反射波法检测桩基结构完整性
低应变反射波法检测细则
低应变反射波法检测1适用范围本细则适用于低应变反射波法检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。
其有效检测桩长范围应通过现场试验确定。
2编制依据《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2014。
3检测仪器设备检测仪器设备主要为RS-1616K（S）基桩动测仪、力锤、力棒。
4受检桩种类及要求4.1 受检桩种类1、混凝土预制桩2、混凝土灌注桩4.2 受检桩要求4.2.1受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa。
4.2.2桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同。
4.2.3桩顶面应平整、密实，并与桩轴线基本垂直。
5现场检测5.1准备工作5.1.1收集工程桩的桩型、桩长、桩径、设计桩身混凝土强度、施工记录及地质勘察报告等有关技术资料。
5.1.2检查桩顶条件和桩头处理情况受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与设计条件基本相同。
灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散、破损部分，并露出坚硬的混凝土表面；桩顶平面应平整干净无积水，必要时宜采用便携式砂轮机磨平；妨碍正常测试的桩顶外露主筋应割掉。
预应力管桩当法兰盘与桩身混凝土之间结合紧密时，可不进行处理，否则，应采用电锯将桩头锯平。
当桩头与承台或垫层相连时，应将桩头与混凝土承台或垫层断开。
5.1.3检查仪器设备，使测试系统各部分之间匹配良好。
5.2现场仪器设备配置（如下图）：5.3测量传感器的选择和安装5.3.1传感器的选择检测长桩的桩端反射信息或深部缺陷时，应选择低频性能好的传感器；检测短桩或桩的浅部缺陷时，应选择加速度传感器或宽频带的速度传感器。
5.3.2传感器的安装1、传感器安装应采用化学粘结剂或石膏、黄油等粘贴，不应采用手扶式。
安装时必须保证传感器与桩顶面垂直。
2、激振点和传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。
3、实心桩的激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处；空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为90度，激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。
低应变反射波法桩身完整性检测浅解
低应变反射波法桩身完整性检测浅解摘要：灌注桩桩身缺陷性状比较复杂，受成孔质量和混凝土浇注工艺影响较大，难以判别引起缺陷的原因，同时受桩径的影响、特别是大直径桩，在同一桩身截面上缺陷分布上存在不均匀性，因此，应根据桩径的大小合理布置检测点，并收集成孔、混凝土灌注记录、地层资料，对存在的缺陷进行综合判断，必要时，采用钻孔取芯或其他合适的方法进行验证。
关键词：灌注桩；低应变反射波法；桩身缺陷；检测点数量；验证；准确性和可靠性1前言随着城市化发展进程加快，土地的使用越来越受到限制，建筑物变的越来越密集、并且寻求向空中和地下拓展，钻孔灌注桩因成桩相对容易，成桩过程中基本不产生挤土效应，振动小，抗拔效果好，只要控制好成孔过程中泥浆收集、排放问题，对周边建筑物及环境的影响相对较小，适合在相对密集的建筑群以及对沉降控制严格的建筑物周围施工，因此，在高层建筑和地下建筑的基础中得到广泛应用。
由于成孔质量受机具、成孔工艺和地层等各种因素的影响，灌注桩桩径会发生变化，并存在蜂窝、空洞、夹泥、离析等缺陷，影响成桩的质量。
低应变反射波法能方便快捷检测桩身完整性。
2低应变反射波法桩身完整性检测原理根据一维弹性波在基桩内传播理论【1】，用手锤或力锤、力棒敲击桩顶，由此在桩顶产生的应力波沿桩身以波速C向下传播，应力波在沿桩身传播过程中，当遇到桩身阻抗Z发生变化的界面（如扩颈、缩颈、混凝土离析、裂缝、断裂等变化界面时，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，并由测桩仪进行信号放大等处理后，得到加速度时程曲线。
从曲线形态特征可以判断阻抗变化位置或校核桩长，根据反射波的时域特性和幅频特性分析结果，根据上海市工程建设规范《建筑地基与基桩检测技术规程》表10.4.2所列特征综合分析，定性分析桩身完整性。
混凝土的速度C及桩身缺陷的深度L可按下列公式计算:C=2L/ΔT根据上海市工程建设规范《建筑地基与基桩检测技术规程》第10.4.条第2款规定，应选取本工程同一条件下部少于5根的有代表性的完整桩的纵波波速值，计算桩身纵波的平均波速值C m。
反射波法检测基桩完整性(1
现场检测技术方法
安装传感器
