低应变反射波法检测钻孔灌注桩工程质量的实例进行详细分析
低应变反射波法基桩完整性检测技术问题探析
不 明显 ；
（ ２ ） 预制桩 的裂缝或接头反射波判断的尺度不好掌握 ； （ ３ ） 难 以判断桩底沉渣的具体厚度 ；
（ ４ ） 在 缺 乏 详 细 的地 质 资料 ， 以及 施 工 记 录 不 真 实不 详 细 的 情况下 ， 无 法 具 体 判 断 出被 检 基 桩 的 缺 陷 类 型 （ 如缩径 、 夹泥 、 离
宽度较 宽有利 于获取桩身下部和桩底 反射 信号 ，但难 以判别 出 【 ４ １ 徐 卫权． 基 桩应力波 反射法检 测的多解性 及典 型实例． 资源环境 与工 桩浅部缺 陷，所 以在 检测过程 中应根据不 同的桩长选取 不同材 程 ， ２ ０ ０ ５ ， ０ ３ ．
质、 不 同 重量 的手 锤 （ 力 棒） 进 行 检 测 。当怀 疑 桩 身 某 部 位 有 缺 陷
时， 不妨试着换种耦合剂 。
（ ２ ） 现场检测波形 并不 是桩 身完整性判定 的唯一依据 ， 当依
据 检 测 波 形 判 定 基 桩 完 整 性 产 生 疑 问 时 ， 可 参 考 现 场 所 收 集 的 施 工 记录 、 地质资料等， 综 合 分 析 判 断桩 身 完 整 性 。 （ ３ ） 因为低应变反射波法本 身的局限性 ， 不 能 完 全 百 分 之 百
（ ４ ） 手锤 （ 力棒） 的选择 ； 材质不一样 的锤头所激发 出的脉 冲 宽度也不一样 ， 材质硬 的锤头激 发出脉冲宽度较 窄， 可提 高缺 陷 处 的分辨率 ， 对桩 身浅部缺 陷的检测有 利 ， 但 能量 衰减快 ， 不 易 获取桩身其它部位和 桩底 反射信号 。材质 软的锤头激发 出脉 冲
２ ０ １ ３年 ８月
琶 研 嗣 黄 晦
桩基低应变检测曲线实例分析(葵花宝典)
桩基低应变检测曲线实例分析1、完整桩一般完整桩在时程曲线上的反应：对于摩擦桩和嵌岩桩表现有三种情况：桩底反射与初始入射波同相；桩底反射不明显,以及桩底反射与初始入射波先反相后同相。
如图所示：预制管桩外径Φ500mm,h=13.3m壁厚100mm,砼强度等级C60,在空气中的反射波曲线预应力空心管桩,外径Φ500mm,h=12m,壁厚80mm,砼强度等级C80,在空气中的反射波曲线实例：桩类型：Φ1.2m，H＝38.5m钻孔灌注桩地点：杭宁高速公路K76+8930-R2/0-R3桩评价：完整嵌岩桩该桩径1.2m,桩长38.5m,C30钻孔灌注桩，桩尖进入微风化泥质岩2m，测试波形完整。
纵波速度为3600-3700m/s，桩底反向，说明无沉渣．为完整嵌岩桩.地层影响的时程曲线桩桩类型：Φ1200mm，h＝28.4m冲孔灌注桩地点：诸永高速台州一段25标某桥桩评价：该桩砼强度c25,采用冲抓钻,12m见基岩后采用冲击钻,一直到桩底,从波形可见进入基岩有明显的反向反射,为地层的反映特殊桩形的曲线桩类型：Φ1000mm,L约13m，冲击桩地点：温州洞头中心渔港石码头评价：完整桩该外加5mm壁厚钢护筒至强风化，后变径800嵌岩2D。
故在桩底前同向反映为钢护筒底变径处的部位，经钻孔验证而不是缺陷2、桩头缺陷桩桩头疏松桩头浮浆或强度偏低的桩，测试结果无法反映桩的完整性，曲线反应为入射波峰较低而且脉冲较缓，而且后续波形呈低频，此类现象均属桩头强度偏低。
如图所示：桩类型：Φ1.2m,L=18.7m钻孔灌注桩地点：杭兴高速公路MP14—R3桩评价：桩头砼强度低该桩径1.2m,长18.7m,设计混凝土强度等级为C25,测试发现曲线呈低频振荡,判为桩头浅部强度低或局部离柝,经取芯验证,0-1m岩芯松散,1-2.7m岩芯有气孔,强度低,2.7m以后岩芯强度达到要求,芯样完整,要求凿去３m桩头重新接上桩头处理.3、桩底缺陷桩桩类型:Φ800,H=19.0m钻孔灌注桩地点:温州某工地嵌岩桩评价:桩长明显沉渣该桩设计桩长19m,单桩承载力3000kN，若按3520m/s计,测试桩底在18m处同向反射明显,取芯后有50cm淤泥沉渣，未进入中风化，后注浆再测也有同向反映，说明效果不明显。
低应变反射波法检测桩基质量的几点问题分析
法、 高应变法 、 低应变法 等。目前广泛采用 的低应变动力试桩方 法是 反射波法 。反射波法设备简便 、 快速 、 费用低 、 结果 比较可 靠， 为桩基处理方案提供更多 的依据。因此越 来越被人们接受。 本文探讨 了反射 波法 检测 桩基质量 时常见 的一些 问题 ， 以及该
方 法 的不 足 之 处 。
ｌ 概 述
目前在桥梁 工程 、 高层建筑 物等重要 的土 木工程 中， 桩基 础是被应用 的最为广泛 的一种基础形式 ，桩基作为隐蔽工程 ， 容 易 出现 断桩 、 颈 、 泥 、 槽 、 析 、 渣 过 厚 等 质 量 缺 陷 ， 缩 夹 沟 离 沉 这 些 缺 陷会 影 响桩 基 的完 整 性 和 承 载 力 ， 须 采 用 一 些 检 测 手 必 段 进 行 质 量 控 制 。常 用 的 检 测方 法 有 静 载 法 、 芯 法 、 抽 声波 透 射
ｌ １ 交通建设
低应变反射波法检测桩基质量 的几点 问题分 析
桑 治 国
（ 广东交通集团检测中心）
摘
要： 简单介绍低应变反射波法进行桩基检测的理论依据， 并根据一些实测经验 ， 着重分析 了混凝土强度与波速 的关系 、 身浅 部缺 桩
陷、 低应变法检测桩身完整性的不足等检测 中常见的一些问题 ， 为提高检测准确率， 为合理利用低应变法进 行桩基检测提供参考 关键词 ： 桩基 ； 低应变 ； 波速； 强度； 浅部缺 陷； 限性 局
波形 ， 容易出现多次反射 ， 同时看不到桩底反射 。实测 浅部缺 陷 的往 往 有 以下 三 种 形 式 ： 大低 频 信 号 、 明显 的 周 期 反 射 波 形 、 大 低频叠加周期反射波形 。从这可 以看 出缺陷反射波 常与首波叠 加， 不易准确确定缺陷类型和位置。因此在检测过程 中要结 合 实测波形和 工程 经验进行 ， 要根据 地质资料 、 工记录 以及 辅 施 助采用开挖 、 抽芯等变 反射波法检测 、 分析 ， 这是很 关键 的问题。 在这里的浅部缺 陷一般主要指桩头以下 ３ 、 ４ 以 内的 范 围 内， 在 这 个 范 围经 常会 发 生 严 重 缺 陷 ， 比如 断 ｍ 桩、 严重缩颈等 ， 那么 反射 波一般在 时域 曲线 中表 现为大低 频 振荡 ， 如采用 的时铁锤激振和速 度计接受信 号， 那么原始信 号 中也 可 能 有 高 频 振 荡 ， 曲线 一 般 严 重 不对 称 或 低 频 与 高 频 混 叠， 如进行频谱分析则表现为 明显的双峰 ， 一种 为 ２ ０ ｚ以下， ５Ｈ 另一种为 １０ Ｈ 以上或 ８０ ｚ ２０ ｚ ３ Ｈ 左右 。