嵌岩桩桩底反射的正确辨认
浅述大直径灌注桩的桩身完整性检测
反 映 桩 身 结 构 完 整 性 情 况 。每 个 检 测 点 有 效 信 号 数 不 宜 少
于 ３个 ，当不 同检测 点及 多次 实 测时 ，域 信号一 致性 较差
时 ， 分 析原 因 ， 加检 测点数 量 。 应 增
３ 桩底反射 波 。 ．
孔 后 ， 地下或水下灌 注混凝土 成桩 ， 在 其质量 受施 工工艺 ， 尤 其是 混凝土灌注 工序等多种 因素的影 响而难 以控制 。 为确 保
聚焦作 用 的手 电光 束一 样传 播 。由此可 得 ， 靠 近振源 ， 越 颗
粒 的振 动越是 以竖 向振 动 为主 ， 维波 动条件 越 容易满足 ， 一 无 需满 足 Ｌ Ｄ。振源小 （ ＞ 即较小 的重 锤锤 击桩 顶） ， 时 只有主 能量 区局部 的物 质参 与振 动 ，通 过接 收装 置接 收到 的反射
（） １ 短桩 。一 维 弹性杆 波 动理论 是反 射波法 低应变墓 桩
构 件 的安 全使用 ， 在进行 下 道工 序之 前 ， 必须 对桩 的 混凝 土
质量 及完整性进 行检测 和评价 。 目前 ， 现行 的桩身完 整性 检 测方 法有 钻孑 取 芯法 ， 、 Ｌ 高 低应 变 动力 试桩 法 和埋 管式 声 波 透射 法。笔者着重介 绍测试大 直径钻孑 灌注桩 的方法 。 Ｌ
道路 施工
ＤＡＯＬ ＳＨＩ Ｏ ＮＧ ＵＳ ＧＯＮＧ Ｕ Ｇ
公路水运试验检测人员继续教育试题基桩检测的基本规定
第1题
高应变方法的独特特性是？
A.检测桩身完整性类别
B.检测桩身缺陷及其位置
C.判定承载力是否满足设计要求
D.打桩过程监控
答案:D
您的答案：D
题目分数：10
此题得分：10.0
批注：
第2题
孔径检测的主要方法有？
A.超声波法
B.机械接触法
C.电阻率法
D.超声波法和机械接触法
答案:D
您的答案：D
题目分数：10
此题得分：10.0
批注：
第3题
施工前可不进行试验桩检测并确定单桩极限承载力的是？
A.设计等级为甲级的桩基
B.无相关试桩资料可参考的设计等级为丙级的桩基
C.地基条件复杂、基桩施工质量可靠性低
D.本地区采用的新桩型或采用新工艺成桩的桩基
答案:B
您的答案：B
题目分数：10
此题得分：10.0
批注：
第4题
当采用低应变法或声波透射法检测时，受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70%，且不应低于？
A.15MPa
B.20MPa
C.10MPa
D.7.5MPa
答案:A
您的答案：A
题目分数：10
此题得分：10.0
批注：
第5题
高应变检测通过完整性系数来确定桩身完整性是一种什么方法？
A.间接方法
B.半直接方法
C.直接方法
D.半间接方法
答案:C
您的答案：C
题目分数：10
此题得分：10.0
批注：
第6题
验收检测时，检测顺序是怎么样的？
A.宜先进行桩身完整性检测，后进行承载力检测
B.宜先进行承载力检测，后进行桩身完整性检测
C.检测顺序无所谓
D.可以同时进行
答案:A
您的答案：A
题目分数：10
此题得分：10.0
批注：
第7题
预制桩和满足高应变法适用范围的灌注桩，可采用高应变法检测单桩竖向抗压承载力，检测数量为？（依据JGJ 106-2014）
反射波法对嵌岩桩检测的持征及异常的分析
为 ３ ６ ｍ； ．０
４ 桩身波 阻抗变化 测试 对比分析 当入 射波与桩底 反射 波之 间出现 桩 问异 常时 ， 表 明桩 身 则 内存在波 阻抗 界面 ， 波阻抗界 面反 映桩身可 能存在断 裂、 离析 、 夹 泥、 松散 、 固结差 、 砼 密实 度低 等缺 陷 ， 要查 明缺 陷的性质 及其严
中图分 类号 ： ＴＵ４ ３ １ 文献 标识 码 ： ７ ．６ Ｂ
反射 波 法 对 嵌 岩 桩 检 测 的持 征 及 异 常 的分 析
何 远辉
（ 东省地质科学研 究所 ， 东 广 州 ５０ ８ ） 广 广 １０ ０
摘
要： 通过 实 分析反射 波法对嵌岩桩桩身完整 ， 力层好 ， 触完整和 桩 身有缺 陷 ， 力层软 弱或存在 薄层软 弱 的 例 持 接 持