传感器安装点及其附近不得有缺损或裂缝； 当锤击点在桩顶中心时，传感器安装点与桩中心的距离
宜为桩半径的三分之二； 当锤击点不在桩顶中心时，传感器安装点与锤击点的距
离不宜小于桩半径的二分之一； 对于预应力管桩，传感器安装点、锤击点与桩顶面圆心
构成的平面夹角宜为90度。
T1
Toe
-0.02
Vel
0 5 10 15 20 25 m
从检测波形上看，该桩在距桩顶16米左右处同相反射信号较强，桩身完整性 存在比较严重的缺陷，判定该桩为Ⅲ类桩。结合地质报告，该桩所处主要地 层结构为卵石层和亚粘土层，判定缺陷类型为夹泥。后据施工单位反映，该 桥场地地质情况比较差，成孔比较困难，钻孔过程中经常会出现孔壁坍塌的 情况。该桩桩身夹泥缺陷明显，此缺陷的形成有以下几个原因：其一主要是 混凝土灌注过程中出现了局部塌孔的情况，泥土挤入桩身；其二是施工单位 在处理坍孔或加大泥浆稠度时直接加入孔内的粘土在施工中被分散成泥团、 泥块，在灌注混凝土时夹入桩身；其三是缺陷位置处的混凝土灌注速度不正 常，低于正常灌注速度，当混凝土下泄时，不足以将泥浆全部挤出，造成夹 泥的缺陷。
Ⅳ类桩实例分析
cm/s
0.01 0.01 0.00
2: # 156
MA: 2.00 MD: 2.00 LE: 40.00 WS: 4000 LO: 0.77 HI: 0.00 PV: 0 T1: 63
T1
Toe
-0.01
Vel
0 5 10 15 20 25 30 35 40 m
从检测波形上看，该桩在距桩顶24米处同相反射信号非常强，并且可以见 到该缺陷的二次和三次重复反射，见不到桩底反射信号，故判断该桩为断 桩。后经事故调查得知，该起断桩事故与地质情况无关，为人为原因造成。 当时施工单位在对该桩灌注过程中，发现所购商品混凝土坍落度连续七车 不满足施工质量要求，最小的为11cm，最大的为15cm，随即对该商品混凝 土清退出场，等合格的商品混凝土到场后，此时该桩已经中断灌注混凝土 2.5至3个小时，继续灌注时导管内混凝土已经不能顺利下落，施工单位随 即采取敲击导管并利用25吨吊车小幅度上下往复运动导管，强行使混凝土 下落，此时孔内混凝土已经凝结，不可能继续上浮，最终形成二次浇筑面 造成断桩。这是一种典型的断桩形成原因。
低应变反射波法检测桩头具备条件及信号处理
低应变反射波法检测桩头具备条件及信号处理摘要：低应变反射波法是国内外进行桩基完整性检测普遍使用的一种有效方法,它以其机理清晰、测试方法简便、成果较可靠、成本低、便于对桩基工程进行普查等特点而受到工程界的欢迎,可在桩基质量检测中充分发挥作用。
因此,对用低应变反射波法检测桩基结构完整性的研究有深远意义,故促使人们对该方法进行深入的研究。
桩基检测是一项非常重要的工作,其不可预见影响因素非常复杂. 钻孔灌注桩的桩身完整性检测历来是一个比较麻烦的事情。
其原因在于,同预制桩相比,在桩径、横截面形态、桩身混凝土强度、钢筋笼的位置等方面,钻孔灌注桩都有种种不确定性,有时甚至是令人瞠目的不规则。
随即造成用低应变反射波法检测桩身完整性的曲线复杂、多变、信号相互重叠,没有规律,难以辨认和判别。
检测桩的桩头处理、传感器的安装、激振频率的选择情况以及桩周土阻力、信号处理等,都会对检测数据结论产生一定的影响,这就要求检测人员在检测过程中,分析克服外界不利影响因索,寻求最佳检测手段,追求最准确的判断。
关键词：低应变法、桩头具备条件、信号处理；1低应变反射波法的检测原理低应变反射波法，该法以一维波动理论为基础（即）：桩顶实施锤击后，激起桩顶顶点的振动，运动在混凝土桩身中传播而形成应力波，应力波在下行途中，如果遇到阻抗减小（缩径、离析等），即产生上行的拉伸波，该拉伸波上行达到桩顶面时，将导致顶面质点向下的速度增加；反之，如果遇到阻抗增大（扩径等），则产生上行的压缩波，该波运行至桩顶面将导致质点向下的速度减小；这些信息都被安装于桩顶的加速度传感器接收，根据初始激励与桩身阻抗变化处反射达到时刻之间的时间差△t及应力波在桩身混凝土介质中的传播速度C来推求阻抗变压的位置X（X=C△t/2）；根据速度曲线的上下起伏大小来判断桩身的阻抗变化程度。
2桩头应具备的条件(1)桩头应具备的条件桩顶条件和桩头处理好坏直接影响测试信号的质量。
为了避免检测过程中产生虚假的信号，导致影响评判结果的正确性，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等同。
桩基反射波检测(动测)试验细则
桩基反射波检测(动测)试验细则.doc桩基反射波检测（动测）试验细则一、前言本细则旨在规范桩基反射波检测（动测）试验的实施，确保试验结果的准确性和可靠性。
二、适用范围本细则适用于所有需要进行桩基反射波检测（动测）的工程项目。
三、术语和定义桩基反射波检测（动测）：利用反射波在桩基内部传播的特性，通过测量反射波的传播时间来评估桩基完整性的检测方法。
桩基：指为建筑物提供支撑的基础结构。
完整性：指桩基内部结构的完好程度。
四、组织结构项目负责人：负责整个试验的组织和协调。
检测工程师：负责试验的具体实施。
技术支持团队：提供试验所需的技术支持。
五、试验前的准备技术准备：熟悉桩基反射波检测的技术要求和操作流程。