速度计一般最多只能测 出两 米 内断 桩 ， 其 带 宽 限制 ， 受 无法 给 出准 确 的 断 桩 位 置 。与 加 速计不 同， 度计在存在振 荡时难 以在 时域 曲线 中看 出浅部小 速 缺 陷， 一般只有结合频域 曲线进行分析 。只有通过采用 小锤轻 敲， 同时用加速度计接受信 号可 以完成这个任 务。加速度测试 信 号由于本 身即是低频特性 ，低频振荡是断桩的主要特征 ， 如 用极小 的锤轻敲可以检测 出断桩部位 。当频域分辨 率满足要求 时， 如果在安装谐振峰附近频谱成份 不干 净， 出现双 峰， 如 左侧 有平台或馒 头状 形态 都表 明该频率对应一浅部缺 陷， 谐振峰平 缓 或 高 出许 多 则 说 明 该谐 振 峰 已与 缺 陷频 率 混 叠 了。谐 振 峰 右 侧 如有 振 型 出现 也有 可能 表 示 存 在 浅部 缺 陷 。采用 加速 度 计 或 “ 速度 计加低频振源 ” 分析 方法 类似 ， 时， 但时域可 能有 同向反
低应变反射波法在桩基施工质量检测中的应用
线路／路基低应变反射波法在桩基施工质量检测中的应用钟亮根(京福闽赣客运专线有限公司，福州350000)摘要：随着桩结构越来越广泛的应用于地基加固，如何检测成桩质量成为控制桩基础施工质量的关键。
在介绍低应变反射波法检测桩基完整性的原理、缺陷类型及位置的判定依据、检测影响因素的基础上，以合福客专D K365+676．48～D K365+739．50段C20钻孔灌注桩地基加固路基为工程背景，采用R SM—PR T低应变仪及其所配套的时域分析软件，并结合地质、施工记录资料对桩实测波形进行反演分析，分析结果为3—2号桩在3．30i n处存在离析或夹泥。
研究表明，低应变反射法能准确地反映成桩的缺陷位置及程度，为桩基施工质量的控制提供了指导依据。
关键词：桩基；反射波法；施工质量；波阻抗中图分类号：U238；U213．1文献标识码：B文章编号：1004—2954(2012)04—0035—03A ppl i cat i on of L ow St r ai n R ef l ect i onW ave M e t hod i nC ons t r uct i on Q ual i t y T es t i ng of Pi l e F ounda t i onZ H O N G Li a ng—gen(B ei j i ng-Fuzhou Pas senger D edi cat ed R a i l w a y L i ne Fuj i an-Ji angxi Sec t i on C o．，Lt d．，F uz h ou350000，C hi na)A b s t r a ct：A s pi l e f ound at i on i s bei ng us ed m or e and m or e w i d el y f or subgr ade r e i nf or ce m ent，how t o t e stt he qual i t y of pi l e f oundat i on af t e r cons t r uct i on i s a l so be com i ng t he ke y poi nt t o cont r ol pi l e f ou ndat i oncons t r uct i on qual i t y ac cor di ngl y．I n t h i s pa pe r t he l ow st r ai n r ef l ect i on w a v e m et hod use d f or pi l ef ound at i on t es t i ng a r e i nt r oduc ed，i ncl udi ng t he i nt egr i t y—t es t t he or y，def e ct t ype a nd defect l ocat i oncr i t er i ons，and t he i nf l uence f a ct or s．The subgr ade a r e c i t ed as an e xa m pl e w hi ch w as r ei nf or ced byC20cas t—i n—si t u bor ed pi l es i n D K365+676．48～D K365+739．50s ect i on of H ef e i—Fuz hou Pas s en ger—ded i cat ed L i n e．I n com bi na t i on w i t h geol ogy dat a and cons t r uct i on dat a，t he R SM—PR T st r ai n gag e andt i m e．dom a i n anal y s i s s of t w ar e m at c hed w e r e ut i l i z ed t o back cal cu l at e and anal yze t he w ave pat t er nsm ea s ur ed f r om t he pi l e f oundat i on．T he anal ys i s r es ul t s s how ed t ha t t her e w as s egr egat i on o r m ud i n t heN o．3—2pi l e at t he de pt h of3．30m．B as ed on t he r es earch，i t i s c oncl uded t hat t he l ow st r ai n r ef l ect i onw ave m et hod ca n accur at el y r ef l e ct t he defect l o cat i o n a nd defect degr ee of pi l e f ounda t i on，SO it ca npr ov i de gui da nc e f or con t r ol l i ng t he pi l e f ou ndat i on cons t r uct i on qua l i t y．K ey w or ds：pi l e f oundat i on；r ef l ect i on w ave m e t hod；const r uc t i on qual i t y；w ave i m pe da nce近年来，随着工程建设的快速发展，桩基础作为一种有效、安全、可靠的基础形式在地基处理中得到了广泛的应用。