界 面信 号。
２ 某 场 地 概 况
ｌ Ｉ Ｌ 』 ｊ ｆ 、 ｆ １ｆｌ ７ ． ｛ Ｊ １ ＿ 、 １】 ］ ｆ ＿ ｒ
【・ｔ ０６／０‘ ） ｌ１ ５ 】 ｅ Ｉ ，（ ５、
ｆ 。 ｒ ｎ
Ｉ ｆ Ｉ ０ ， … ２口 ５
身轴向方向传播 ， 当桩身存 在明显波阻抗差异界面 （ 如桩底 断裂wk.baidu.com、 离析 、 夹泥 、 松散 、 固差 、 砼 密实 度低等缺 陷） 或桩端持力层 中出现
桩基检测工程各类问题及解决方式
桩基检测工程各类问题及解决方式
桩基种类繁多，施工工艺差异大，加之地层变化复杂，施工过程中可能会使桩身出现缩径、扩径、夹泥、离析、断桩等缺陷，当然施工后由机械开挖，碰撞也会引起浅部桩身缺陷。桩身缺陷的存在会改变桩基的正常工作性状，从而对基础产生潜在危险。今天我们总结了工程中桩基的常见问题，一起来看看吧。
桩基检测
什么情况时应进行验证与扩大检测
1、低应变检测时，对于嵌岩桩，桩底时域反射信号为单一反射波而且与锤击信号同向时；实测信号复杂，无规律，无法对其进行准确评价；桩身截面渐变或多变，而且变化幅度较大的混凝土灌注桩时刻采用静载法或钻芯法验证。
2、高应变检测时，桩身存在缺陷，无法判定桩的竖向承载力；或桩身缺陷对水平承载力有影响；单击贯入度大，桩底同向反射强力且反射峰较宽，侧阻力波、端阻力波反射弱，即波形表现出竖向承载性状明显与勘察报告中的地质条件不符合时，可采用静载法进一步验证；
3、嵌岩桩桩底同向反射强烈，且在时间2L/C后无明显端阻力反射，可采用钻芯法核验。
4、桩身浅部缺陷可采用开挖验证。
5、桩身或接头存在裂隙的预制桩可采用高应变法验证。
6、单孔钻芯检测发现桩身混凝土质量问题时，宜在同一基桩增加钻孔验证。
7、对低应变法检测中不能明确完整性类别的桩或Ⅲ类桩，可根据实际情况采用静载法、钻芯法、高应变法、开挖等适宜的方法验证检测。
8、当单桩承载力或钻芯法抽检结果不满足设计要求时，应分析原因，并经确认后扩大抽检。
9、当采用低应变法、高应变法和声波透射法抽检桩身完整性所发现的Ⅲ、Ⅳ类桩之和大
于抽检桩数的20%时，宜采用原检测方法（声波透射法可改用钻芯法），在未检桩中继续扩大抽检。
嵌岩桩桩底低应变反射波曲线特征及实例分析
●—● －ｌ －
嵌 岩 桩 桩 底 低 应 变 反 射 波 曲线 特 征 及 实 例 分 析
景 胜
（ 福州铁建工程 质量检测有限公 司） 摘 要 钻 孔灌 注嵌岩桩是桥梁工程 中常用 的一种桩基 础 ， 底没有嵌 入基岩或 嵌入深 度未达 到设计 要 桩 求， 桩底混凝土离析或 者桩 底沉渣过厚等情况 时 ， 会严重影 响桩基 承载力。 以温福铁路钻孔 灌注 桩 实际检测过程 中出现 的情况为 例 ， 粗浅地 归纳出一些桩 底完整及 有缺 陷 的嵌 岩桩 反射波 曲线
特征。
关Biblioteka Baidu词
嵌岩桩 桩底
低应变法
反射波 曲线 特征
１ 嵌 岩桩 检测理论
（ ）反 射 波法 理 论 ： 射 波 法 理论 基 础是 一 维 １ 反 杆 波 动理论 ¨。波动 方程 为 ：
ａ ｕ
２ 嵌 岩 桩 桩 底 反 射 波 特 征 分 析
２ １ 完整嵌岩桩的桩底反射波特征及工程实例 ． 桩底反射信号与激振信号相位关系取决于被测 桩 所进入 的持力 层 的情况 。通 常 情况嵌 岩 桩底 土层 强度 高 于桩 身强 度 ， 别 是 当被 测 桩 桩 端 位 于较 为 特 坚硬的岩层上且桩底沉渣清除干净 时， 桩底 反射信 号与激振信号相位相反 ， 出现明显的扩径信号 ； 会 有 时在 桩 身混 凝土 强度 与基 岩强 度 接 近 的情 况 下 ， 在 检测波形上桩底位置没有明显 的反射信号 。 ， 工 程实 例 ： 福 铁 路某 特 大桥 ６号 墩 ３号桩 设 温 计 为嵌 岩桩 ， 计 桩 长 ４ ｍ， 强 度 Ｃ ５， 力 层 为 设 ５ 砼 ２ 持 二 长花 岗岩 ： 白色 ， 风化 。 ＝１０ Ｐ ，８ 灰 弱 ００ｋａ ２ｄ反 射波 法 时域 波形 曲线 见 图 １某 特 大桥 ４墩 １～ ， ２设 计 为 嵌 岩桩 ， 计 桩 长 ２ ｍ， 强 度 Ｃ ５ 持 力 层 为 设 ６ 砼 ２， 凝灰岩 ： 绿色 ， 灰 弱风 化 。 ＝ｌ０ Ｐ ，４ ２ｏｋ ａ １ｄ反 射 波 法 时 域波形 曲线 见 图 ２ 某 特 大桥 ５ ， ０墩 １ １号桩 设 计 为嵌 岩 桩 ， 设计 桩 长 １ｍ， 强 度 Ｃ ０ 持 力层 为 ６ 砼 ３， 花 岗岩 ： 白色 ， 灰 弱风化 。 ＝ ０ ０ Ｐ ，８ 反射 波 １０ ｋａ ２ ｄ 法 时域 波形 曲线见 图 ３ 。