设备准备：准备所需的检测设备，包括反射波检测仪、传感器等。
场地准备：确保试验场地符合试验要求，无其他干扰因素。
六、试验流程桩基表面处理：清理桩基表面，确保传感器能牢固地附着。
传感器布置：按照设计要求布置传感器。
数据采集：启动检测设备，采集桩基反射波数据。
数据分析：对采集到的数据进行分析，评估桩基完整性。
结果记录：记录试验结果，包括数据和分析结论。
问题处理：根据试验结果，提出问题解决方案。
七、试验技术要求传感器布置：传感器应均匀布置，确保数据的代表性。
数据采集：采集足够的数据，以确保分析的准确性。
数据分析：采用专业的分析软件，对数据进行深入分析。
八、试验安全措施人员安全：确保所有参与试验的人员了解安全规程。
设备安全：正确操作检测设备，防止设备损坏。
场地安全：确保试验场地安全，防止意外事故。
九、试验结果的应用桩基质量评估：根据试验结果，评估桩基的完整性和承载能力。
问题诊断：对发现的问题进行诊断，提出改进措施。
工程决策支持：试验结果可作为工程设计和施工决策的依据。
十、记录和报告试验记录：详细记录试验的各个环节，包括准备、实施和结果。
试验报告：编写试验报告，总结试验过程和结果。
报告审核：试验报告应经过审核，确保其准确性和可靠性。
反射波法测桩原理及方法
反射波法测桩基本原理
假定桩为一维弹性杆件，其材料由介质密度ρ确定。如果 用C 表示在杆件中传播的应力波（纵波）波速，则C 与杆件 的弹性模量E 和介质密度ρ的关系用以下公式表示：
C=
E
ρ
用A 表示杆件任一截面的面积，则定义波阻抗为：
Z = ρ CA =
EA C
在应力波作用下，波阻抗综合反映了杆件材料的物理性 质及其几何尺寸的变化。
V I + V R = VT F I + F R = FT
FI Z1
−
FR Z1
=
FT Z2
Z 1 (V I − V R ) = Z 2V T
Байду номын сангаас
联立求解可得：
质点作用力反射系数 质点振动速度反射系数
R R
F
= = = =
FR Z = FI Z V V
R I
2 2
− Z + Z
2 2
1 1 1 1
V
= − = =
RV
VR Z 2 − Z1 = = − VI Z 2 + Z1
桩底支承介质较桩身混凝土软以及桩身缩径、断裂、 离析、夹泥等均会出现波阻抗减小的现象。此时，反 射系数Rv＞0，在速度检测器接收的曲线上，反射波相 位与入射波相位相同。由于RF＜0，则反射波为上行拉 伸波，与入射波（下行压缩波）传播方向一致。 如果桩完全断裂，Z2≈0，发生全反射，质点应力为 0，质点振动速度加倍。应力波在断裂位置以上多次反 射，形成震荡曲线。检测不到断裂位置以下信息。
反射波时域曲线实例
钢筋混凝土灌注桩： 旋挖成孔，灌注C35 商品混凝土。 上图为重锤敲击， 波形呈现低频大振 幅衰减振动，表明 桩头浅部有严重缺 陷； 下图为轻锤敲击， 缺陷位置明显。
简述低应变反射波法在灌注桩桩身完整性检测的应用
工作研究简述低应变反射波法在灌注桩桩身完整性检测的应用杨 帆 刘海艳（沈阳岩土工程技术测试开发有限公司，辽宁 沈阳 110015）摘 要：简述低应变反射波法在灌注桩桩身完整性检测的应用，总结出低应变反射波法的优缺点，为检测人员在工程现场更好的应用低应变反射波法提供依据，更高效更准确的运用低应变反射波法进行灌注桩桩身完整性的检测工作。
关键词：灌注桩桩身完整性检测；低应变法；适用条件及提高准确性灌注桩因其本身具有的特点，具有较为广泛的应用，是一种常见的桩基础形式。
灌注桩根据成孔的机械不同而通常有以下几种：螺旋钻机成孔法、冲击钻机成孔法、正循环回转法、反循环回转法等。
受场地岩土工程地质条件、现场施工条件及施工工艺、原料及施工进度安排、施工人员技术水平等制约，灌注桩成桩质量有很大的不确定性，易产生桩身混凝土振捣不密实、蜂窝、空洞、夹泥、离析等缺陷，影响成桩的质量，造成重大安全隐患。
而桩基础属于重要的隐蔽工程具有不可逆性，又是整个建筑物安全体系的重要一环，所以根据现场的实际情况，通过行之有效的完整性检测方法，对灌注桩进行桩身完整性评价是一件十分重要的工作。
低应变反射波法作为一项广泛应用于灌注桩桩身完整性检测的方法，任何更好的准确的运用于灌注桩桩身完整性检测，是一项十分重要的工作，本文通过总结多年的现场工作经验，简述低应变反射波法的优缺点，将低应变反射波法更好的应用于不同条件下的灌注桩桩身完整性检测。
1 低应变反射波法桩身完整性检测简介：该方法是将速度或加速度传感器用耦合剂粘贴在桩顶上，用激振锤敲击桩顶激发产生应力波沿桩体向下传播，根据振动理论和波动理论分析应力波在桩体内的传播与反射的固有规律，对完整桩体，只会在桩端产生反射，对桩体中的蜂窝、断桩、缩（扩）径、沉渣、离析等破损部位，因存在波阻抗差异，也会产生反射波。
这些信息经桩基动测分析仪记录下来，将室外记录下来的信息通过室内回放，借助于计算机进行对实测信号在时域内进行波形分析，在频域内进行频谱分析，以了解桩内波阻抗的变化情况，进而据其规律和特征确定桩体的缺陷性质和缺陷位置。
低应变反射波法检测桩基