浅析低应变法检测基桩的几个工程实例
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２２ 由 于 低 应 变 检 测 方 法 的 局 限 ．
性 ， 遇 到 一 下 情 况 时 ， 定 要 借 助 如 一 其他 检测 方 法 进 行 验 证 ２２１ 实 测 新 号 复 杂 、 规 律 、 法 ．． 无 无 右 面是 开挖 验证 后 现场 图像 ， 缩径位置在 １ ． 处 ． 径 已超 出 实 ３米 缩 际桩 径 的有 效 尺 寸 。如 右 图所 示 经 研 究 决 定 ．截 掉 桩 顶 到 桩 身 １３ 这 部 分 混 凝 土 ，用 高 标 号 Ｃ ０ ‘米 ４ 的 进 行 接 桩 处 理 ，然 后 对 桩 周 土 进 行 夯 实 处理 。 对 其 进 行 准确 分析 和评 定 。 ２２２ 当桩 长 的推 算 值 与 实 际 桩 长 明 显 不 符 ， ．． 且又 缺 乏 相 关 资料 加 以 解 释 或验 证 。 ２２３ 桩 身 界 面渐 变 或 多 变 ， 变 化 幅 度 较 大 的 混 凝 土 灌 注桩 。 ． ． 且 ２２４ 某 一 场 地 多 数 桩 底 反 射 不 明 显 ， 法 对 桩 身 完 整性 和 桩长 做 出 ．． 无 判定。 基 桩 检 测 目 的是 确 保 桩 基 工 程 的 质 量 ， 桩 基 工 程 的 质 量 ， 和 而 除 基 桩 本 身 的 质 量 有 关 外 ， 与 地 质 条 件 ， 的承 载性 状 、 型 、 础 和 还 桩 桩 基 上 部 结 构 的形 式等 设 计 条 件 ， 以及 施 工 工 艺 、 工 过 程 的 质量 控 制 、 施 施 工 质 量 的 均 匀 性 、 工 方 法 的可 靠 性 等 施 工 因 素密 切 相关 。 因 此 考 虑 施
反射波法低应变动测技术在桩基工程中的应用
缺 陷进 行 了分 析 ．
关 键词 ： 标准 海塘 ； 灌 注桩 ； 砼 桩基 检测 ， 应 变反射 波 法 低
中 图分 类 号 ： Ｕ７ ３ ３—３ Ｔ ５． ３ 文 献标 识码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ８５ ６ ２ ０ ） ３０ ２ ．２ １０ ．３ Ｘ（ ０ ２ ０ —０ ２０
反 射 波 法 低 应 变 动 测 技 术 在 桩 基 工 程 中 的 应 用
翁 文 龙 ， 方 正 ２
（ ． 江省围 海工 程公 司 ， 江 宁 波 １浙 浙 ３ ５ ４ ２ 浙 江钱 塘江水 利建 筑 工程公 司 ， １ ０ ０； ． 浙江 杭 州 ３０１） １ ０ ６
摘
要 ： 过采 用反 射 波低 应 变动 测技 术 对 乐 清市瓯 江 １标 准海 塘 灌 桩 基桩 质 量进 行 检 测 ． 灌 注桩 的检 测 原 理 及 桩 质 量评 定和 通 ２ ＇ 对
（ ． ｈｊ ｎ ｒｖ ｃ ｌ ｅｌ ｍｉｇＥ ｇｎｅｉｇＣ ， ｎ ｂ １０ ０ Ｃｈｎ ； １ Ｚ ｅａ ｇＰｏ ｉ ｉ ｃ ｉ ｎ ｎ ｉｅｒ ｏ Ｎｉｇｏ３ ５ ４ ， ｉａ ｉ ｎ ａＲ ａ ｎ ２ Ｚ ｅａ ｇＱｉ ｔｎ ｒ ｅ ａｅ ｎ ｅｖｎ ｙＣ ｎｔ ｃｉ ｒｊ ｔ ｄ Ｃ ． ｎ ｇｈ ｕ３ ０ １ Ｃ ｉａ ． ｈ￣ ｎ ａ ａ ｇｉ ｔＷ ｔｒ ｉ ｎ ｖ ｏ Ｃ ｓｒａ ｃ ｓｒ ｔ ｎ Ｐｏｅ ． Ｈａ ｚｏ １ ０ ６， ｈｎ ） ｏ ｕ ｏ ｃ Ｌｔ ｏ
维普资讯
第 １ ４卷
第 ３期
浙 江水利 水 电专科 学校 学报
Ｊ Ｚ ｅａ ｇＷ ａ． ｎ ． ｈｉ ｎ ｉ ｔＣ ｓ＆ Ｈｙ ｒＣ Ｌｇ ｏ ｄ ． ｏＬ ｅ ｅ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ３ １１ ． Ｓｐ２ ０ ｅ ０ ２
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，反映为无桩底反射。
（3）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，反映为桩端位置同向反射明显，表明桩端嵌岩性状较差。
2 工程实例及分析2.1 实例1某商品房小区2#楼，框剪结构，基础形式采用冲（钻）孔灌注桩，设计要求桩端持力层为中风化花岗岩。
桩身砼强度为C35，场地土层简况自上而下为：①中细砂，层厚约9.5m；②淤泥夹砂，层厚约4.3m；③残积砂质粘性土，层厚约2.6m；④强风化花岗岩，层厚约5.6m；⑤中风化花岗岩，岩石单轴饱和抗压强度平均值91.34MPa。
基桩反射波法检测典型实例分析
基桩反射波法检测典型实例分析作者：潘玮珉虞辰杰来源：《城市建设理论研究》2013年第20期中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号：前言：桩基工程是目前应用最为广泛的基础形式，合理正确的基桩检测方法是控制桩基工程施工质量的保障手段。
目前基桩检测的方法很多，其中低应变法检测桩身完整性具有测试成本低、检测速度快、使用性强及对场地要求小、可对工程桩进行普查等优点，在基桩工程检测中得到了广泛的应用。
本文主要对反射波法检测桩身完整性过程中，针对几例钻孔灌注桩比较典型的实测曲线进行分析，同时以其他方法进行佐证。
并对缺陷产生原因进行简要分析。
例一，绍兴某工程钻孔灌注桩，桩径700mm，有效桩长50m。
混凝土强度C25。
从实测曲线看出，9m左右有明显同向反射，并伴有二次反射，判为Ⅲ类桩。
取芯验证结果显示，9m至9.5m芯样破碎较严重，为断桩。
原因分析：该桩浇筑时导管提升过猛，使混凝土卡管，施工单位采用抖动导管的办法迫使导管内砼下降，但导管提离砼面太大，形成断桩。
经设计单位讨论，由于该断桩处承受的弯矩不大，可用压浆补强的方法处理。
其做法是：将两个取芯孔一个作进浆孔，另一个作出浆孔，将松散的砼碎渣冲出，再用压浆泵注浆。
待水泥浆硬化后进行复测，发现缺陷程度明显好转。
例二，某桥台钻孔灌注桩，桩径1000mm，有效桩长55m, 混凝土强度C25。
从实测曲线看出，波形极不规则，3.5m处同向反射明显。
判为3.5m处严重缺陷，Ⅳ类桩。
