桩、预应力管桩及CFG 桩。
（2）对桩身截面多变且变化幅度较大灌注桩，应采用其他方法辅助验证低应变法检测的有效性。
（3）受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70%，且不应低于15MPa 。
1.2检测原理：低应变法目前国普遍采用低应变反射波法，为狭义低应变法，其通过采用瞬态冲击的方式（瞬态激振），实测桩顶加速度或速度响应曲线，以一维线弹性杆件模型为依据，采用一维波动理论分析判定基桩的桩身完整性。
因此基桩必须符合一维波动理论要求，满足平截面假定和一维线弹性杆件模型要求，一般要求其桩长远大于直径即长径比大于5或瞬态激励有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比大于5。
1.3检测方法及工艺要求（1）检测前的准备工作a 受检基桩混凝土强度至少达到设计强度的70％，或期龄不少于14天时方可报检。
b 施工单位填写报检表，经监理工程师签字确认后，至少提前2天提交给现场检测人员。
c 施工单位向检测单位提供基桩工程相关参数和资料。
d 检测前，施工单位做好以下准备工作：①剔除桩头，使桩顶标高为设计的桩顶标高。
②要求受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与桩身设计条件基本相同。
③灌注桩要凿去桩顶浮浆或松散破损部分，并露出坚硬的混凝土表面。
④桩顶表面平整干净且无积水。
⑤实心桩的第三方位置打磨出直径约10cm 的平面，平面保证水平，不要带斜坡；在距桩第三方2/3半径处，对称布置打磨2～4处（具体见图1），直径约为6cm 的平面，打磨面应平顺光洁密实图2 不同桩径对应打磨点数及位置示意图0.8m<D≤1.25m D≤0.8m图2 不同桩径对应打磨点数及位置示意图⑥当桩头与垫层相连时，相当于桩头处存在很大的截面阻抗变化，会对测试信号产生影响。
因此，测试前应将桩头侧面与断层断开。
⑦准备黄油1～2包，作为测试耦合剂用。
⑧在基坑检测，应提前将基坑水抽干，并搭设好梯子，便于上下。
桩基检测中提高低应变反射波法准确性的若干方法探讨
２０ 第 ４ ０９年 期
王 大为等 ： 桩基检 测 中提 高低 应 变反射 波法 准确性 的若干方 法探 讨 度依 次是 铝 头最 宽 ， 龙 头次 之 ， 尼 硬橡 胶头 最 窄 ， 这
３ 结论与 建议
３３ 钢 筋拉 拔破 坏形 式主要 分 三种 ， ： ． 即 钢筋 连 同植筋 胶被 拔 出 、 钢筋 拉断 和混凝 土试 件劈 裂 。 ３４理 论分 析 并 建立 了混凝 土试 件 发生 劈 裂 破 ．
坏 时植筋 的极限拉 拔 承载力 计算公 式 和试件 劈裂 破 坏 时 的界 限孔 径 ， 所得 界 限孔径 与试验 现象 吻合 。
参考 文献
３１ 拉拔试 验结 果表 明钢 筋 直径 、 ． 混凝 土 强度 、 锚 固长度 、钻孔孔 径 和植筋 方式 等对 植筋 锚 固性 能
具有显 著影 响 ； 筋极 限拉 拔力 和胶 一 界 面平 均极 钢 混 限粘结 强度 均随混 凝 土强度 的增 加而 呈线 性增 大趋 势 ， 随埋 深增 大趋 势 变 缓 ； 且 当埋 深相 同时 ， 着 钢 随 筋直径 增 大 ， 钢筋 极 限拉拔 力和胶 一 混界 面平 均极 限
【 关键词 】 低应 变反射波法
完整性
分析
缺陷 ， 故对 桩基 础进行 检测 是一 项非 常重要 的见影 响 因素非 常复 杂．例如 ， 检 测桩 的桩 头处 理 、 感器 的安 装 、 振频率 的选 择 传 激 情 况 以及 桩周 土 阻力 等，都对 检测 数 据 产生 一定 的
１９ ， ６ ３ ： ５ — ６ ９ ９ ９ （ ）３ ９ ３６