低应变反射波法检测桩基以动测方法发展起来的桩身完整性检测技术是依赖于桩身及其缺陷对入射波的反应而进行间接判断的一种方法，其中低应变反射波法是工程中检测桩基完整性最常用的方法之一。
在本文中将对低应变反射波法测桩的原理、特点结合工程中的应用进行详细介绍，并就低应变反射波在使用上的限制及影响因素进行简单介绍。
1、低应变反射波法测桩的特点低应变反射波法是工程中检测桩基完整性最常用的方法之一，有其不可替代的优势，但也存在众多不足带来的误判、漏判等，给工程建设造成不利影响：(1) 反射波法的优点仪器设备轻便，操作简单，成本低廉；检测覆盖面大，可对桩基工程进行普查；可检测桩身完整性和桩身存在的缺陷及住置，估计桩身混凝土强度、核对桩长等。
(2) 反射波法的局限性①检测桩长的限制，对于软土地区的超长桩，长径比很大，桩身阻抗与持力层阻抗匹配好，常测不到桩底反射信号。
②桩身截面阻抗渐变等时，容易造成误判。
③当桩身有两个以上缺陷时，较难判别。
④在桩身阻变小的情况下，较难判断缺陷的性质。
⑤嵌岩桩的桩底反射信号多变，容易造成误判。
2、原理低应变反射波法是在时间域上研究分析桩的振动曲线，通常是通过对桩的瞬态激振后研究桩顶速度随时间的变化曲线，从而判断桩的质量。
一般是根据反射波与入射波相位的关系，判别某一波阻抗界面的性质，这是低应变反射波法判别桩底情况及桩身缺陷的理论依据。
3、桩身混凝土强度判断应注意以下几个方面在针对具体的测试信号进行分析时还要结合桩周土的情况及影响因素进行判断。
嵌岩桩的时域曲线中桩底反射信号变化复杂，一般情况下，桩底反射信号与激励信号极性相反；但桩底混凝土与岩体阻抗相近，则桩底反射信号不明显，甚至没有；如桩底有沉渣，则有明显的同相反射信号。
因此，要对照受检桩的桩型、地层条件、成桩工艺、施工情况等进行综合分析，不宜单凭测试信号定论。
4、在桥梁桩基检测中的应用（1）工程概况该新建桥梁基础采用钻孔灌注圆桩，测桩布置图见图1。
桩身完整性检测技术和检查方法
1.1.6 检测时间规定 1 采用低应变法或声波透射法检测时，受
检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且 不小于15MPa 。 2 采用钻芯法检测时，受检桩的混凝土龄 期达到28d 或预留同条件养护试块强度达到 设计强度。 3 采用高应变法检测时，除上述要求外， 还应满足成桩休止时间要求。
度和力的时程曲线，通过波动理论进行分析，检
测判定：
①单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求，
分析桩侧与桩端阻力； ②缺陷及位置，完整性类
别。
（4）钻芯法
用钻机钻取芯样，以检测判定：
①桩身缺陷（密实性、连续性）、 ②桩长、
③桩底沉渣厚度、④桩身混凝土强度、⑤判断或
鉴别桩端岩土性状。
5
1.1.4 抽检数量
身完整性进行判定：
①混凝土均匀性；②缺陷及位置；③完整
性类别。
（2）低应变法
用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实 测桩顶的速度、加速度时程曲线，通过波动理论 或机械阻抗理论对实测数据进行计算分析，对桩
身完整性进行判定：
①缺陷及位置；③完整性类别。
4
（3）高应变法
用重锤在桩顶冲击激振，实测桩顶的(加)速
6
b.地下水位以上且终孔后桩端持力层已通过核验的人工 挖孔桩，以及单节混凝土预制桩，抽检数量可适当减少， 但不应少于总桩数的10%，且不应少于10 根。 C.为了全面了解整个工程基桩的桩身完整性情况时，应 适当增加抽检数量。
1.1.5 受检桩选择
1 施工质量有疑问的桩； 2 设计方认为重要的桩； 3 局部地质条件异常的桩； 4 施工工艺不同的桩； 5 除上述规定外，同类型桩宜均匀随机分布。
桩身完整性检测技 术和检查方法
• 1.相关规范、理论依据和技术方法 • 2.声波透射法检测 • 3.低应变法检测 • 4.高应变法检测 • 5.钻芯取样检测
低应变反射波法检测桩基结构完整性的应用研究的开题报告
低应变反射波法检测桩基结构完整性的应用研究的开题报告一、研究背景与意义桩基是复杂土工系结构中的一种常见基础形式。
由于桩基结构的特殊性质，其结构受力和变形特性较为特殊，且容易发生各种损伤和失稳情况，使得桩基结构完整性的评估受到广泛关注。
在桩基结构完整性评估中，非破坏性评估技术被广泛应用，很多方法在理论上有可行性，但是由于应用过程中存在一定的限制，因此并不十分实用或精确。
低应变反射波法是一种比较新的非破坏性检测方法，可应用于不同类型的混凝土结构中，特别是适用于桥梁、隧道、大型建筑物和桩基等复杂土工系结构的检测。
其基本原理是以低应变的激发荷载作用下，采用地震声波检测仪，在结构内部观测荷载产生的反射波，根据反射波特征来判断结构的存在缺陷和损伤情况。
本研究旨在探究低应变反射波法应用于桩基结构完整性检测的可行性及有效性，为桩基结构非破坏性检测提供新思路和方法，推进此技术的应用和发展。
二、研究内容1. 桩基结构完整性评估与低应变反射波法的基本原理、适用性和功能特点介绍。