取芯验证结果显示，桩身浅部3.2m至5.5m芯样松散，采取率低，且局部破碎严重，为严重离析桩。
经介绍，该桩施工过程中施工员存侥幸心理，灌注中途，导管严重漏水，拔出导管处理后，仓促二次浇灌。
由于该桩开挖困难，后经设计单位讨论，对该桩做补桩处理。
例三，绍兴某工程地下室钻孔灌注桩，有效桩长50m，桩径600mm，混凝土强度C25。
从实测曲线看出，波形极不规则，有明显的子波叠加。
判为4m处严重缺陷，Ⅳ类桩。
低应变反射波法检测钻孔灌注桩完整性的影响因素分析
第9期（总第221期）标准与检测■低应变反射波法检测钻孔灌注桩完整性的影响因素分析杨志林，廖德明,蓝文辉（福建省建筑科学研究院有限责任公司，福建省绿色建筑技术重点实验室，福建福州350108）摘要低应变反射波法被广泛应用于钻孔灌注桩完整性检测。
对低应变反射波法的检测原理、波形曲线特征进行了简单介绍,依托工程实例详细分析了钻孔灌注桩完整性检测的影响因素,对今后的相关检测工作有一定的参考价值。
关键词低应变反射波法;钻孔灌注桩完整性;影响因素0引言钻孔灌注桩完整性检测的方法有声波透射法、钻芯法、高应变法、低应变法等叫低应变反射波法在钻孔灌注桩完整性检测领域应用最普遍。
通过低应变反射波法，可以对钻孔灌注桩桩身完整性进行简单的定性判定。
但是，这种定性判断的准确性依赖于检测人员的素质、仪器设备等因素。
本文简单介绍了低应变反射波法的检测原理和波形曲线特征，依托工程案例详细分析了钻孔灌注桩完整性检测的影响因素。
1低应变反射波法的检测原理低应变反射波法以一维应力波理论为基础，其特点主要为冋:①材质均匀，各向同性;②杆截面上应力分布均匀;③纵波的波长极大地大于杆的横截面积;④横向位移忽略不计。
基于以上假设，国内外专家学者建立了该方法的波动方程，通过这些理论形成了低应变反射波法检测的基本原理:在桩头顶部进行激振，如果桩身存在明显波阻抗差异的界面,将产生反射波,经过数据处理，可判定桩身完整性情况,如图］所示XI。
基于以上介绍，通过图2数据处理得到的波形曲线的变化,实质上反映的是钻孔灌注桩内界面阻抗的变化。
图3是钻孔灌注桩界面阻抗的变化情况，公式1为阻抗变化系数公式。
图2检测过程中的测量系统图3钻孔灌注桩界面阻抗的变化、=务⑴式中:Z z―孔灌注桩不同截面的阻抗；X——阻抗变化系数。
（1）x=l时,不存在突变；（2）\>1时,相当于扩径；（3）X<1时,相当于缺陷。
2低应变反射波法检测的影响因素大量的研究和试验表明，低应变反射波法检测过程中，影响结果准确性的因素众多，主要有人员、仪器、操作方法等方面问。
浅谈基桩低应变反射波法动测
的有效期 内的符合相关标准要求的检 验报告； 品合格 证； 产 有特 殊要求的管材 ， 厂家应提供相应说 明书 。
２２ 必 要的强 制性检 测 ．
为了保证结构安全，治理质 量通 病，禁止伪劣材料用于工 程， 根据设计要求， 或规范要求， 或主管部 门规定 ， 需要进 行项 目
检 测 。目前 一 些 地 区 质量 检 测 站 常 规 检 测 项 目有 ： 体 结 构 （ 、 主 梁
其 它原 因停机使浇注不连续 导致 断桩 ；⑥ 未到设计 要求 持力层 或桩底清孔不干净， 渣过厚导致 持力层不满足设计要求。
（） 制 桩 主 要 问题 有 断 桩 、 身 开 裂 ， 持 力 层 不 满 足 设 ２预 桩 或
Ｒ
假设桩中某处阻抗发生变化，当应力波从介质 Ｉ （ 阻抗为 Ｚ） １进入 介质 Ⅱ（ 阻抗为 Ｚ ） 将产 生速 度反射波 ｖ 和速度透 ２ 时，
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、瞬态激励脉冲有效 高频分量 的波长与桩的横 向尺 寸之 比均宣大于 ５ 设计桩身截面宜基本规则。一维理论要求应 ， 力波在桩身传播时平截面假定成立 ， 以对 薄壁 钢管桩和 Ｈ型 所 钢桩 的异型桩 不适用 ； 水泥土桩 、 砂石桩等桩身阻抗与桩周土的 阻抗差异小， 应力波在这类 桩中传播 时能量衰减快 ， 故反射 波法
水或导管渗水导致混凝土稀释 ；③浇 注导管初 始位 置距 孔底距
离过大 ， 或拔管太 快 ， 或坍孔 导致 蜂窝 、 离析 、 泥 、 夹 缩径 、 断桩
ｚ Ａｏ ； ＝ Ｃ 推导可得桩 的一维波动方程：
】 ，ａ ｌ
一
等； 混凝 土太 稠导致空洞 ， ④ 桩身不密室 ； ⑤施工过 程中停 电或
桩基低应变检测曲线实例分析
桩基低应变检测曲线实例分析对桩基低应变检测曲线实例分析。
1、完整桩一般完整桩在时程曲线上的反应：对于摩擦桩和嵌岩桩表现有三种情况：桩底反射与初始入射波同相；桩底反射不明显,以及桩底反射与初始入射波先反相后同相。
如图所示：预制管桩外径Φ500mm,h=13.3m壁厚100mm,砼强度等级C60,在空气中的反射波曲线预应力空心管桩,外径Φ500mm,h=12m,壁厚80mm,砼强度等级C80,在空气中的反射波曲线实例：桩类型：Φ1.2m，H＝38.5m钻孔灌注桩地点：杭宁高速公路K76+893 0-R2/0-R3桩评价：完整嵌岩桩该桩径1.2m,桩长38.5m,C30钻孔灌注桩，桩尖进入微风化泥质岩2m，测试波形完整。
纵波速度为3600-3700m/s，桩底反向，说明无沉渣．为完整嵌岩桩.地层影响的时程曲线桩桩类型：Φ1200mm，h＝28.4m冲孔灌注桩地点：诸永高速台州一段25标某桥桩评价：该桩砼强度c25,采用冲抓钻,12m见基岩后采用冲击钻,一直到桩底,从波形可见进入基岩有明显的反向反射,为地层的反映特殊桩形的曲线桩类型：Φ1000mm, L约13m，冲击桩地点：温州洞头中心渔港石码头评价：完整桩该外加5mm壁厚钢护筒至强风化，后变径800嵌岩2D。
故在桩底前同向反映为钢护筒底变径处的部位，经钻孔验证而不是缺陷2、桩头缺陷桩桩头疏松桩头浮浆或强度偏低的桩，测试结果无法反映桩的完整性，曲线反应为入射波峰较低而且脉冲较缓，而且后续波形呈低频，此类现象均属桩头强度偏低。
如图所示：桩类型：Φ1.2m,L=18.7m钻孔灌注桩地点：杭兴高速公路MP14—R3桩评价：桩头砼强度低该桩径1.2m,长18.7m,设计混凝土强度等级为C25,测试发现曲线呈低频振荡, 判为桩头浅部强度低或局部离柝,经取芯验证,0-1m岩芯松散,1-2.7m岩芯有气孔,强度低,2.7m以后岩芯强度达到要求,芯样完整,要求凿去３m桩头重新接上桩头处理.3、桩底缺陷桩桩类型: Φ800, H=19.0m钻孔灌注桩地点: 温州某工地嵌岩桩评价: 桩长明显沉渣该桩设计桩长19m,单桩承载力3000kN，若按3520m/s计,测试桩底在18m处同向反射明显, 取芯后有50cm淤泥沉渣，未进入中风化，后注浆再测也有同向反映，说明效果不明显。