３ 过镇 海， 时旭 东． 筋 混凝 土原 理和 分析 ｆ１ 钢 Ｍ．
北京： 清华 大学 出版 社， ０ ３ ２０
低应变桩基检测方法
反射波检测基桩完整性的技术要点 —（一）一．反射波法检测基桩完整性如何获取桩底反射众所周知，反射波法检测基桩桩身完整性，能否采集到桩底反射信号，是现场进行数据采集成败的关键。
要获取桩底反射波有几个必须的条件即：1. 桩头要处理好这些往往由于不同的原因不能实现，如此的后果往往造成检测失败。
桩头不做上述处理如图1所示，桩头面不仅凹凸不平，尚有突出的混凝土楞刺，在这下锤头下落，冲击能量首先在冲破凹凸不平消耗大理能量，使有效的击振能量大打折扣，还不能励出理想的入射脉冲波。
于是只好再次加大激振力度再次击破凹凸不平的楞刺，恶性循环的结果，不仅取得良好的激振脉冲波，还会激励出杂散振动。
恶性循环的结果，将使反射波信号复杂，多次击振的一致性差和得不到桩底反射波。
如先将激振和安装传感器部位打磨平整，反而会取得事半功倍的成效。
桩头没有打磨平整，会使直达波上叠加高频噪音信号，图2便是一个实测范例（还不是最严重的）。
与此同时还会带来多次激励的信号一致性极差，而无法确认检测的真实结果。
2. 传感器与桩头的耦合是采集到良好质量信号的重要条件。
传感器安装点，应事先检查混凝土是否完整，并打磨平整。
安装时，传感器的轴线应平行桩身的轴线，即垂直于桩头的水平面，这样传感器的最大灵敏度方向可对准桩底，有利于接收桩头下部的反射信号。
传感器应通过耦合剂牢牢黏结在桩头上，不可松动，以免在击振时传感器也随之振动，形成干扰。
耦合剂的选用以黏度较大的橡皮泥最佳，因为橡皮泥可以起到机械滤波的作用，滤除击振时产生的高频干扰（但是在北方冬季橡皮泥“凝固”失去了柔软性，到不如凝固的黄油会更好些）。
3. 击振脉冲波的力度和主频要适度锤击脉冲波的力度、主频与桩长相匹配。
原则是至少要有两次以上击振后的反射波信号基本一致，方可确定得到的信号是可靠的桩身状况的客观反映。
图3是几种典型的现场检测到的反射波记录。
多次采集的反射波信号不一致，且有高频干扰的实例如图3(a)；击振一致性较好，还可见缺陷反射，但是没有桩底反射波如图3（b ）；图3(c)是桩径1200mm 、桩长15.3m 人工挖孔灌注桩，用速度型传感器接收，有桩底反射波、击振一致性好的实例；图3（d ）是用加速度传感器接收的检测记录，虽然击振的直达波一致性不太好，但可见一致性较好的桩底反射。
基桩低应变反射波法测试分析实施细则
地基专业作业指导书基桩低应变反射波法测试分析实施细则文件编号：版本号：编制：批准：生效日期：基桩低应变反射波法测试分析实施细则1. 目的为使测试人员在做基桩低应变反射波法测试时有章可循，并使其操作合乎规范。
2. 适用范围本方法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，推定缺陷类型及其在桩身中的位置。
本方法不宜对桩长进行核对，对桩身砼的强度等级作出估计。
对于粉喷桩不提倡使用本检测方法，对于石灰桩等柔性桩和碎石桩等散体材料桩不能使用本检测方法。
3. 引用文件对于湖北省境内的检测项目，以《建筑地基基础检测技术规范（DB42/269-2003）》为最基本的技术依据，当该规范不明确时，参照下述规范执行：《建筑基桩检测技术规范（JGJ 106-2014）》对于湖北省境外的检测项目，依据行标执行。
对于每次发出的检测报告中，必须明确该报告依据的技术标准，并严格按其标准执行。
4. 职责检测工程师负责现场检测；并负责计算分析和编写检测报告。
5. 工作程序5.1 检测现场准备桩头清理：拟测桩的桩头清除浮浆层，见到新鲜坚硬的砼，桩头大致平整。