2. 基于低应变反射波法的桩基结构完整性检测技术研究：从激发荷载的选择、地震声波检测仪的使用、信号处理和分析等方面，阐述低应变反射波法在桩基结构完整性评估中的应用。
3. 现场试验和数据分析：在实际工程中，采用低应变反射波法对桩基结构进行完整性检测，结合实测数据来判断桩基结构的完整性情况，并与传统方法进行比较分析。
4. 对现场试验数据进行处理和分析，探明低应变反射波法应用于桩基结构评估中的可行性和有效性，并对技术应用的局限性和发展空间进行探讨。
三、研究方法与步骤1. 梳理桩基结构完整性评估相关的理论知识和技术方法，学习低应变反射波法的基本原理和应用技术。
2. 就测试复合地基工程实例，设计实验方案和操作流程，通过现场实验数据收集及处理，掌握低应变反射波法的应用情况和现场操作技术。
3. 采用实验分析等方法，比较分析低应变反射波法与其他方法之间的差异，探讨低应变反射波法的优缺点及适用性。
基桩低应变反射波法检测
• 引言 • 低应变反射波法检测原理 • 基桩低应变反射波法检测流程 • 基桩低应变反射波法应用实例 • 基桩低应变反射波法优缺点 • 未来展望与研究方向
01
引言
基桩检测的重要性
01 02
确保结构安全
基桩是建筑物的基础，其质量直接关系到建筑物的安全性和稳定性。通 过检测基桩的质量，可以及时发现潜在的问题，避免因基桩质量不达标 导致的建筑物损坏或倒塌。
提高工程质量
对基桩进行检测是工程质量控制的重要环节。通过检测，可以及时发现 施工中的问题，采取相应的措施进行纠正，提高工程质量。
03
降低维护成本
如果基桩存在质量问题，将会导致建筑物在使用过程中出现各种问题，
如沉降、开裂等。通过基桩检测，可以及时发现并处理问题，避免因小
问题积累导致大问题出现，从而降低维护成本。
数据处理与结果分析
数据预处理
对采集到的原始数据进行滤波 、去噪等处理，提高数据质量
。
波形分析
对处理后的数据进行波形分析 ，识别和提取反射波信号的特 征参数。
结果判定
根据反射波信号的特征参数， 结合基桩设计参数和施工情况 ，对基桩质量进行判定。
出具检测报告
将检测结果整理成报告，提供 给相关单位或个人使用。
量基桩进行检测。
实时性强
低应变反射波法可以在基桩施工完成 后立即进行检测，提供实时反馈，有
助于及时发现和解决问题。
覆盖范围广
该方法适用于各种类型的基桩，包括 灌注桩、预制桩等，覆盖范围较广。
无损检测
该方法不会对基桩造成损伤，可以保 证基桩的完整性。
缺点
对检测人员要求高
受环境因素影响较大
低应变反射波法需要经验丰富的专业人员 进行操作，对检测人员的技能和经验要求 较高。
桩基完整性检测中桩身应力波衰减规律及其应用
桩基完整性检测中桩身应力波衰减规律及其应用摘要：在建筑工程施工中运用最多的一种建筑类型就是桩基础，桩基工程的合格程度直接影响建筑的安全程度与否，也决定人民群众的生命财产安全和建筑施工的稳定。
文章从实际工程等实例出发，对施工过程中存在的低应变反射波进行分析，并运用低应变反射波法对基桩进行整体性的检测，挖、钻孔灌注桩等工程的质量检测，并对对其应用进行分析、概述与总结。
关键词：桩基完整性；低应变检测；工程应用前言：基桩是一种地下的建筑工程，具有隐蔽性，基桩质量的好坏决定了整个建筑工程的稳定性的优劣，因为基桩是埋在地下的，不能使用常规的检查方式，而且基桩在实际工程的施工中经常出现基桩的断裂，基桩直径大小扩张或收缩以及基桩底部会有沉渣等建筑缺陷，所以对基桩的完整性进行检测是必要的。
对基桩的完整性检测现如今主要采用的方法是低应变法，这种方法能够检测基桩在一定长度范围内的缺陷程度和缺陷的位置，它的优点是费用较低、方法比较方便、操作起来简单、检测结果比较准确，在以往的基桩完整性检测中低应变法是较为常用的。
1.应力波检测的原理1.1理论分析基桩应力波反射法的理论原理是运用一维应力波理论来建立桩基体系的响应，现如今在施工时桩基的桩长远大于桩的直径，而且混凝土对应力波衰减的影响本来就很小，但是桩基的桩周土的阻力对应力波衰减过程的影响较大，检测时用激振锤对桩的顶部进行敲击，敲击的过程中产生的应力波沿桩身的方向向下进行传导，当应力波经过有缩径、夹泥、沉渣等有缺陷的桩身时，应力波的一部分就会反射，方向发生改变向上进行传播，这一部分应力波会被相应的传感器所接受，传感器对其进行处理；而另一部分的应力波会顺着桩身向下接着传播，当这一部分应力波传播到桩底时，在桩底就会被反射，这一部分反射回的应力波在到达桩顶时就又会被传感器所接收，传感器将所接收的反射信号发送到桩基动测仪，桩基动测仪会将反射信号进行放大、A/D转换, 接口电路送入计算机显示得到时程曲线,计算机会根据入射波和反射波的相位、波形、振幅和频率以及各个反射回信号到达传感器的时间等数据来确定桩基的缺陷大小、缺陷类型、缺陷位置，通过仪器测量的实际桩身长度、施工材料和施工条件，综合进行评估给出桩基的完整性和改进意见。
低应变检测桩身完整性和声波透射法检测桩基