低应变反射波法信号识别方法
低应变反射波法信号识别方法
1 传感器粘贴效果识别
从理论上讲，传感器越轻且越贴近桩顶面，测试信号也越接近桩面质点振动，测试效果越好。
目前，传感器安装普遍采用粘贴方式。橡皮泥具有柔性大、污染小、衰减小、价格便宜等优点，将橡皮泥用作传感大器的黏合剂一般可取得较好的检测信号。如果桩同处理不平整、桩顶面未清洗干净或寒冷季节使用，传感器常会出现虚粘现象，导致检测信号失真，影响判识。因此，用橡皮泥作黏合剂时，如果出现首波明显加宽、信号波浪式振荡等异常现象，应首先考虑传感器粘贴不牢，需重新粘结牢后再做检测。图1 为同一根桩传感器虚粘和粘合牢固时的对比检测曲线。
图1 传感器粘贴效果对比曲线
由图1 可以看出，传感器粘合牢固，波形规则，桩底反射信号清晰；传感器粘合不良，可导致首波变宽，信号震荡明显加大，桩底反射信号没出现或不明显，大大降低了检测信号的判断效果。
2 测试盲区内的缺陷识别
桩身浅部缺陷是桩基工程中最常见的缺陷。从桩身轴力传递特性可知，该类缺陷位置浅，在工作荷载下最易发生材料破坏，并且对工程质量危害最大。同时，浅部缺陷造成波形畸变，并且这种畸变很容易使桩身其他部位产生缺陷屏蔽。
桩顶至其以下2m 左右深度范围称为测试盲区。在测试盲区桩顶应力波传播复杂，信号干扰大。如果盲区内存在缺陷，由于激振脉冲有一定的宽度，则在脉冲宽度内，应力波遇到缺陷产生的上行反射波信号，将与能量较大的入射重叠在一起，从而给桩身浅部缺陷信号的判别增加难度。
尽管测试盲区的桩身缺陷判别难度较大，但并不是无法判断，因为该类缺陷发生频率高、位置浅，易于通过开挖方式予以验证，所以可以通过不断的对比测试和开挖验证，来找出该类缺陷在曲线上的特征和变化规律，以指导该类缺陷的识别。实践表明，根据以下特征对桩身浅部缺陷特别是严重缺陷进行判别效果较好。
桩的判断
赵竹占（浙江省地球物理技术应用研究所杭州 310015）
摘要：本文综合各类型工程桩低应变反射波的时程曲线解析，并讨论和总结其各类缺陷的应力波的传播特征。
关键词：时程曲线，扩径，缩径，离析，断裂
一．前言
灌注桩是建筑物的常用基桩形式，它将上部结构的荷载传递到地基土层或岩层之中。因此桩基的施工质量以及评价桩身完整性的检测工作就显得尤为重要。
多年来，对桩身完整性的检测，较为快速有效的方法是低应变反射波法。因此目前几乎所有的动测规范均将此方法列为检测桩身完整性的首选方法。本文综合了各类工程桩低应变完整性检测的典型曲线加以解析。
二．方法原理
反射波法是以应力波在桩身中的传播特征为理论基础，当应力波在假定的一维均质杆件（桩）中传播时，其纵向的振动微分方程为：
⑴
其中为纵波在杆件中的传播速度，需要说明的是应力波在传波过程中由于桩身截面
的非杆性体特性，因而将会引起三维效应和横向惯性效应，给动测资料带来一定的不单一性。
图1所示，在桩顶激振后，由于质点的振动引起应力波往下传播，
当遇到阻抗(RA)界面时，将产生反射和透射，根据界面连续条件和
牛顿第三定律，界面上两侧的质点速度，应力均应相等。
⑴当桩底为支承桩，胶结良好，波阻抗近似不变时，则时，由⑷，⑸可知应力波为全透射，无反射信号，一般看不到桩底反射。但先决条件是激振的能量充分影响到桩底情况下。
⑵当界面上应力波从高阻抗进入低阻抗时（），如磨擦桩的桩底、断裂、离析、缩径等缺陷。，则，，由⑷式可知与异号，下行的压缩波，上行的拉力波，由⑸式可知与
符号一致，反射波与入射波同相。
地基考试试题-002
1 / 14
一、 填空题（16题，每题2分，共32分）
1、4. 建设工程质量检测业务的内容分为 和 。
2、计算桩身平均波速的必要条件是 和 。