低应变反射波法在钻孔灌注桩检测中应用实例及一些问题
低应变反射波法在钻孔灌注桩检测中的应用实例及一些问题的探讨摘要本文简要介绍了低应变反射波法原理及在钻孔灌注桩检测中的应用关键词低应变反射波法钻孔灌注桩检测应用前言混凝土钻孔灌注桩是工程中常用的基桩形式之一,它适用于各种复杂的地质条件,具有质量优、承载能力强、造价低廉的优点,但钻孔灌注桩从钻孔开始到完成混凝土的灌注要经过多道施工工序,受地质条件、施工管理、机械设备、技术水平、原材料及配合比等因素的影响很大,在施工过程中稍有不慎极易发生断桩事故或出现严重缺陷。
据统计,国内外钻孔灌柱桩的事故率高达5%～10%。
因此,钻孔灌注桩的完整性检测就显得格外重要。
在工程检测中, 对基桩缺陷的误判、漏判, 往往给工程安全造成隐患或致使建筑物产生不均匀沉降等工程质量事故。
如何最大限度地减少误判和漏判? 以下将从测试原理角度并结合工程实例作一些分析探讨。
一、低应变反射波法的原理低应变反射波法基桩完整性检测是一种使用比较广泛的基桩完整性检测方法, 是将弹性固体内应力在一维空间的传播作为理论基础。
即桩长远远大于桩径时(有资料认为长径比大于一个数量级以上)，可将桩作为一维弹性杆件。
利用手锤(或力棒) 在桩顶施加一小冲击力f( t) , 激发应力波沿桩身传播, 应力波在传播过程中如遇到桩截面缩径, 扩径, 砼离析, 断桩等缺陷或桩底时, 波阻抗将发生变化, 从而使得应力波在该截面发生反射, 利用安装在桩顶的传感器(加速度计或速度计) 接收由初始信号和桩身缺陷或桩底产生的反射信号组合的时程曲线, 利用信号采集分析仪对所记录的带有桩身质量信息的波形进行处理和分析, 并结合有关地质资料和施工记录对桩的完整性作出判断。
桩顶接收到的时域信号还包括桩侧土阻力的增加(增大)或减小(表现为波阻抗减小)而引起的叠加信息, 因此可以根据时域曲线异常反射信号的位置来判断桩缺陷的深度及对桩实际长度加以核对, 根据反射信号的相位变化或频率分析来判断桩缺陷的性质, 根据反射信号的幅值，用时域拟合曲线方法来确定桩缺陷的程度。
低应变反射波法检测基桩完整性实例分析
道
建
筑
Ｒａ ｉ ｌ ｗａ ｙ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
文章 编号 ： １ ０ ０ ３ — １ ９ ９ ５ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ — ０ ０ ９ ０ — ０ ２
低 应 变反 射 波 法检 测 基 桩 完 整性 实例分 辉
（ 中国 铁道 科学 研 究 院 铁 道 建 筑 研 究 所 ， 北 京 １ ０ ０ ０ ８ １ ）
摘要 ： 介 绍低应 变反射 波 法的基 本原理 ， 并 结 合 工程 现 场 检 测 实 例 ， 对 低 应 变反 射 波 法 在 基 桩 完 整 性 检
测 中的应 用做 了分析 。 由于低应 变反射 波 法 自身的局 限性 ， 对 于比较 复 杂的测 试 曲线 ， 需要 结合其 它方
法（ 如 开挖 法 、 钻 芯 法及 静 载试验 等 ） 综合 判 断桩 身完整性 。通 过 对现 场检 测 实例 的分析 提 出了低 应 变
桩基 础属 于地下 隐蔽 工程 ， 受施工 工艺 、 设备 及技
等 级为 Ｃ ３ ０的钻孔灌 注桩 实测波 形 见 图 １ 。从波 形 上 看 无桩底 反射 信号 ， 依 据 场地 范 围 内 的基 桩混 凝 土 波
术 条件 的限制 ， 以及 地质 条件 复杂等 因素 的影响 ， 容易
出现缩径 、 离析 、 夹泥、 断裂 、 沉 渣 等 工 程质 量 问题 ¨ ｊ ， 直 接影 响到上 部结 构 的安 全 ， 因此 桩基 质 量 检测 十分
把 桩体缺 陷及 以上部 分凿 除再接 桩至桩 顶设 计标
高后再 次检测 ， 波形 如 图 １ （ ｂ ） 所示 ， 可见 ８ ． ０ ｉ ｎ处 缺
陷位置 已无反 射信 号且 桩 底 反射 信 号 清 晰 ， 可判 定 为
低应变反射波法及其在工程中的应用实例
低应变反射波法及其在工程中的应用实例摘要：随着我国国民经济的飞速发展，工程建设项目日益增多，桩基础的应用已相当普遍，因此基桩质量的检测也越发的重要。
低应变反射波法已成为桩身完整性检测中应用最为广泛的方法。
本文简要介绍了低应变反射波法的原理及在工程实践中的应用。
关键词：低应变；反射波；基桩检测abstract: with the rapid development of china’s national economy, construction projects increasing number of foundation pile is already very common, so the detection of the pile quality has become more important. the low strain reflection wave method has become the most widely used method of pile integrity testing. this article briefly describes the principle of low strain reflected wave method and its application in engineering practice.key words: low strain; reflected wave; pile foundation inspection中图分类号：o734+.2 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）一、低应变反射波法的基本原理低应变反射波法是以一维波波动理论为基础的。
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：（1-1）式中，z—桩身波阻抗，e—桩身弹性模量，ρ—桩身材料密度，a—桩身横截面积将桩身假定为一维弹性杆件（桩的长度远大于直径且入射波长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。
反射波法检测混凝土基桩质量的实例分析