实验报告课程：桩基检测与评定题目：低应变检测桩身完整性与桩基超声波透射法院系：土木工程系专业：年级：姓名：指导教师：西南交通大学峨眉校区2012 年7 月 1 日基 桩 反 射 波 法 试 验检 测 报 告一．基本原理基桩低应变动力检测反射波法的基本原理是将桩身假定为一维弹性杆件（桩长>>直径），在桩顶锤击力作用下，产生一压缩波，沿桩身向下传播。
当桩身存在明显波阻抗Z 变化的截面将产生反射和透射波，反射的相位和幅值大小由波阻抗Z 变化决定。
桩身波阻抗Z 由桩的横截面积A 、桩身材料密度ρ等决定即Z=A C ⋅⋅ρ。
假设在基桩中某处存在一个波阻抗变化界面，界面上部波阻抗1Z =111A C ρ，上部波阻抗2Z =222A C ρ①当1Z =2Z 时，表示桩截面均匀，无缺陷。
②当1Z >2Z 时，表示在相应位置存在缩径或砼质量较差等缺陷，反射波速度信号与入射波速度信号相位一致。
③当1Z <2Z 时，表示在相应位置存在扩径，反射波与入射波速度信号相位相反。
当桩身存在缺陷时，根据缺陷反射波时刻与桩顶锤击触发时刻的差值△t 和桩身传播速度C 来推算缺陷位置Lx=△t ²C/2二．现场检测大致流程是用力锤对桩顶作瞬态激振，以产生脉冲应力波，由设置在桩顶的加速度传感器接收入射波和反射波信号，该信号经电荷放大后，经桩基分析系统处理，根据反射波的时差，相位和幅值即可判断桩身的缺陷位置、类型及程度。
传感器的安装对现场信号的采集影响较大，理论上传感器越轻、越贴近桩面、与桩面之间接触刚度越大，传递特性越好，测试信号也越接近桩面的质点振动。
对实心桩的测试，传感器安装位置宜为距桩心2/3～3/4半径处；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90°夹角，传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。
传感器的安装必须通过藕合剂垂直与桩面粘接，此次实验使用的是经口加工的口香糖。
基桩反射波法检测报告(原件)
四、成桩情况
根据委托单位提供的设计及施工资料，给出各类检测桩的有关成桩参数和桩位平面图(附图)。
五、工程地质概况
给出工程地质情况的基本描述，或检测点附近的地质资料见附图等。
六、检测数据分析与判断
根据所测波形特征，结合桩的成桩工艺和设计要求，将本工程桩身结构的完整性按四类划分：
Ⅰ类：桩身结构完整；
Ⅱ类：桩身存在轻微缺陷，但桩身结构完整性基本不影响桩的正常使用；
基桩反射波法检测报告(原件)
GD210613 0 1 基桩反射波法检测报告，目的是普查桩身结构完整性，并为静载试验、抽芯验桩和高应变法确定桩位
提供依据。本试验依据国家行业标准《建筑基桩检测技术规程》JGJ 106－2003。广东省标准《建筑地基
基础检测规范》DBJ 15—60—2008。
基桩反射波法检测报告的主要包括以下几大方面内容：
Ⅲ类：桩身存在明显缺陷，应采取其他方法进一步抽检确定其可用性；
Ⅳ类：桩身存在严重缺陷或断桩。
给出试验结果表，所测波形曲线(附图)。
七、检测结论
各检测桩桩身结构完整评价。
八、附图表
1. 实测曲线
张。
2. 检测桩位平面图
张。
3. 地质资料附图张。Leabharlann 应变法确定桩位 标准《建筑地基
准《建筑地基基础 平面图(附图)。 性按四类划分：
一、工程概况表
二、引言
委托单位、试验日期、委托方的相关要求及试验目的、检测桩数量等。
三、检测所用仪器设备、方法原理和执行的标准依据
1. 仪器设备
2. 基本原理和方法
3. 检测标准依据
本试验依据国家行业标准《建筑基桩检测技术规程》JGJ 106－2003或广东省标准《建筑地基基础
低应变反射波法与声波透射法在桩基检测中的联合运用
低应变反射波法与声波透射法在桩基检测中的联合运用低应变反射波检测和声波透射法是间接无损检测桩身完整性的方法。
低应变桩基检测，具有简便快速经济的特点，但受现场地质情况，桩长，桩径，缺陷的个数和类型，使低应变桩基检测的结果可能出现多解性和不确定性[1]。
声波透射法是一种比较直观，可靠的检测方法，可以定量的分析出桩身缺陷的大小和确切的部位[2]，但检测耗时，成本高。
所以结合多种检测手段，是提高检测结果准确度的必要途径。
标签：桩基检测；声波透射法；低应变反射法1 概述随着国家经济和社会的发展，各种大型建筑都修建起来，由于场地的表层土质不足以承载拟建物，桩基工程是必不可少的组成部分。
由于施工过程中施工质量，施工工艺，地质条件等因素的影响，桩身质量也受到影响。
低应变反射波与声波透射是桩基检测中最常用的两种检测方法。
对于桩身质量评价有重要作用。
本文主要综合低应变反射波法与声波透射法对桩身质量检测作出介绍，并通过工程实例进行分析与探讨。
2 低应变反射波法与声波透射法原理低应变反射波法是建立在波动理论基础上，将桩假设为一维弹性连续杆。
在桩顶向下激发低能量的弹性波，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身内存在明显波阻抗差异界面（如桩底分界面、扩径、缩径、断裂、离析等），将产生反射波，经接收、放大、滤波和资料处理即得到来自桩身不同部位的反射信号[3]。
根据桩底信号，计算桩身应力反射波速，判断桩身完整性及其缺陷类型及部位。