3、对混凝土灌注桩低应变检测时，传感器宜安装应与桩顶面 。用耦合剂粘结时，应具有 。
4、低应变动测时，桩顶受力所产生的应力波，遇到桩身波阻抗变化时，将产生波的 和 。
5、用瞬态激振检验基桩桩身完整性通常使用力锤或力棒，
根据所需要的带宽和能量要求，可选择不同 、 的激振设备。
6、压电加速度传感器的灵敏度可用 表示，与之相匹配的电子适调器采用 ；速度传感器的灵敏度可用 表示，相应的电子适调器采用 。
7、基桩竖向静载荷试验时，应满足同一地质条件下不少于 根且不宜少于总桩数 。当工程桩总数在50根以内
时，不应少于 根。
8、按桩的受力条件，基桩静载试验可分为
（1） 、（2） 、
（3） 。 9、单桩竖向抗压静载试验目的：（1） ；（2） ；（3） 。
10、确定单桩竖向极限承载力，一般应绘 、 曲线，以及其他辅助分析所需曲线。
11、当一根灌注桩埋设2根声测管时，声波透射法需要测
量 个剖面；埋设3根声测管时，需要测量 个剖面；埋设4根声测管时，需要测量 个剖面。
12、根据介质质点的振动方向和波的传播方向的关系，机械波的种类分为 、 、
，用于声波透射法检测的波是 。
13、高应变动测和低应变动测的根本区别在于：高应变测
桩承载力时应使桩周土进入 ，而低应变测桩只要有 姓名： 单位：
2 / 14
出现。
14、在实测曲线拟合时，一般采用 曲线或 曲线或 曲线作为边界条件进行拟合。
嵌岩桩检测
人工挖孔嵌岩桩检测
岩土二班刘思炎
学号20070110710 随着我国国民经济快速增长和人民生活水平的提高，无论是办公条件还是住房需求都向高层发展，因此许多大中城市的高层建筑拔地而起。在地质条件良好的情况下，绝大多数高层建筑首选基础形式为人工挖孔桩，因为人工挖孔桩桩径大，桩端可扩孔至桩径的1.3~3倍，通过风镐或爆破使桩端嵌入中风化或微风化基岩中1~3倍桩径的深度，单桩承载力特征值在1.5×104kN~2×104kN，甚至更高。
人工挖孔桩的应用使得检测其承载能力等各方面质量有着重要意义，作为学生从事现场经验很少，那么借鉴有经验者的实验结果作为参考成为很好的途径。以下为从网络搜集的切实可行的人工挖孔嵌岩桩的检测方法，希望能在搜集资料的过程中有所得。
工程桩应进行承载力检验是现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）和《建筑地基础设计规范》（GB50007-2002）以强制性条文的形式规定的；桩身完整性检测和单桩承载力检测是GB50202质量检验标准中的2项主控项目。行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）3.3.5条文中也规定了工程桩竣工验收前要进行桩身完整性检测和单桩竖向承载力检测。也就是说，必须提交桩身质量合格、单桩承载力满足设计要求2项主要内容的检测报告，这样的桩基工程竣工验收时才能评定为合格工程。但是目前由于做承载力检测费用较高，因此仍有不少人工挖孔桩只做低应变桩身完整性检测，不愿做单桩承载力检测，这将在某种程度上给建筑工程留下隐患。目前桩基检测市场进行单桩承载力的方法大致有以下4种。
低应变反射波法在嵌岩桩桩身质量检测中的应用
低应变反射波法在嵌岩桩桩身质量检测中的应用
摘要：低应变反射波法是工程桩检测中常用的检测方法，具有操作简单、费用
低廉、效率高等优点。本文对低应变反射波检测原理进行了详细的介绍，并结合
两个工程实例，分析了低应变反射波法在灌注桩桩端性状检测中的应用，旨在为
有关需要提供帮助。
关键词：低应变反射波法；灌注桩；检测
随着我国社会经济的快速发展，建筑行业也取得了巨大的进步。在建筑工程施工中，灌
注桩以其施工无振动、无挤土、噪音小等优点得到了广泛的应用。而灌注桩的桩端性状对灌
注桩承载力具有极大的影响，关系到工程的质量和安全。因此，对灌注桩桩端性状的检测具
有十分重要的现实意义。基于此，笔者进行了相关介绍。
1 低应变反射波法的检测原理分析
低应变反射波法检测是以一维波动方程为理论基础。把桩当为连续均质的弹性杆，研究
桩顶在动态任用下，弹性杆的纵向波动，以一维波动理论为基础的桩土体系动态响应。
在桩顶施加激振力后，产生的应力波沿桩身以波速C向下传播，应力波通过桩阻抗Z