Ａｂ ｔａ ｔＲｅ ｏｖ ｒｕ ｄ ｔｅ ｐ ｏ ｌｍｓｉ ｙ ａ ｃ ｑ ａ ｔ ｔ ｏ ｓｒｉ ｅ ｅ ｔ ｎ ｍｅ ｏ ｆｃ ｎ ￣ｔ ｉ ，ｔｒ ｕ ｈ ａ ｓｒ ｃ ｖ ｌｅ ａｏ ｎ ｈ ｒｂｅ ｎ ｄ ｎ ｍｉ ｕ ｎｉ ｗｉ ｌｗ ｔ ｎ ｒｆ ｃｉ ｔ ｄ ｏ ｏ ｃ ｅｐ ｌ ｈｏ ｇ ｙ ｔ ｈ ａ ｌ ｏ ｈ ｅ
Ｅ ａ ｌ Ａｎ ｌｓ ｆ ｉ ｕ ｌｙＴ ｓ ｕ ｉｇＲ ｆ ｃｉｎＭｅ ｏ ｘ ｍｐｅ ａｙ ｉ ｏ ｌ Ｑ ａｉ ｅｔ ｓ ｅ ｅｔ ｔ ｄ ｓ Ｐｅ ｔ ｎ ｌ ｏ ｈ
Ｚ Ｕ Ｃ ａ ｇ 几 Ｈ ｈｎ 一
（ ｕｎ ｄ ｎ ｏｈ ｎＢ ｉ ｉｇＥ ｇｎ ｅ ｎ ｕ ｌｙＴ ｓ Ｓ ｔ ｎ Ｇ ａ ｇ ｏｇＦ ｓａ ｕｌ ｎ ｎ ｉ ｒ ｇＱ ａｉ ｅｔ ｔ ｉ ） ｄ ｅｉ ｔ ａｏ
Ｖ
一
者， 用振 动加 压 将单 管打 入 到 设计 深 度 ， 管 内灌 往
入 一 定 高 度 的 混 凝 土 后 向 上 提 管 ； 管 时 管 尖 活 瓣 提
√
八
～
．
／ 一 ＼
／ 一
打开 ， 混凝 土 进 入孔 底 ， 尖 活瓣 在 外 侧 阻 力 作 用 管
— — １一
～
低应变反射波法检测灌注桩技术
低应变反射波法检测灌注桩技术探讨摘要：桩基的质量具有高度的隐蔽性，低应变反射波法作为基桩完整性无损检测方法之一，以其经济、便捷等优点被普遍应用。
本文简要介绍低应变反射波法的原理、桩身缺陷位置的确定、桩身完整性的判定以及一些典型实例的分析。
关键词：低应变反射波法；灌注桩；检测桩基属于隐蔽工程，为保证桩基安全可靠，质量检验是十分必要的。
桩身完整性检测技术，通过几十年的发展，其检测方法取得了很大进步，由原来的单一性向现在的多样性转变。
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、声波透射法和钻芯检测法。
低应变反射波法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置，它属于快速普查桩身质量的一种半直接方法。
由于其具有设备轻便灵巧、野外数据采集快速方便、测试资料分析简单明了、测试费用低廉和检测覆盖面广等突出优点，它已成为基桩完整性检测中应用最为广泛的方法之一。
经过多年的研究和应用，在工程界中已得到广泛应用并已纳入国家规范，成为保障桩基工程质量的有力手段。
下文仅从低应变反射波法基本原理出发，在定性判别灌注桩桩身完整性的层次上探讨反射波法相位特征、波形特征、波阻抗变化等实用判据及典型工程实例，供基桩质量检测从业者参考。
低应变反射波法检测流程图（见图1）。
一、低应变反射波法基本原理1.时域分析原理垂直入射的应力波在桩内传播过程中。
当桩身存在波阻抗差异界面时，在界面上将产生反射波和透射波，反射波将沿桩身反向传播到桩顶，而透射波继续向下传播（见图2）。
当桩身几何尺寸或材料物理性质发生变化时，相应的p、vc、a发生变化，其变化发生处称为波阻抗界面。
将波阻抗的比值表示为：（1）式中：n为波阻抗比。
根据应力波传播理论：（2），其中（3）式中：f为反射系数；t为透射系数。
式（2）、（3）就是低应变反射波法反射波与入射波的速度相位关系式。
以完整桩的首次桩底反射时间来计算该桩的平均波速：（4）式中：l为完整桩桩长（m）；为完整桩底板射波的传播历时（s）。
低应变法检测挖(钻、冲)孔灌注桩典型问题探讨
依据 达 郎 伯原 理 及 应 力波 传 播 的位 移 连续 条 件
和界 面处 力 平衡 条 件 ， 推 导 出 桩 身 某 界 面处 的 速 可
度反 射 波 与 速度 入 射波 有如 下 关 系 ：
Ｐ ｒ＝ Ｐ ｉ ¨ （） １
化时 ， 阻抗 ｚ 其 大 于桩 身 阻抗 ｚ （ ＞Ｚ ） 桩底 处 Ｚ 。，
・
４１ ・
维普资讯
（ 桩底扩径 。当混凝土孔 桩在桩底 部扩 径 ， ２） 在扩 径 起 始 处 ， 于 此 界 面 下 的 桩 身 截 面 面 积 增 由 大 ， 使 其 桩 身 阻抗 Ｚ 致 大 于 此 界 面 上 的 桩 身 阻 抗 Ｚ， Ｚ （ ＞Ｚ， ， 扩 径 起 始 位 置 处 会 产 生 与 入 射 波 ）在 反 向 的 压缩 反 射 波 （ 与 反 向 ） 实 例 见 图 ４ ，
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±６４６￣ ０ｍ
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０ ４ ０１ ４１ ｍ ２ ６ ８ １ ２１ ６
图 １ １号 桩 时 域 图
盒 盒 盒 盒 盒 会
图 ２ ２号 桩 时 域 图
客 盒
图 ３ ３号 桩 时 域 图
所示。
则在 其 起 始位 置 处 会 产生 与 入 射 波反 相 的压 缩 反 射 波 （ 与 反 向 ）， 例 见 图 ５所 示 。 实 （ 桩 底 部 存在 较 严 重 缺 陷 。孔 桩 一 般 在 施 上 ４） 过 程 中 ， 于 施 工 措 施 不 当 ， 成 桩 底 部 混 凝 土 离 由 造 析 、 散 、 渣 较 厚 或 桩 底 塌 孑 等 严 重 缺 陷 ， 使 桩 松 沉 Ｌ 致 底 缺 陷 处 的阻 抗 降 低 ， 时 域 图 上 桩 底 部 分 则 会 出 在 现 一 个 提 前 的类 似 强 风 化 持 力 层 的 桩 底 拉 伸 反 射 波 ， 例 见 图 ６所 示 。 该 桩 混 凝 土 芯 样 在 ９ ７ 实 ． ２～ １．５ ０ １ ｍ部 位 松 散 ， 桩底 持 力层 为灰 砂 浆 、 沫剂 砂 浆 等 。 微
桩基检测之低应变反射波法简析
波 阻抗变化 界面时会产 生反射波 ，和透 射波 （ 图 １ ，应力波在桩 顶 见 ）
和波阻抗发 生变化界面 处 （ 或桩底 ） 播、反射 ，形 成桩一土 系统 的特 传 征频 率， 反射波 的相位 特 征 、频 率特 征 、形态 特 征可 以 反映 出波 阻 抗的变化特 征 （ 见式 （ ） ２ ～式 （ ） ５ ）。
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图 １ 应力波时域和频域 曲线
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｜ ＼
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４ …／ ，一 ， ＝音ｆ—ａ （ ／ ， Ｊ ５） ｌ
式 中 ： 为 截 面 积 ；Ｚ 为 波 阻 抗 ； ， 反 射 系 数 ； △ ，为 特 征 频 Ａ 为