（1）数学式为：（2）式中：vp，桩身混凝土的波速（m/s）；L，桩身全长（m）；tr，桩底反射波的到达时间（s）；tr’，桩身缺陷部位反射波的到达时间（s）；vpm，同一工地内多根已测合格桩桩身纵波速度的平均值（m/s）；L’，桩身缺陷的深度（m）。
声波透射法检测的工作原理，是在被测的混凝土灌注桩内预埋若干根竖直平行的钢管作为声波检测管，将超声脉冲发射换能器与接收换能器置于声測管中，管中注满清水作为耦合剂，换能器将发射来得电信号转换为脉冲声波信号，穿过桩身，并经过接收换能器被仪器接收为电信号。
桩基完整性(低应变试验)试验方法
桩基完整性(低应变试验)试验方法1.1 基础完整性检测（低应变试验）1.1.1 适用范围低应变反射波法适用于混凝土灌注桩、混凝土预制桩、预应力管桩和CFG桩。
对于桩身截面多变且变化幅度较大的灌注桩，应采用其他方法辅助验证低应变法检测的有效性。
受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70％，且不应低于15MPa。
1.1.2 检测原理低应变反射波法是目前国内普遍采用的低应变法。
它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5.1.1.3 检测方法及工艺要求1.1.3.1 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，施工单位需做好以下准备工作：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。
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.在基坑内检测，应提前将基坑内水抽干，并搭设好梯子，便于上下。
e。
搜集受检桩的相关技术资料，包括工程概况、基桩的设计参数、场地的工程地质资料以及施工记录情况。
工程桩桩身完整性检测技术
第五章 工程桩桩身完整性检测技术5.1 概述桩式基础具有承载力高，沉降均匀，可提供较大的水平荷载，有较好的抗震性能等优势。
故桩式基础是应用广泛的建筑基础。
上世纪九十年代末（1997）的统计表明全国用桩量约300万条，进入二十一世纪 ，我国国民经济高速发展，国家基础设施建筑力度加大，全国的用桩量显然早已大大超过300万条。
但是，工程桩的施工是隐蔽于地下，由于地层的复杂、技术的难度、施工的人为因素，桩身的完整性难于保证。
例如根据原地质矿产部1995～1997年对其所属80余个桩基检测单位的综合统计结果表明：“每年平均检测的12万条桩中，有缺陷的桩平均在20%，甚至有的年份高达25.6%”，由此说明基桩在施工后对其完整性检测的必要性。
在论述工程和桩完整性检测之前，先对桩及桩的检测基本情况分述于下：5.1.1 桩的分类1. 按桩身材料类型分： ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧组合桩木桩钢管桩混凝土桩2. 按桩的功能分： ⎪⎩⎪⎨⎧水平受荷桩抗拔桩端承型桩摩擦型桩抗压桩)(、3. 按成桩工艺分：5.1.2工程桩完整性检测方法5.1.3 工程基桩可能出现的缺陷工程桩在施工过程中，由于地质因素，成孔工艺条件，混凝土浇灌工艺等因素的影响，桩身可能出现下列缺陷：沉渣、蜂窝、夹泥、空洞、缩径、二次浇灌面（断桩）、裂缝、离析、桩头低强度区、扩径。
这些桩身不完整性的检测，是本章要讨论的问题。
5.1.4工程基桩完整性检测的有关规程 1.《建筑工程基桩检测技术规范》（JGJ/T 106-2003）2.《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/T F81-01-2004）3.《基桩低应变动力测桩规程》（JGJ/T 93—95）4.《超声法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS21：2000）5.2 工程桩声波透射法检测桩身完整性5.2.1 声波透射法的检测原理：声波透射法检测，是在预埋在桩身内成对的检测管内，分别放入声波发射换能器和接收换能器，发射换能器发射的声波穿透桩身混凝土后，被接收换能器接收。
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反射波法检测桩基结构完整性探讨摘要：反射波法是桩基完整性的一种检测方法，具有检测准确可靠、经济快捷等突出优点。
笔者结合工程实例，主要分析了低压反射波法的工作原理，对实际检测工程中注意事项进行探讨，供广大工程人员参考。
关键词：桩基；桩身完整性；低应变；反射波法；工作原理；注意事项
随着我国国民经济与工程建设的快速发展，基桩检测作为隐蔽工程验收的重要环节，对保证整个工程建设的安全稳定起着十分重要的作用。
在各种检测方法中，反射波法目前应用最广泛、使用最便捷的。
其经过多年的研究、应用及发展，该项技术已经逐渐走向成熟，事实证明它是一种准确可靠、经济快捷的检测手段。
1 工作原理