（Z=ρCA，ρ为桩的质量密度，C为波在桩身内的传播速度，A为桩的横截面积）变化时，一
部分应力波产生反射向上传播，另一部分应力波产生透射向下传播。Z1，Z2表示上下部分桩
的波阻抗，V为质点的运动速度，脚码I、R、T表示入射、反射、透射。
在桩端混凝土与桩端的界面上：
（1）当Z1＜Z2时，说明波阻抗变大，反射波与入射波反向。在嵌岩桩低应变的曲线中，反映为桩端位置反向反射明显，表明桩端嵌入良好的基岩中。
（2）当Z1=Z2时，入射波完全透射，无反射波。在嵌岩桩低应变的曲线中，反映为无桩
常用的桩基检测的主要方法
常用的桩基检测的主要方法有静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等;在桩基检测中,各个检测手段需要配合使用,利用各自的特点和优势,按照实际情况,灵活运用各种方法,才能够对桩基进行全面准确的评价;
1.什么情况下,施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值检测数量有什么要求
答：当设计有要求或满足下列条件之一时,施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值：
1 设计等级为甲级、乙级的桩基；
2 地质条件复杂、桩施工质量可靠性低；
3 本地区采用的新桩型或新工艺;
检测数量在同一条件下不应少于3 根,且不宜少于总桩数的1%；当工程桩总数在50 根以内时,不应少于2 根;
2.什么情况下,施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值检测数量有什么要求
答：单桩承载力和桩身完整性验收抽样检测的受检桩选择宜符合下列规定：
1 施工质量有疑问的桩；
2 设计方认为重要的桩；
3 局部地质条件出现异常的桩；
4 施工工艺不同的桩；
5 承载力验收检测时适量选择完整性检测中判定的Ⅲ类桩；
6 除上述规定外,同类型桩宜均匀随机分布;
3.混凝土桩的桩身完整性检测的抽检数量应符合那些规定
答：混凝土桩的桩身完整性检测的抽检数量应符合下列规定：
1 柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1 根;
2 设计等级为甲级,或地质条件复杂;成桩质量可靠性较低的灌注桩,抽检数量不应少于总桩数的30%,且不得少于20 根；其他桩基工程的抽检数量不应少于总桩数的20%,且不得少于10 根;
注：a.对端承型大直径灌注桩,应在上述两款规定的抽检桩数范围内,选用钻芯法或声波透射法对部分受检桩进行桩身完整性检测;抽检数量不应少于总桩数的10%;
低应变法检测技术规范
低应变法检测技术规范
16.1 适用范围
16.1.1本方法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，分析桩身缺陷的程度及位置。
16.1.1【条文说明】考虑到目前使用方法的普遍程度和可操作性，本规程将反射波法(或瞬态时域分析法)简称为低应变法。其余见《建筑基桩检测技术规范》。
16.1.2被测桩的桩长范围，应结合现场试验确定。
16.1.2【条文说明】根据低应变法的实际应用情况看，现场检测中，多数情况下能够通过同条件下的波形特征比较识别出桩底反射信号，分析被测桩的桩长范围。这里所说的现场试验包含规程16.4.1条的内容。若桩过长（含长径比较大）或灌注桩桩身阻抗多变且变化幅度较大或预制桩存在接桩缝隙等情况时，往往应力波尚未传到桩底，其能量已完全衰减或提前反射，测不到桩底反射信号。此时，尽管无法对整根桩的完整性作出评价，但若被测桩桩长范围内存在缺陷，则实测信号中必有缺陷反射信号，低应变法仍可用于查明被测桩桩长范围是否存在缺陷。
16.2 仪器设备
16.2.1检测仪器的主要技术性能指标应符合《基桩动测仪》JG/T 3055的有关规定，且应具有信号显示、储存和处
理分析功能。
16.2.2瞬态激振设备应包括能激发宽脉冲和窄脉冲的力锤和锤垫，力锤可装有力传感器。
16.3 现场检测
16.3.1被测桩（试件)应符合下列规定：