测点凿磨：最好在进场前对所有拟测桩桩顶砼面上凿磨出2～3片5cm×5cm的平整面（砼坚硬），其粗糙度应不超过1mm，作为传感器安装处。
对于预应力砼桩，如桩顶面未破坏，或法兰盘与砼连接紧密，可不作处理。
凿磨工具用凿子、铁锤或打磨机等。
本条要求在也可放在现场检测时完成，但会明显延长现场检测时间。
检测通道：拟测桩周围应能容许人步行安全地通过。
确定检测日期：受检砼灌注桩的砼强度在检测时应不低于设计强度的70%且不小于15MPa。
5.2 内部准备5.2.1 必须带齐下述检测仪器设备：RS1616K(P)型动测仪一台（电池应已充电）；加速度计一只；小毛刷一只；力捧、小铁锤各一只，橡皮垫。
力棒选择：桩长≥18m或桩长>15m且桩径≥1.0m时，须选用大力棒。
5.2.2 应携带以下机具及物品：记录笔纸、记录夹及资料包；仪器设备使用记录表；手锤、平口及尖嘴凿子各一个，橡胶泥若干；尖嘴钳、十字起子、平口起子各一把、绝缘胶带一卷；安全帽、胸牌。
低应变反射波法检测基桩完整性的原理及应用
低应变反射波法检测基桩完整性的原理及应用邢 蕾（北京铁路局科研所）摘要：本文简要地介绍了低应变反射波法的基本原理、检测方法以及桩身质量评定方法，并列举几个工程实例。
关键词：低应变反射波法 动测 基桩 完整性 缺陷1前言随着现代工业和建筑业的迅速发展，桩基础得到了越来越广泛的应用，在施工和工程作用上有其不可替代的优越性。
但是，桩基础是一种隐蔽工程，其质量无法直接观察，如果桩基础存在缺陷就会造成质量事故。
按照国家《建筑桩基技术规范》中的规定：“对于一级建筑桩基和地址条件复杂或成桩质量可靠性较低的桩基工程，应进行成桩质量检测。
”通过检测可以发现桩基础存在的质量问题。
目前国内常用的基桩检测方法主要有：静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法与声波透射法，而低应变法一般包括动力参数法、机械阻抗法、锤击贯入法、瞬态时域分析法等。
瞬态时域分析法也称之为反射波法，是目前国内外普遍采用的一种籍一维波动理论分析来判定基桩桩身完整性的方法。
该方法的主要特点是：设备简单、操作方便、检测快捷以及费用低廉，是桩基质量普查的主要方法之一。
2反射波法的基本原理工程中绝大部分桩体都具有桩长远大于桩径这一特点，故应力波反射法是把桩当成连续均质的弹性杆，研究桩顶在动态力作用下弹性杆内质点的纵向波动，以一维波动理论为基础分析桩土体系动态响应规律。
在桩顶用手锤或力锤、力棒等激振工具敲击，由此产生振动以波的形式沿桩身以波速向下传播，应力波通过缩颈、夹异物，混凝土离析或扩颈等存在质量问题的部位时，其质量变化界面的桩阻抗C 是纵波波速）是截面积、是桩的材料密度、其中C A AC Z Z ρρ,(=发生变化。
一部分应力波产生反射向上传播至桩顶，另一部分应力波产生透射向下传播至桩端，在桩端处又产生反射。
由安装在桩顶的加速度或速度传感器接收反射波信号，经测桩仪进行信号放大等处理后，得到加速度或速度时程曲线。
根据曲线的形态特征所表示的阻抗变化位置，判定缺陷的位置和性质等并校核桩长。
基桩动测中低应变反射波法理论与实践
基桩动测中低应变反射波法的理论与实践摘要：基于一维波动理论的低应变反射波法基桩动测技术，在保证桩基础工程的质量安全中得以成功应用，在理论与实践中掌握这一技术是搞好基桩监控与检测的有效手段。
运用一维波动理论从基桩波阻抗的变化，确定基桩完整性等质量问题，同时对工程实践及检测设备的掌握，以保证基桩检测的真实可靠。
关键词：桩基础；基桩动测技术；反射波法；工程实践1 前言随着我国经济建设的蓬勃发展，桩基础被广泛应用。
然而，桩基础的质量检测一直是十分棘手的问题。
基桩动测技术的广泛应用有效地填补了静力试桩的不足，促进了桩基工程发展的需求。