一
线写 真
建 筑 与 发 展
Ｊａ ｕＹｕ Ｆ ａｎ ｉ ｎ Ｚｈ ａ Ｚｈ ・ ５ ・ １
Ｙｌ ｌ ａｎＸ ｉ Ｚｈｅｎ Ｘ ｅ
桩基检测之低应变反射波法简析
袁定超 北京 中铁 第五勘察 设计院集 团有限公 司 １２ ０ ０６ ０
【 摘 要 】 本文针 对某桩基工程采 用低应 变反射波法检测钻孔灌注桩工程质量 的实例进行详 细分析 ， 阐述低应变反射波 法的基本理论及其作用和 数据采集 常见缺 陷 检 测
２常见缺 陷类型低应变时域 曲线特征
根据 不 同的地 质条件和 设计要 求，灌注桩施 工过程 中采 用不 同的 施工工艺 ，施工过程 中桩身 混凝土也 会出现不 同的缺 陷特 征和质量 问
式中： ｃ为 波的传播速 度 ；ｕ（ ｘ，ｔ 为质 点的运动位 移 ；Ｅ为弹性 ） 模量 ；为密 度 。 １ １时域和频域分析 ． 在桩顶 激振后 ，产 生应力 波 ，（ 压缩波），应力波沿 桩身传 播遇到
低应变反射波法在钻孔灌注桩检测中的应用分析探讨
摘要 ： 文主要是 从 理论 结合 工程 实例 ， 低应 变反 射 波法在 某工程 钻孔 灌 注桩检 测 中的 应用 进行 分析 和判 别 。阐述 总结 了低 应 变反 射 波 本 对 法 动测技 术在 钻孔 灌 注桩 完 整性 测试 过程 中的注 意事 项及相 关建议 。
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒａ ａｙｅ ｎ ｄ ｅ ｅａ ｐｉａｉｎｏ ｗ ｓ ａｎｒｆ ｃｅ ｖ ｔｏ ｎｂ ｒｄｐｌ ｅｔ ｇｏ ｒｊｃ，ｓｍｍａｉｅ ａ ｔ ｎ ｓｒｃ： ｈｓ ａ ｅ ｎ ｌｚｓａ ｄｊ ｇｓｔ ｐ ｌ ｔ ｆｏ ｔ ｉ ｅ ｅｔｄｗａｅｍｅ ｄ ｉ ｏｅ ｉ ｔｓｉ ｆ ｐｏｅｔ ｕ ｕ ｈ ｃ ｏ ｌ ｒ ｌ ｈ ｅ ｎ ａ ｒ ｓｃ ｕｉ ｓ ｚ ｏ
ａ ｄ ｒｌｔｄ ｓ ｇ ｅｔｏ ｓｏ ｏ ｓｒ ｉ ｅ ｅ ｔｄｗａ ｅｍｅｈｏ ｙ ａ ｃ ｍｅ ｓ ｒｍ ｅ ｔｔｃ ｎｉｕ ｓｉ ｈ ｏ ｌｔｎ ｓ ｅ ｔｎ ｏ ｅ ｓｏ ｏ ｅ ｌｓ ｎ ｅａｅ ｕ ｇ ｓｉｎ ｆｌｗ ｔａｎ ｒｆ ｃｅ ｖ ｔ ｄ ｄ ｎ ｍｉ ａ ｕ ｅ ｎ ｅ ｈ ｑ ｅ ｎ ｔｅ ｃ ｍｐ ｅｅ ｅ ｓｔｓｉｇｐｒｃ ｓ ｆｂ ｒｄ ｐｉ ． ｌ ｅ
王 少 忠 Ｗ ａ ｇＳ ａ ｚ ｏ ｇ ｎ ｈ ｏ ｈ ｎ
（ 汕头 市澄 海 区工程质 量监 督站 ， 汕头 ５ ５ ０ ） １ ８ ０
Ｅ ｇ ｅｒ ｇＱｕｌｙＳ ｒｅ ｌｎ ｅＳａｉｎｏ ｈ ｎ ｈ ｉ ｓ ｉｔ ｎＳ ａ ｔｕＣｔ，ｈ ｎｏ １ ８０， ｈｎ ） ｎｉ ｅｉ ａｉ ｕｖｉａ ｃ ｔｔ ｆ ｅｇ ａ ｔｃ ｈｎｏ ｉ Ｓ ａ ｔｕ５ ５ ０ Ｃ ｉａ ｎ ｎ ｔ ｌ ｏ Ｃ Ｄｉｒ ｉ ｙ
中图 分 类 号 ：Ｕ １＋３ Ｔ ７２．
桩基低应变分析要点
低应变反射波检测桩身缺陷性分析黄恒英黄燕陈文摘要低应变反射波法桩身完整性的检测，依据弹性波理论，视桩体为一维弹性杆件而建立起来的原理，应用在工程桩测试，但在测试技术上，有很多值得探讨的问题及完善方面。
本文主要从理论与工程实例结合分析，浅谈基桩完整性检测效果。
关键词低应变反射法基桩质量检测工程实例验证与分析一、前言低应变反射波法检测桩身完整性已应用多年，国内外许多专家对基桩完整性检测技术做了大量研究，并取得较为成熟的技术经验。
在实际工程桩测试中，根据测得的反射曲线信号，利用反射波能量初至，相位和频率特征，来判别桩身质量。
目前在检测中，会遇到测试效果不理想，导致难以识别桩底信号或桩身缺陷性质，容易对缺陷造成误判，漏判等现象。
如能准确地判断桩身质量排除工程隐患，可以确保工程质量。
本文主要是从理论结合工程实例，对基桩低应变完整性检测技术进行分析和判别。
二、低应变反射波法基本机理低应变反射波法适用于检测混凝土的桩身完整性判定、桩身缺陷的程度及位置。
假定桩为一根均匀各向同性的一维弹性件体，根据桩的轴向振动微分方程的建立和求解，设桩身混凝土的波速C及桩身缺陷的深度L'可按下列公式计算：C=2L/ △T ①L'=1/2C m A tx式中：L —测点下桩长（m）;△T —速度波第一峰与桩底反射波峰间的时间差（ms）;△tx —速度波第一峰与缺陷反射波峰的时间差（mS; Cm—桩身波速的平均值（m/s）;根据波动理论，弹性波在桩身内轴向传播的基本规律由如下方程来表达：5 R=F? 5 x ③UR二F?ux ④F=Z2-Z1/Z1-Z2 ⑤5 R, 5 x分别为反射波，入射波应力；UR, ux分别为反射波，入射波的质点振动速度；F为反射系数；Z1和Z2为反射界面两侧介质的广义波阻抗（假设弹性波从乙介质进入Z2介质）。
从上述③、④、⑤式得出，可以看出反射波相位特征与桩身缺陷的关系（见表），以此可以判别桩身质量。
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低应变反射波法检测钻孔灌注桩工程质量的实例进行详细分析
1低应变反射波法
低应变反射波法是以一维边界条件下的波动方程(公式(1))为理论基础，通过分析应力波在桩体(一维杆件)中传播、反射的时域曲线特征和频域曲线特征来确定桩身完整性的一种方法。
式中：c为波的传播速度；u(x，t)为质点的运动位移；E为弹性模量；为密度。
1．1时域和频域分析
在桩顶激振后，产生应力波，(压缩波)，应力波沿桩身传播遇到波阻抗变化界面时会产生反射波，和透射波 (见图1)，应力波在桩顶和波阻抗发生变化界面处(或桩底)传播、反射，形成桩一土系统的特征频率，反射波的相位特征、频率
特征、形态特征可以反映出波阻抗的变化特征(见式(2)～式(5))。
式中：A为截面积；Z为波阻抗；，为反射系数；△ ，为特征频率；Ⅱ为桩一土阻力函数，0Z 时a一0，Z。
>Z，时a≈ O．5。
根据公式(3)可以把桩身混凝土的波阻抗变化特征归纳为以下三种类型：
① Z 一Z，，即波阻抗无变化，R，=0，应力波全部透射，不产生反射波。
桩身混凝土结构均匀、完整、无缺陷且桩底基岩波阻抗与桩身混凝土波阻抗基本相同。
② Z >Z，，即反射界面下段波阻抗变小，R < 0，反射波与入射波同相，该类波阻抗变化特征主要对应于桩体内有缩径、离析、断裂、夹泥等缺陷。
③ Z < Z，，即反射界面下段波阻抗变大，R，>0，反射波与入射波反相，该类波阻抗变化对应于桩体存在扩径、桩底基岩强度大于桩身混凝土强度的现象。
L 2时域和频域波速计算