1桩身强度应符合本规程第4. . 条第1款的规定。
2桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同。
3桩顶面混凝土应平整、密实、无积水并与桩轴线基本垂直。
16.3.2【条文说明】通常,被测桩的桩头的状态直接影响测试信号和分析判断结果的质量。对被测桩（试件)的具体要求见附录C“低应变检测试件处理技术要求”。
嵌岩桩桩端反射信号特征分析
嵌岩桩桩端反射信号特征分析
一、概述
嵌岩桩是桩端支承于中等风化程度以上岩层的一种桩型，其承载力主要由基桩岩层嵌入段和桩端提供。在设计阶段通过调整基桩入岩长度、进入的岩层性状，嵌岩桩可以提供较大的承载力，另外嵌岩桩桩端嵌固段可认为是固定端，基桩稳定性较好，可在承载阶段有效防止沉降，因此在需要提供较大承载能力，严格控制沉降的公路桥梁工程中，嵌岩桩获得了大量的应用。由于嵌岩桩具有上述的工程特性，嵌岩桩的入岩深度及桩端持力层岩性好坏就成为了决定其承载力大小的主要影响因素。为了控制基桩工程质量，保证基桩持力层性状满足设计的要求，在嵌岩桩施工结束后，对其嵌岩质量进行检查和评价就很有必要。质量检查评价可通过核查基桩成孔记录进行，另外也可根据相关规范要求采用钻芯法钻取桩底持力层的方式直观判定桩底岩层性状或者采用低应变反射波法进行波形分析的方式间接评判。在这些方法中，核查施工记录无法检查出施工过程可能出现的持力层误判情况，钻芯法存在费用较高，作业时间较长且钻孔对桩身结构有所破坏的缺点，只能代表性地少量检测，但低应变法在实施过程中具有设备简便，方法快速，费用低，结果可靠的优点，其作为公路桥梁基桩普查的一种有效方法获得了广泛的应用。本文在低应变法理论的基础上，收集了工程实践中多种不同的嵌岩桩桩端低应变反射波波形，结合钻芯验证结果对嵌岩桩桩端波形特征进行分析，同时相应地总结其一些规律和特点。
二、低应变法基础理论
反射波法的理论基础以一维线弹性杆件模型为依据，受检桩的长细比要求瞬态激励脉冲有效波长与桩的横向尺寸之比应大于5且应力波在桩身中传播时应满足平截面假定，其在没有土阻力影响的情况下波动方程为：
对低应变检测桩底信号的分析
２ ． ２传 感 器的 安 装 与激 振 方 式 图１ （ 桩 端 先 出现 同向反 射后 出现 反 向反射 。 混凝 土 纵波 波
传感器偶合剂一般采用橡皮泥 、 口香糖 、 黄油 、 石膏等 材料 ， 将传感器 粘结于桩顶 面上 ， 在粘结牢靠 的情况下 ， 粘结剂应尽量薄 ， 如果太厚 ， 就相 当于传感 器和桩之 间加入 弹性模量相差较大的弹性介质 ， 影 响信号真实 性、 传感 器偶合 越好 ， 测试信号也越接近被测表面的质点振动。若激振的
２ ． 为获取 真实桩 底信 息应 注意 的事 项
低应变反射波法进行桩基检测 ， 首要的问题是在测试 过程中 ， 获得真 实的实测 波形 ， 而应力波在桩身传播过程 中存在一定的能量衰减 ， 在 实际
检测 中， 检测人员应该注意 以下几点 ： ２ ． １ 务 必做 好 桩 头 处－ ￣ Ｅ． ： ｒ － 作
实例１ ： ： 某 高速公路桥梁冲孔灌注桩 ， 设计施 工桩长 为４ １ ． １ ７ ｍ， 混凝土 ３ ０ ， 设计持力层为微风化岩 ， 取广州地区地 质条件相近 、 成桩工艺相 不断 的累积检测经验结合准确的地质勘察资料 ，对所测得 的桩底反射 渡 等级Ｃ 信 号进行 分析研究 ， 经济 、 快捷地对桩底 的质量好坏判定 提供科学依据 ， 同确定基桩的纵波波速为３ ９ ０ ０ ｒ ｒ ｄ ｓ （ 如图 １ ） ， 根据波形￣ Ｊ ｓ ３ ｓ ． ０ ０ ｍ左右处存在
反射波法解决嵌岩桩入岩深度和桩底沉渣问题应用
广东科技2012.10.第19期
（下转第182页）
反射波法解决嵌岩桩入岩深度和桩底沉渣问题应用探讨
鲁劲风
（安徽省勘查技术院）
1前言