基桩动测技术是一门新兴的多学科的交叉学科，它不仅涉及建筑工程、地质学、材料科学而且是声学、电子技术、计算机技术的综合应用。
因此，从理论上和实践上掌握这一技术，是搞好基桩监控和检测的有效手段。
2 反射波法的基本原理反射波法检测基桩完整性技术是以一维波动理论为基础的。
当满足入射波长大于桩径即、桩长大于桩径即：λ>d、l>d时，基桩可视为一维弹性杆件。
我们在桩顶施以激振力时，基桩中将被激发出弹性压缩波，这一纵向弹性应力波具有波的特性，遵循波的传播规律，它以速度c沿桩身向下传播。
根据一维波动理论我们知道，弹性杆中的波阻抗是表征介质材料在动荷载下力学特征的基本参数，它是弹性赶件的横截面积、材料密度和材料弹性模量的函数即：z=e·a/c=ρ·c·a （1）式中：z-波阻抗（n·s/m）；c-应力波波速（m/s）；e-弹性模量（n/m?）；ρ-材料密度（㎏/m?）；a-横截面积（㎡）。
应力波沿桩身向下传播，按照波的传播规律，当桩身的介质发生变化即桩身波阻抗发生变化时，应力波将在介质的分界面上产生反射和透射。
不考虑柱周阻尼的影响，入射应力波在变阻抗处产生的反射波与透射波的幅植大小及方向有如下关系： vr=-f·v? （2）vt=ψ·t·v? （3）式中ψ=ρ?·c?·a?/ρ?·a?·c?（介质1与介质2的波阻抗比）；f=（1-ψ）/（1+ψ）（反射系数）；t=2/（1+ψ）（透射系数）；vr、v?、vt表示介质分界面处质点振动速度，下标r、?、t分别表示入射、反射和透射。
低应变反射波法检测基桩完整性浅析
２ ． ２ 利用频域 曲线辅以分析
桩一 土系统 固有频率 为：
纯摩擦桩 ： ＝
Ｌ
（ ｎ ＝ １ ， ２ ， …）
嵌 岩 桩 ： ＝ 号 （ ｎ ＝ １ ， ２ ， … ）
二 Ｌ
（ ７ ）
建材发展导 向 ２ ０ １ ４年 ２月 计桩长 ２ ０ ． Ｏ ｍ， 桩径 １ ． ２ ｍ， 混凝土强度 Ｃ ４ ０ 。持力层为石英砂岩 ， ｃ ｒ ｏ ＝ １ ５ Ｏ Ｏ ｋ Ｐ ａ 。该桩反射波法波 形曲线见 图 ２ ～ ３ 。
０ ． ＇ ●
● ●
质检・ 研究
Ｏ ｍ
安全 ， 必须对成桩质量 的可靠 性进 行评价 ， 使得桩基检测技术 的
地位更加重要。
（ ２ ） ～ （ ６ ） 式是反射波法波形判读的理论根据 。
２ 波形判读 方法
低应 变无 损检测法具有检测成本 低、 速度 快、 适用 性强等优 ２ ． １ 判读 方法 点，由于低应变动力检测在各类 工程质量检测 中所 占抽检 比例 钻孔灌注桩桩 身的各种性状 （ 如桩身完整 、 断裂 、 缩扩径等） 最大 ，因而反 映的是较 为宏观层 面上的工程质量 ，是 无法 取代 以及桩底不 同的支承条件所产 生的反射波波形一般都 具有 明显
一
▲
…
…
…
质检・ 研究
建材发展导向 ２ ０ １ ４年 ２月
低应变反射波法检测基桩完整性浅析
张 博 高 鹏
（ 机械 工业勘察设计研究院 摘
王 冉
陕西 西安 ７ １ ０ ０ ４ ３ ）
要： 根据低应 变反射波法测桩 工作原理 ， 在 大量现场 实测的基础上 ， 总结 了Ｐ Ｉ Ｔ仪检测桩基结构各类缺 陷的反射
应用低应变反射波法进行桩基检测关键问题论文
应用低应变反射波法进行桩基检测的关键问题【摘要】低应变反射波法是桥梁桩基检测中经常使用的方法，但是由于影响因素较多，使得测试结果不能完全真实反映桩基的状况。
笔者从数据采集及数据分析两个方面详细论述了提高桩基完整性检测准确性的方法，对桩基检测具有一定的指导意义。
【关键词】桩基低应变反射波法检测完整性1.引言桥梁工程投资高，施上难度大，一旦出现事故就是重责任事故，而桩基是桥梁的主要部分，它承受由桥跨结构、墩台传递的巨大荷载，其质量的好坏，直接影响桥梁使用耐久性及安全性。
