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1、低应变法检测中桩身截面变化引起桩身完整性误判分析【摘 要】低应变反射波法检测技术作为一种成熟的桩身完整性检测方法，是目前我国应用广泛、使用便捷、技术先进、发展相对成熟的桩身完整性检测方法，被广泛应用于工程实践中。本文笔者通过自己多年的工作经验结合了某工程实例，对桩身完整性检测情况产生误判进行简单阐述与分析。 【关键词】桩身完整性；低应变反射波检测法；误判 目前，随着我国国民经济与工程建设的快速发展，如各种基础设施，铁路、公路等的建设，使得基础的重要性充分显现出来。其中，桩基础由于经济、承载力高、施工方便等诸多优点面得到广泛的应用，从而也带动了检测技术的进一步发展。 1、低应变法的基本原理 低应
2、变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建筑基桩检测技术规范。 其基本原理是：当桩长远大于桩径时，桩可视为一维弹性杆件，其介质均匀连续，信号沿桩身传播不发生衰减，且在小应变测试过程中，桩周土对桩身应力波的信号不发生影响的假设下，可以得到一维杆件波动方程为： 式中：U质点振动的位移函数； x振动质点至振源的距离； t质点振动时间变量； Ve纵波在桩中的传播速度； 桩身质量密度； E桩的弹性模量。 当给桩顶施加一激振力，弹性入射波开始向下传播，传播过程中遇到波阻抗的界面时，会产生反射和透射，反射信号由放置于桩顶的传感器所接收，再对反射信号进行分析以判断桩的质量情况。 2、 工程
3、实例分析 工程实例1：某综合宿舍楼工程，矿渣回填较深，达1.52.5m，为框架四层结构。工程基桩采用377振动灌注桩，设计桩长34m，工程基桩成桩日期为2010年11月15日至2010年11月30日，检测日期为12月17日，由广州某建工质量检测室检测，共抽查23根桩，其中类桩7根，类桩10根，类桩（缩颈桩）6根。该基桩动测存在不合格现象引起了相关单位的重视，在组织现场复查时发现桩头由于受回填矿渣挤压，普遍成形差，存在缩颈等现象。并对其中23#桩（动测结果为类桩）进行了开挖检查，发现在1.1m处存在严重缩颈。于是由当地某检测单位复检，在检测时先用普通塑料锤敲击桩头，采集到反射波后，再使用小铁锤轻
4、击桩头，以专门检测桩头质量。共检测出桩端部位缩颈桩37根，后提供给设计单位做加固方案，防止了质量事故的发生。 23#桩波形图，其动测质量结果类桩，但开挖后发现距桩顶1.1m处缩颈。 实例分析：由于在反射波法基桩检测中存在测试盲区，这个区域桩身存在的缺陷无法被有效检测出来。测试盲区一般位于桩身浅部，这是因为应力波在桩头附近会产生大量的杂乱反射，干扰正常的缺陷反射。检测缺陷位置越浅，所需频率越大。使用较硬的力锤，高频丰富，能检测出浅部缺陷，但对深部缺陷检测效果差。实测时应根据情况选用不同的力锤，可获得良好的检测效果。 工程实例2：某综合楼工程，地质勘探时发现地质情况复杂，中风化基岩顶板埋深10.6
5、17.5m。工程基桩采用650与750两种规格的机械钻孔灌注桩，设计没有指定桩长，只要求以必须进入持力层2d（d为桩径）为控制指标。桩身砼C25，基桩成桩时间为2010年1月25日至2010年4月12日，基桩动测于2010年5月6日及5月22日进行，并于5月25日提交成果报告。 根据基桩检测的原始记录波形，结合施工单位打桩记录提供的桩长，计算出大多数桩的波速为3110m/s左右，而小部分桩（13根）的波速为3570m/s左右。因此动测单位提议对这13根桩进行静载抽查。 实例分析：经分析这13根桩在基础平面上布置位置接近，施工顺序相连：同时通过对13根桩中3根进行静载试验，单桩极限承载力大于设计
6、要求值，满足设计要求，不存在质量问题。 基于以上两点，再结合成桩工艺、场地工程地质详勘报告，得出以下结论：这13根桩由桩长推算出的波速是个错误值。这是由于施工单位打桩记录不准，提供了错误桩长，而动测单位又引用了这一不正确的值，从而得出不正常的波速。反过来由平均波速3110m/s左右，推算这13根桩的桩身实际长度，结果这13根桩桩身实际长度比施工单位记录的桩身长度短约1.01.6m。 3、 产生误判的其他可能原因 （1） 理论模型的缺陷：A、渐变缺陷难以判定：对于缓慢变大然后突然缩颈的桩，往往不能分辨出扩径而只能看到缩颈现象，工程实践中因此而发生误判；桩身中的深部斜裂纹或竖向裂纹的判断也很困难，
7、其原因均来自一维应力波理论应用的局限性。B、多重缺陷难以判断：桩身上部多个缺陷的存在（即使缺陷并不大）阻碍了信号的传递，使桩身下部缺陷难以识别，特别是缺陷之间的间距相等时，根本无法识别。因此反射波法依据波形幅值对下部缺陷进行定性分析，容易导致误判。对于上部存在明显缺陷的桩，不宜对下部桩身完整性进行评判。 （2） 桩侧土阻力的影响：桩周土阻力对测试信号影响非常大，软硬土层界面往往在测试信号中有明显的反映，同时，该位置在各种桩的施工中容易出现质量问题，土阻力反射波与桩身缺陷反射波容易混淆，引起误判。还有土的阻力使得反射波法所能检测的有效深度可能不满足检测要求，造成缺陷和桩底难以识别，有时较短的桩也
8、难测到清晰的桩端反射。因此在检测中应认真分析工程地质资料，了解桩侧土的性质，并注意各个不同地区检测经验的积累。 （3） 传感器的安装及力锤的选择：传感器安装不好，会造成接收的桩底反射信号不明显，引起误判，同时会产生桩头信号的反冲。因此检测时要保证桩头质量，桩头浮浆必须处理干净，然后用石膏抹平桩头安装面或用砂轮机将桩头安装面打磨平，再用黄油将传感器粘到桩头安装面上。实际检测中，应准备不同频率的力锤，方便检出不同深度部位的缺陷，不至于漏判甚至错判。 4、 总结 低应变反射波检测仪器、设备越来越轻便，现场采集计算、分析处理等功能越来越齐全，检测工作效率较高，应用已经十分普遍。对基桩检测情况的判定应综
9、合各种条件、原因，单从曲线上分析而得出的结论有时是片面的，对基桩缺陷的误判可能会造成严重的后果。检测人员除了必须掌握应力波理论知识，熟悉仪器操作及信号采集技术外，还应在实际检测工作中不断积累经验，了解影响反射波检测准确性的各种因素，掌握正确的分析方法。同时，还应注意与静载试验、高应变动力试验配合使用，以便为建设工程提供准确可靠的检测结果，减少误判的可能性。 参考文献： 1陈凡，徐天平.基桩质量检测技术M.北京.中国建筑工业出版社，2003：17-18. 2龚献忠.反射波法检测基桩完整性的探讨J.山西建筑，2007，33 （6）：121-122. 3蔡以智.桩基低应变完整性测试的双速度分析J.中国测试技术，2004（2）：27-28 4建筑基桩检测技术规范JGJ 106- 2003