应力波在桩顶和波阻抗反射界面之间传播；在频率、速度、距离上存在以下关系：
式中：C为桩身的一维应力波纵波波速(m／s)，简称波速；L为桩顶测点与反射界面的距离(m)；△ t为续至反射波峰值与初至入射波峰值的时刻差；△ f为幅值谱上桩顶和反射界面相邻峰值间的频率差，即桩的特征频率(Hz)。
2常见缺陷类型低应变时域曲线特征
根据不同的地质条件和设计要求，灌注桩施工过程中采用不同的施工工艺，施工过程中桩身混凝土也会出现不同的缺陷特征和质量问题，在低应变时域曲线上也会有不同的特征。
(1)桩身结构完整，混凝土粗骨料分布均匀、固结完整，桩身无明显的波阻抗变化，低应变时域曲线桩底反射特征明显，波速在对应的混凝土强度等级范围内。
曲线形态特征见图2。
(2)人工挖孔桩在桩孔内无水情况下，如果不采用水下导管灌注工艺，混凝土施工过程中容易出现机械振捣不足，混凝土固结不够均匀密实，或者混凝土固结时间不足的质量问题，应力波在此类桩身混凝土中传播会发生散射和绕射，应力波的能量被吸收，衰减作用比较强烈，桩的波速也相对偏低。
曲线形态特征见图3。
(3)在成孔过程中遇到地震可液化层、软弱土层或承压水层时，往往需要夯填大量片石、膨润土、水泥等并挤压至孔壁土层，以加固孔壁或者封堵承压水，该类夯填物的波阻抗远大于桩周土的波阻抗，从而形成高阻抗反射界面。
另外，孔
壁局部坍塌也可导致坍塌处扩径成高阻抗反射界面。
曲线形态特征见图4。
(4)在混凝土灌注过程中如果导管1：3离隔离层距离太短，或导管漏水，容易引起坍落物、浮浆被埋入桩体混凝土中，形成离析、夹泥的低波阻抗反射界面，该类桩的曲线形态特征见图5。
(5)在可塑～流塑的粘性土层中，孔壁土体在自重压力作用下产生塑性变形，形成缩径。
该类桩的益线形态特征与离析、夹泥等缺陷的曲线形态特征类似。
曲线形态特征见图6。
(6)在灌注桩施工过程中，如果导管口上提超过隔断层，将隔断层之上大量孔壁坍塌物、泥浆等悬浮物淹没于桩身混凝土之间就会形成断桩，此时，完整混凝土的波阻抗远大于桩体中坍塌物、泥浆等悬浮物的波阻抗(反射系数趋近于1)，有效应力波将在波阻抗变化界面和桩顶之间来回反射传播形成二次反射或多次
反射。
曲线形态特征见图7。
其中，A、B、C、D点分别为反射波的初至及续至波到达桩顶的时间，根据公式(6)，相邻反射波峰之间的时间差△ t(频差△ f)是相同的。
即：△t0A=△tAB=△ 。
：△ 。
，这是对时域和频域曲线进行分析过程中判定是否为断桩缺陷最为主要的依据。
3低应变现场数据采集要点
3．1安装桩头处理和传感器
① 桩头应凿去浮浆，露出完整、密实混凝土，凸凹高差不宜超过3 Cm。
② 在桩顶平面中心和距中心2／3倍半径处均匀布置3～4处直径不小于l 0 Cm 的平面，作为应力波激发点或传感器接收点。
③传感器用橡皮泥、黄油或石膏紧密粘合于接收点平面。
3．2选择激振设备
一般情况下构成力锤的材质越软，产生的低频成分就越丰富，低频应力波的能量就越集中，探澍的深度就越深；反之，构成力锤的材质越硬，激发高频成份就越多，高频应力波的能量就越集中，能量衰减就越快，探测的深度就越浅。
低频波虽然有利于探测桩底反射和深部缺陷，但是会降低对浅部缺陷和小型缺陷的分辨率；高频波虽然有利于探测桩浅部缺陷和小型缺陷，但是能量衰减比较快，很难探测到深部的缺陷，同时高频应力波容易受浅部外界干扰因素(桩头不规则、钢筋笼谐振)的影响产生干扰信号。
因此在实际检测过程中应根据桩长和需要检测的深度，反复比选，寻找合适的激振设备，才有可能获得正确的波形曲线。
常见的激发力锤有：小钢锤、小铜锤、尼龙锤、木锤等。
3．3分析现场异常情况
现场实测过程中经常会遇见一些奇特的波形，引起波形异常的原因主要和激发方式、传感器安装以及桩头处理有着密切的关系。
(1)时域曲线初至波携带高频子波，出现这种情况的原因在于被测桩存在浅部缺陷，见图8。
(2)时域曲线初至波与续至波呈超低频特征，出现这种情况的原因在于安放传感器的混凝土体与桩体完整混凝土已经有裂隙。
时域曲线反映的是松动混凝土体的低频谐振，见图9。
(3)时域曲线初至波形顶端分叉，出现这种情况的原因在于激发力棒或力锤顶端有劈裂现象，见图1 0。
(4)时域曲线偏离基线，或出现高频振荡，这种现象主要是由于传感器结合面不水平、激振时不垂直或激振点、传感器接收点靠近桩项环桩箍筋所致，见图11。
(5)当传感器与激振点距离比较近或激振能量比较大的时候，信号曲线上会有比较多的面波干扰信号，这些信号将淹没浅部缺陷的反射信号，见图1 2。
4低应变反射波法检测缺陷
4．1浅部缺陷的检测盲区
桩顶激发脉冲波在初始传播阶段其实是半球面波，当传播到一定距离以后，球面波才可能近似看作平面波，满足低应变平面假设条件，而从桩顶到此深度范围内应力波的传播比较复杂，信号干扰严重，这个区域被称为一维应力波的盲区；该盲区深度范围在l倍的桩径到1／2波长之间。
盲区的大小与激发脉冲信号的宽度密切相关，实测过程中可以通过提高力锤硬度、减弱激发能量、减小脉冲宽度等方式减小盲区范围。
4．2难以探测到深部缺陷
由于桩身混凝土内部结构的不均匀性导致应力波在传播过程中的散射、绕射和反射，从而削弱了应力波传播的振幅和能晕，同时桩周土对有效应力波也起衰减作用，一般情况下，桩长超过川I1]左右就难以接收到桩底反射信号。
同时桩身存在的浅部严重缺陷(如断桩)将入射波的能量大部分转换为反射波从而削弱了透射波的能量，如图7，对于埋深4m以下的缺陷就无法再采集到有效信号。
4．3缺乏判定缺陷程度的依据
低应变检测资料分析过程中，对于时域曲线的反射波形特征，可以根据时域和频域分析，计算缺陷存在的位置，根据有无桩底反射波、反射波的相位特征、是否存在二次或多次反射以及反射波的振幅衰减情况、频率变化情况，可以定性地判断桩体是扩径、离析、夹泥、缩径或者断裂。
但是对于缺陷存在的厚度、大小以及对于工程质量的影响程度则缺乏完整的分析、评价依据。
在实际现场数据分析过程中往往采取抓大放小的原则确定桩身质量缺陷的程度。
结束语
低应变反射波法具有外业数据采集简单、快捷的特点，能够对大量的工程桩在短时间内开展质量普查工作，本着“抓大放小” 的原则，对桩长相对较短、反射波形特征比较明显的基桩质量缺陷作出比较客观的评价，但是受激振方式、桩身质量、桩端土和桩周土的地质特性以及仪器设备等因素的影响，难以探测到长、大桩深部的缺陷；同时，仅根据缺陷的反射波形特征、相位变化特征、频率变化特征还无法对缺陷的大小和对工程质量的影响程度作出定量的评价，对于低应
变反射波时域曲线上反映比较突出的缺陷还需要结合钻探取芯验证确定其质量缺陷程度。