桩基属隐蔽工程，要想控制其质量，不仅在设计施工种控制，还要有先进的检测方法，由于它的隐蔽性，无法采用简单、直观的方法对其质量进行检测，且受施工工艺等多方面影响，其质量较难保证。
为保证桩基安全可靠，质量检验是十分必要的。
目前，用于桩身质量完整性检测的方法主要有低应变反射波法、高应变法、声波透射法、静载试验和钻芯检测法等。
从影响施工进度和工程安全的角度考虑，如何快速、准确地检测桩基质量成为桩基行业内所关心的重要问题，工程实际需要推动了桩基检测技术的快速发展。
低应变反射波法是在这种工程需要和技术发展的背景下发展起来的一种对桩身结构完整性进行评价的动测方法，具有操作简单、快速、经济而且能无破损检验桩身质量等多方面优点，是目前桩基质量检测规范首推的桩身完整性检测方法，在桩基检测当中得到了广泛的应用。
2.基本原理基桩低应变动力检测反射波法的基本原理是在桩身顶部进行竖向激振，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（如桩底、断桩和严重离析等部位）或桩身截面面积变化（如缩径或扩径）部位，将产生反射波。
经接收放大、滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反射信息，据此计算桩身波速，以判断桩身完整性及估计混凝土强度等级。
还可根据视波速和桩底反射波到达时间对桩的实际长度加以核对。
3.提高检测准确性的方法3.1. 数据采集对准确性的影响在低应变反射波法的数据采集过程，由于桩头出现损坏或表面松散，弹性波能量很快衰减，从而削弱了桩间及桩底反射信号，影响到波形的识别。
低应变反射波法在桩基础质量检测中的应用
低应变反射波法在桩基础质量检测中的应用摘要：低应变反射波法是目前评价基桩完整性的重要检测手段。
与其他方法相比，反射波法具有无损、简便、快捷的优点，能够有效地检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度和位置，因此在桩基础工程无损检测中得到了广泛的应用。
关键字：反射波法基桩检测桩身完整性低应变反射波法(瞬态激振时域频域分析法)采用瞬态激振方式，通过实测桩顶加速度或速度信号的时域、频域特征，采用一维弹性波动理论分析判定基桩桩身完整性质量，即桩身存在的缺陷位置及其影响程度。
一、反射波法的基本原理反射波法是目前基桩检测中常用的方法，其基本原理是用力锤在桩头处施加一瞬态脉冲激励 ,使桩身产生压缩应力波 ,应力波沿桩身自上而下传播 ,利用在桩头安装的传感器接收由初始信号和桩身缺陷或桩底反射信号组合的时程曲线 ,对所记录的带有桩身质量信息的波形进行处理和分析。
桩身是由混凝土构成的，与周围土体及持力层存在着明显的密度差异。
基桩埋于地下的长度要远远大于桩身直径，可以将其简化为无侧限约束的一维弹性杆件，即不考虑桩周土体对沿桩身传播的应力波的影响。
据波动理论，弹性波在介质传播过程中，当介质发生变化时（即波阻抗发生变化）须产生波的反射，因此当桩身存在明显波阻抗差异的界面（如桩底、断桩和严重离析等）或桩身截面积发生变化（如缩颈或扩颈），将产生反射波，利用高灵敏、高精度的仪器检测出反射信号，在时间域和频率域上分析阻抗变化处和桩底处的反射波特性，确定桩身平均波速，判定桩身完整性，进而确定桩身缺陷位置，并且可以校核桩长及估算桩身砼强度。
二、现场检测及资料处理（一）、检测前的准备1.桩顶条件和桩头处理好坏直接影响测试信号的质量。
如果锤击点落在桩顶未清理干净的浮浆上，会使能量在小范围上迅速耗散而影响应力波向下传播，并导致杂波幅值大，殃及整个时域，掩盖桩下部信息。
因此，受检桩桩顶的混凝土质量、界面尺寸应与设计条件基本相同。
并应凿去桩顶浮浆或松散、破损部分，并露出坚实的混凝土；桩顶表面应平整干净且无积水；桩顶钢筋长度应以不影响测试为宜。