嵌岩桩是桩端嵌入基岩一定深度的灌注桩，它在高速公路和铁路的大型桥梁、高层建筑的基础中被大量使用。它具有承载力大，沉降小等优点，但若桩身质量存在缺陷或桩底沉渣，将直接影响基桩的承载力，可能造成基础的超常沉降，从而影响建筑物的安全，产生严重后果。因此，如何检测桩端沉渣和入岩深度对嵌岩桩的质量控制至关重要。嵌岩桩的质量控制除了桩本身的混凝土浇筑质量外，另一个重要的因素是桩端嵌岩质量的好坏。嵌岩质量一方面由嵌岩深度和桩端岩性控制；另一方面就取决于桩端沉渣的厚度。传统检验桩端沉渣最直接的方法就是钻孔取芯，但这种方法耗时长、费用大、无法普遍采用。但利用反射波法检测信号在桩端处的反射特征可以定性地判断桩端沉渣情况，还能定量取得桩体入岩深度。
2嵌岩桩测试曲线的特征及判别依据
基桩低应变反射波法检测的原理基于应力波在一维杆中的传播机理，当满足λ＞D ＜L （λ＝C/f ）时，即桩径远小于桩长，且小于入射波长时，可假设桩为一维杆件，应力波在桩身内的传播满足一维波动理论。在桩顶施加一激振，桩身内产生质点振动，其响应便以波动的形式在桩身中传播。应力波自桩顶往下传播，遇到波阻抗Z 变化界面时，产生反射波和透射波。依据弹性
波反射理论，反射波波速（V r ）、透射波（V t ）与入射波波速（V i ）存
在下列关系：
V r =V i Δz 1-z
2
12
V t =V i Δ
2z 112
假定应力波从阻抗为Z 1的介质进入阻抗为Z 2的介质，则
反射波法在检测嵌岩桩持力层上的应用
研园 学 究 地Ｉ 界
１ ２ ３ ２为嵌岩桩 ，在入射脉冲之后在一定深度处有 一个 － 、— 较 为明显 的反相 反射 信号 ，该反相脉冲 为岩层界面 的反射 波 ， 还 可见到有 同相位 的二次反射 ， 当桩底无 沉渣 、 岩层 强度高 而 且 厚度 大 、 持力层 中无软 弱夹层 或断裂破脆 带 时， 穿过岩层 界 面 的透 射 波 因未 遇 波 阻 抗 变 小 而 一 直 向 下传 播 ， 而 安 装 于 桩 因 顶 的传 感 器 只 能 接 收 到 图 １ 示 Ｌ段 内桩 身 缺 陷 和 岩 层 界 面 所 的反射 信号 ， 一般 很难检测 到桩底 反射信 号 ， 不能将岩 层界面 的两 次反射之 间 因桩 身存缺 陷或桩周 土层发 生变化迭加 的信 号误认 为桩底 反射， 通常 的做 法是根据混凝土设计 强度与桩 的 龄期选定一个波速来确定桩底位置 。 ２ ３ ２ ４为通 常所 说的端承桩 ， － 、－ 其实． 意义 上的端承桩 真正 是 没 有 的 ， 不 过 嵌 岩 的深 度 较 浅 而 已 ， 只 由于 桩 底 支 承 在 岩 层 界面上 ，这种 曲线 的特 点是反 向入岩 反射 正好 是桩底 反射位 置 。该入岩反射一般会有同相位 的二次反射。
３ 检测实例
笔者通过对几 千根嵌岩桩 的低应变 反射波法 的检测并对 其中的几十根桩的钻孔 抽芯对比发现 ， （ 孔灌注嵌岩桩桩 钻 冲） 底持力层主要存在 以下几个方面的问题： 桩底有沉渣或桩底没 有真正支承在 设计 所要求的岩层 上即桩底 持力层 强度 不够， 桩 底 持 力 层 厚 度 不 及 三 倍 桩 径 ， 底 岩 层 严 重 破 碎 或 岩 层 中有 破 桩
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嵌岩桩桩底反射的正确辨认
阎 鸣（青岛海地工程检测所 青岛 266071）
摘要：由于嵌岩桩测试反射波曲线含有入岩反射信息，使其桩底反射与摩擦桩或端承桩的桩底反射相比较，难以辨认，容易造成误判，产生不良后果。为此，本文着重论述了入岩较深的嵌岩桩的桩底反射。其意义是提高基桩检测水平，避免检测误判，准确评价成桩质量。
关键词： 嵌岩桩 入岩反射 桩底反射 正确辨认
1．前言
在基桩完整性检测中，只有先找到桩底的反射才能准确评价桩身质量。所以正确辨认桩底反射是判定桩身完整与否的前提。嵌岩桩是桩端嵌入基岩具有一定深度的大直径灌注桩，它主要用于高速公路和铁路的大型桥梁、高层建筑、重型厂房等建筑物的基础中。但是，由于在嵌岩桩的测试曲线中存在着较强的入岩反射，使其桩底反射与摩擦桩或端承桩的桩底反射相比难以辨认，所以，在检测入岩较深的嵌岩桩桩身完整性时，一些缺乏检测经验或测惯了摩擦桩或端承桩的检测人员，往往不能正确辨认它的桩底反射，导致桩身声速计算不准，缺陷位置判别有误。甚至使原来的合格桩成为桩长不够、桩底软弱、不满足设计要求的桩，施工无法正常进入下道工序。在有的地区，由于上述误判使得施工单位被迫补桩，造成不必要的经济损失和不良影响。