低应变反射波法源于应力波理论，基桩低应变反射波法检测桩身结构完整性的基本原理是：通过在桩顶施加激振信号产生应力波，该应力波沿桩身传播过程中，遇到不连续界面（如蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷）和桩底面时，将产生反射波。
这样，根据一根桩不同阻抗变化界面其反射波的时域和频域曲线的不同特征（传播时间、幅值和波形特征），就可以判断桩身缺陷，评定桩身质量。
由于波长λ大于桩径d，而桩长l一般远大于d，因此，基桩完整性的反射波法检测是建立在一维波动理论基础之上，在数学上模拟桩的一维应力波传播，桩中应力波按下述一维波动方程传播：
式中，v为x方向的位移（m）；c为波的传播速度（m/s）；e为桩材的弹性模量（m pa）；ρ为桩材的质量密度（g/m3）；x为坐标（m）；t为时间（s）。
应力波在桩体中传播过程中，假设桩中某处阻抗发生变化，当应力波从介质i（阻抗为z1）进入介质ⅱ（阻抗为z2）时根据上述的一维传播假设，如果不考虑土阻力影响，则可以得出在桩身阻抗变化处，反射波的运动速度vr与入射波的运动速度v之间的关系为：
2 检测注意事项
反射波法在实际应用中虽然有诸多优越性，但也有不好的地方，如：缺陷尺寸无法定量确定、无法确切说明桩身中的缺陷是离析、空洞、二次浇灌面、夹泥、缩径等中的何种缺陷等。
因而有许多问题应引起检测人员的注意和重视，否则将对基桩完整性检测的效果产生较大的影响。
2.1 测试时间
混凝土灌注桩的强度是随其龄期增加而增大。
当混凝土强度和弹性模量都达到一定值时，手锤敲击桩头才可能产生应力波，并在桩中传播，如果桩体的弹性模量太小，即使增加锤击能量也难于得到桩底反射信号。
所以对于混凝土灌注桩测试，一般应选在桩身达到龄期后进行。
2.2 桩头处理
在现场信号采集工作中，桩头处理的好坏是测试是否能够有效的重要因素，也是测试前需要准备的关键性步骤。
桩头应为达到设计标高的有效桩头，必须凿去表面浮浆，暴露出坚硬部分含骨料的混凝土为止，且桩头不能破碎、含水，不能有杂物，并用角向磨光机打磨若干个平整光洁的面，以便安装传感器和有良好的锤击平面。
安装点设置在桩心2/3～3/4半径处对称4个方向点，而锤击点为截面中心点。
2.3 传感器的选择与安装
测振传感器是基桩反射波检测中最基本的重要测试元件之一，它将机械振动参量换成电信号，其性能参数好坏直接影响到转换电信号的数据是否真实地反映桩本身的反射信息。
通常选用的内装式加速度传感器（icp），该传感器无电荷放大器约束，频响更宽，对联线要求低，更适合于野外工作需要。
通常传感器安装在离桩形心2/3～3/4的桩面平整坚实处比较合适。
传感器安装须离锤点一定距离，否则测得的曲线常会出现过大的负面反冲，会掩盖一些桩身浅部缺陷且对后面的波形产生一定的干扰，给正确分析带来困难。
传感器的安装对现场信号采集工作影响较大，理论上传感器越轻，越贴紧桩面，与桩面之间接触刚度越大，信号传递特性越好，采集到的信号也越接近桩面的质点振动。
此外，传感器的安装应与桩顶面垂直，用耦合剂粘结时，应具有足够的粘结强度。
常用的耦合剂有黄油、凡士林、橡皮泥等，传感器
安装好后可以进行测试。
2.4 激振锤与锤击点
反射波法的振源主要由手锤敲击桩面而产生。
锤击产生的应力波的差异，对测试信号的质量有极大的影响。
锤击脉冲过宽，会掩盖桩身浅部问题；锤击脉冲过窄，会出现应力波弥散。
锤击能量过小，就很难将整个桩激振，特别对一些大、长桩，就很难看出桩底反射。
锤击时，应尽量保证锤击方向与桩面垂直，以减少水平分量对波形产生的干扰。
因而必须依据不同材质、不同质量的锤体和不同厚度的锤垫及不同敲击方式，给桩面以合适的激励，才能采到质量较好的信号。
另外，敲击质量的高低将直接影响到测试结果的优劣，要由经验丰富的熟练工人来操作。
敲击时锤要落到实处，干脆利索，锤击方向与桩顶平面垂直，避免二次冲击，达到产生瞬间激发点源。
3 工程实例分析
以江门市某建筑工程混凝土灌注桩为例，介绍低应变反射波法在灌注桩的桩身的完整性检测中的应用。
3.1 基桩完整性检测结果
其中1m3、1e0、1s0基桩测试波形见图1～图3，检测的时使用的是普通塑料锤头。
实例分析：经过分析得知这三根素混凝土灌注桩都为ⅱ类桩，虽然浅部存在不同程度的轻微缺陷，但是能满足设计要求，不会影响结构承载力。
总之，我们通过分析上面不同类型，不同施工工艺的桩基，可以看到采用低应变反射波法检测桩身完整性的时候，我们切身体会到了其方便、快捷的优点，但是其存在的不足和缺陷是绝对不容忽视的。
三、结语
总而言之，反射波法虽然发展快，应用广泛，准确可靠、经济快捷，但同样存在局限性，目前有忽视其缺点和适用范围而走向泛滥的趋势。
对低应变反射波法检测有问题的桩，建议再利用其他的检测方法进行测试。
参考文献
[1] 殷建武李晓明施俊生，反射波法基桩完整性的现场检测[j]东华理工学院学报，2006.09
[2] 赖峰王强刘仰韶邓桂萍，反射波法基桩完整性的现场检测[j]广东交通职业技术学院学报，2005.12
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。