基桩检测中提高低应变反射波法准确性的方法探讨
２ 基 本 原理 ．
基桩低 应变动力检测 反射波 法的基本原 理是在 桩身顶 部进 行竖 向 激 振 ，弹性波沿 着桩身 阿下传播 ，当桩身存 在明显 波阻抗差 异的界面 （ 如桩底 、断桩 和严重离析 等部位 ）或桩身 截面面 积变化 （ 如缩径或 扩径 ） 部位 ，将产 生反射波 。经接 收放大 、滤波 和数据处 理 ，可识别
… 一 一 ．
位的反射信 息 ，据此 计算桩 身波速 ，以判 断桩身完整 性及估 计混凝 土强 度等级 。还可视波 速和桩 底反射 波到达 时间对桩的 实 际长度加 以核对 。
图１ 桩头浮浆未曾彻底凿除前
３ 提高检测准确性 的若干方法探讨 ．
图２ 桩头浮浆清理后
由图１ 、图２可见 ，同一根桩 ，由桩头因素导致的检测结果影响 极 大 。也提醒我们 对检测前 期的检查 准备 工作一定要细致认 真。 总之 ，桩头损坏 、平整 性差 、未 清理到位 等均可能给检测结果 带
现 场检测 中，对桩 头的检查 应是最基 本 的步 骤之一 。很多检测波 来 负面影 响 ，建议在 检测前务 必检查桩 顶 ，不符 合检测条件 的要进 行 形 的采集效果 不理想 ，都是 因为桩 头清理 不 当造成 。如桩 头浮浆未 曾 铲 除 ，达到要求后 进行检测 。 ３３重 视测桩盲 区的研究 ． 彻 底凿除 ，表 面不平整 ，桩顶积水 等等一 系列 问题 ，看似 不起眼 ，对 当桩 顶受到锤 击或敲击 时 ，其 锤击能量在 桩土系统 中沿 深度 传递 检 测信号的影 响却不 能忽视 。 过程为波 动 ，下行 的压力波 遇到桩身 阻抗有变 化和桩侧阻力都要 产生 ３． ．２桩头钢筋对检测 准确性影 响 ２ 上行 的应 力反射波 。桩顶受点 振源锤击 扰动后 ，最初形成 的波 动区 ， 由于灌 注桩要考 虑到承 台的设 置或 接桩 的需 要 ，桩 头均有钢筋露 头。这对实测 波形有一定 的影响 。 重 时影响反射 信息 的识别 。主要 靠近桩顶部分形成半球面波 ，传播不满足平面假定。同时下行的压力 严 波和上行 的阻力波 、桩身 阻抗变化反 射波 比较 ，占有更大优 势 ，下行 原 因是桩头激 振时 ，钢筋所 产生 的回声极 易被检 波器接 收 ，之后又 与
浅论低应变反射波法桩基质量检测理论与方法
程质 精 管
浅 论低应变反射波法桩基质量检测理论与方法
摘 要 ：Ｈ Ｐ Ｃ管桩具有质量稳定、承载力高、施工速度快及对环境影响较小等优点，
特别适用于地质条件 复杂、 软土较深的地 区， 在流沙 、 淤泥较 厚的地层 ， 更显示其独 特优势。由于 Ｐ Ｃ管桩易产生脆性破坏、 Ｈ 挤土量大 、 接桩质量不稳定等缺 点， 因此在
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所 示 ， 微 分 单 元 的 应 变 为 则
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为 沿 桩 身 传 播 的纵 波 波 速 。低 应 变 反 射 波 法 是
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建 立 在一 维 均 质 弹 性 杆 件 基 础 上 的 ． 的数 学模 型 是一 种 理 性 化 的 模 型 。 它 虽 然预 应 力 混凝 土 管 桩 因材 质 均 匀 ， 好 符 合 ～ 维 弹 性 杆 件 的理 论 模 较
图 １力 学 模 型 如 图
的应力波的影响。 测试时在桩顶 竖向激振 ， 弹性波沿着桩身 向下传播， 当桩