2．嵌岩桩测试曲线的特征
要正确辨认嵌岩桩的桩底反射，就应该了解嵌岩桩测试曲线的形成，掌握其特征。入岩较深的嵌岩桩测试曲线与摩擦桩或端承桩的测试曲线相比较有较大的区别，对于桩身结构完整的摩擦桩或端承桩，他们的测试曲线比较简单也比较相似，即在直达波与直达波相位相同的桩底反射波之间，曲线比较平缓没有明显的缺陷反射，如图1所示。然而，对于桩身结构完整，入岩较深的嵌岩桩的反射波曲线，在直达波与桩底反射波之间，曲
线并不平缓，因为在入射应力波（波前面为压缩应力波）
由软弱地层进入坚硬的岩层时，地层的波阻抗增大，使
得此处产生了一个非常明显的与直达波相位相反的“入
岩反射波”（即波前面为拉伸应力波），当压缩应力波进
入嵌入岩层中的桩身混凝土后，由于桩周岩层的密度相
对均匀，使得压缩应力波的阻抗相对减小，导致入岩反
射后的曲线从基线的上方降至基线以下，然后又缓慢地升至基线的附近。经大量测试发现，桩嵌入的岩层越硬，“入岩反射波”的幅值就越大，其后的负向跳动的幅值也就越大；桩嵌入的岩层越深，入岩反射后的曲线在基线下方传播的时间就越长。如图2、图3、图4所示。
其中图2与图3相比，图2显示桩嵌入的岩层相对图3中桩嵌入的岩层软，或图2中岩层的密度，与其上覆地层的密度差，相对比图3中的要小。而图3 与图4相比，图3显示桩嵌入岩层较浅，图4显示桩嵌入岩层较深。如果把嵌岩桩测试曲线在时域里压缩，则可看到嵌岩桩测试曲线的另一特征，即由于“入岩反射”的一次反射和二次反射曲线相位相反，且前者曲线的尾段与后者曲线的首段重合，如图5所示。
以上是入岩较深的嵌岩桩比较典型的测试曲线，而在许多情况下由于受到各种因素的影响，嵌岩桩的测试曲线变得更加复杂，但是上述嵌岩桩测试曲线的特征是不变的。
3．嵌岩桩桩底反射的辨认
正是由于嵌岩桩测试曲线的上述特征，使得对嵌岩桩测试曲线认识不足时，对桩底反射辨认不清，甚至造成误判。图6所示，被测桩长22.38m，混凝土强度设计值为C 25，图中9.225ms是误判的桩底反射时间，计算出的桩身声速高达4852m/s，显然桩底的判断是错的，12.33ms为实际桩底反射时间，桩身声速为3630m/s。由于误判桩底反射时间使得桩身声速高出实际范围，该桩被判桩长不够。图7所示，被测桩长19.0m，混凝土强度设计值为C 25，图中8.575ms为误判的桩底反射时间，桩身声速4431m/s；10.12ms为实际桩底反射时间，桩身声速为3754m/s。由于误判桩底反射时间，造成不仅桩长不够，而且误判桩底软弱。另外，当用公式：
2
P V L t ′×=′计算桩身缺陷位置时，由于桩底反射时间误判，导致桩身缺陷位置判断不准。
怎样才能正确辨认入岩较深的嵌岩桩的桩底反射，笔者认为，首先要牢牢掌握嵌岩桩测试曲线的建设的迅猛发展，嵌岩桩也越来越多地被用于桥梁基础。
但是嵌岩桩在成孔过程中特征，既然是入岩较深的嵌岩桩，其桩底反射就必然复合于“入岩反射”波的重合段之中，有了这一概念，就不会将入岩反射前的负向跳变定为桩底反射的误判。其次，要善于积累、总结检测经验，注重收集准确的相关数据，学会运用对比测试的方法，如检测时要知道被测桩的实际桩长及桩身混凝土强度设计值，利用混凝土强度对应的正常声速估算反射时间，初步判断曲线中桩底反射位置，然后结合同一根桩的多次测试及相邻同类桩的对比测试，最终确定桩底反射时间。这样就避免了图7中盲目将入岩反射后的负向跳动的最大幅值定为桩底反射的误判。
4．结束语
随着桥梁遇到的复杂地质情况以及在混凝土灌注过程中碰到的各种各样的问题，使得嵌岩桩测试曲线复杂多变，桩底反射更加难以辨认。这就需要检测人员在平时的检测工作中勤积累、多总结，掌握嵌岩桩测试曲线的形成机制及其特征，学会运用对比测试的方法，注意收集准确的相关数据，只有这样，我们才能在检测中以不变应万变，在复杂的嵌岩桩测试曲线面前，我们都可以利用平时积累的经验和所掌握的技术方法正确辨认出嵌岩桩的桩底反射，提高检测水平，避免误判，准确评价桩身质量，保证施工顺利进行。以上是笔者的初步认识，不当之处欢迎指正。 康科瑞2007.11.19