身 存 在 明 显 的波 阻抗 差 异 界 面 或 桩 身 截 面 积 发 生 变 化 将 产 生 反 射 波 ， 经 接 受 、 大 、 波和 数 据 处 理 ， 识 别 来 自不 同部 位 的反 射 信 息 。 放 滤 可 通 过 对 反 射 信 息 进 行 分 析 计 算 ， 断 桩 身 混 凝 土 的 完 整 性 ， 定 桩 身 判 判 缺 陷 类型 及 位置 。其 数 学 模 型 如 下 ：
桩基低应变反射波法检测原理
桩基低应变反射波法检测原理
一、基本流程
低应变检测一般首先进行，以了解试验前桩身的完整性。
进行低应变试验前通知委托方或现场监理工程师，经批准后进场进行试验，操作步骤参考如下：
⑴传感器安装面预处理；
⑵安装传感器；
⑶调整仪器进入接受状态；
⑷检查信号、存储信号；
⑸重复观测确定信号一致性；
⑹改变锤击位置及接受位置，重新观测；
⑺对异常桩重点对待。
每批桩低应变试验结束后及时进行分析。
对有问题的桩应及时将分析结果通知监理或委托方。
二、低应变检测原理
1、低应变完整性检测是根据应力波在不同波阻抗和不同约束条件下传播特性来判别桩身质量。
2、具体方法是：试验时将传感器紧密粘贴在被测桩头上，在桩身顶部用力棒（或力锤）进行竖向激振，产生应力波；
3、应力波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显的波阻抗差异界面或桩身截面积发生变化时将产生反射信息，经接收、放大、和滤波后记录在基桩检测仪内；
4、然后用电子计算机对记录数据（反射信息）进行处理，结合施工工艺、地层等综合分析，识别来自桩身不同部位的反射信息，据此反射信息对基桩的施工质量进行判释。
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大锤 敲出桩 底 反射波 ，二 者结 合 ，综合 判定 。
另外 ，在软 地 层与 硬地 层 分界 面处 ，易形 成 反射 波
等 ．往往会 掩盖 了缺 陷波 。 ３ ． ３ 掌握 桩头 情况
３ ． ３ ． １ 桩头 清理
法最 好 是采 用更 轻更 小 的锤 多次 击振 采 集信 号 ，对实 心 桩 的测 试 ，击振 点位 置应选 择在 桩 的 中心 ；对 空 心桩 的 测 试 ，锤 击 点与 传感 器安装 位 置宜 在 同一水 平面 上 ，且 与桩 中 心 连线 形 成 ９ ０ ｏ 夹 角 ，击 振 点位 置 宜 在桩 壁 厚 的
３ ． １ 详细 收集 资料
检 测前 测试人 员应 会 同设计 、甲方 质勘 察报 告 、施 工记 录 、灌 注记 录 、现 场 工
直径 ）或大 约＜ ５ ｍ的桩长范 围内易 为测试 盲 区 。处 理方
福 建 交 通 科 技２ ０ １ ３ 年 第 ３ 期围
桩身 横界 面Ａ发生 变化 时 ，即 波 阻抗发 生 变 化时 ，会 使
图１ 低 应 变 测 试 示 意 图
作 曰志等 资料 ，明确被检 测桩 的成桩 、成 孔 类型 、灌 注 类型 、基桩 所处 位置地 下水 是否丰富 、灌 注过程 有 无异
入射波 产 生 反射 ，不 同性质 、不 同程度 的缺 陷会 导致 不
作 了初 步的 分析 。
２ 检 测 原 理 及 方 法 简 介
桩基 完整 性 的应 力波法 检测技 术是 以一 维波动 理论 为基础 的。 由一维 波动 论 可知 ，桩 的波 阻 抗ｚ是 其横截 面 积 Ａ，材 料 密 度 ｐ 和 弹 性 模 量Ｅ的 函 数 ：Ｚ＝ Ｅ Ａ／ Ｃ＝ ｐ ＣＡ， Ｃ为 桩 中应 力波 传 播速 度 ，当桩身 材 料 密度 Ｐ 或
１ ／ ２处 。必要时 增加 测 点数 目 ，以判 定 浅部 缺陷 ，再 用
高频 成 分的 表面 波 ：四 氟 乙烯塑 料锤激 励 出的信 号较 适 中 ，但 传 递 的能 量 较 小 ，深 （ 长）桩 的桩 底 反射 较 弱 ； 尼龙锤 的激 励信 号较 四氟 乙烯塑 料锤 要尖 一 些 ，也 易产
但 干 灌 的桩 如 未 注 意地 下 水 的 影 响 ，易 出 现 砼 离析 情 况 ；钻孔 灌 注桩 易于桩 身 上部存 在缺 陷，易 出现 缩 径或 断 桩现 象 。
３ ． ２ 重视 检测 盲区 当桩 顶 受到锤 击或敲 击时 ，其锤 击能量 在桩 土 系统
接 收到 达 的信号 ，传送 到采集 仪进 行处理 ，最 后分 析者
出提 高检测 准确性 一 些方 法 ，供 同行参 考 。
关键 词
１ 前言 桩基 础 是 工程 结 构 中采 用 的 主要 基 础 类 型 ， 由于 它 是地 下 隐蔽 结 构物 ， 在施 工 过程 中 易 出现 各类 缺陷 ， 故 对
桩基 础进 行检 测是一 项非 常 重要 的工作 。在 各种 检测 方
法 中 ，反射 波法 目前应用最 广泛 、使 用最便 捷 ，理论 与
实践 发展 也相对 成 熟 ，有 比较 先进 的仪器 设备及 应用 分 析软 件 。由于检 测 原理 的原 因 ，其 同样存在 问题和 缺点
（ 局限性 ） 。本 文通过 对低 应变 反射波 法在基 桩检 测 中 的 应 用 分析 ，针对 现 场 数据 采 集 中 一些 值得 注 意 的 问题 ，
根 据所 记录 的带 有桩 身质量 信息 的波形 结合 工程地 质及 有 关桩 基 资料 进 行综 合 分析 ，对 桩 的完 整性 做 出 判断 ，
并 对砼 质量 进行评 估 。
中沿深 度传递 过程 为波动 ，下行 的压 力波遇 到桩 身阻 抗 有变化 和桩 侧阻 力都要 产生 上行 的应力 反射波 。桩顶 受 点振源 锤击扰 动后 ，最初 形成 的波动 区 ，靠 近桩 顶部 分
同相 位 与大小 的反 射波 ，此外桩 周 围土层 间波 阻抗 的变 化也 会产 生 反射波 ，导致 波形 异常 。现 场测 试方 法如 图
常 情况 。根 据 此资 料，可分 析可 能 出现 缺陷 ，甚 至 缺 陷
部 位 。如 人 工挖孔 灌注 桩， 极 少有缩 径和 桩底 浮渣 缺 陷 ，
生少许 高频 成分 。敲击 锤 的另一 种形 式是 力棒 ，力棒 较
之敲击 锤有 其独 特 的优点 ，它有 激励 能量 大 ，力作 用线 易于控 制 ，且不 受桩 头上部 钢 筋笼 的困扰 。 因此在 工作 中应视 现场 桩 的长度 、混凝 土强 度 以及 缺 陷深度 而 选择
不 同介 质 （ 尼龙 、工 程塑 料 、钢 质 、木质等） 、不 同的锤
提高基桩低应变反射波法检测准确性 的方法
一 魏 国
（ 福 建省 交通科 学技 术研 究所 ，福 州 ３ ５ ０ ０ ０ ４ ）
摘
要 结 合 工 程 实 践 经 验 ，通 过 对 低 应 变反 射 波 法 在 基 桩 检 测 中 的 应 用 分 析 ，提
低 应 变反射 波法 桩 身完整性 准确 性
１ 所示 ，利用 手锤 （ 或力 棒 ）在 桩顶 施 加 一瞬 态 脉冲 激 励Ｆ （ ｔ ） ，激 发 一 压缩 应 力波 沿 桩 身 向下 传 播 ，当下 行 的 应力波 到达 桩体 横断面 、混凝 土 质量发 生变 化处 ，或 者达 到 桩 底处 ．都 会 产生 反射波 。反射波 到达 桩顶 后 ， 由耦合 在 桩顶 的检 波器 （ 速 度传 感器 或 加 速度 传 感器 ）
形成半 球面 波 ，传播 不满 足平面 假定 。 同时下行 的压力 波和 上行 的阻力 波 、桩 身阻抗 变化 反射波 比较 ，占有更
大优 势 ，下 行压 力波往 往掩盖 了 上行 波 ，易在 桩顶 部形
成此现 象 的 区段形 成测 桩盲 区 。一 般在 卜 １ ． ５ Ｄ （ Ｄ为桩
３ 提高检 测 准确性 的方 法