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反射波法在桩检测上的应用 一、前言 随着国民经济的飞速发展，我国工程建设项目日益增多，工程桩的应用越来越普及，因 此基桩质量的检测越来越重要。作为基桩完整性检测的常规手段，低应变反射波法在我国有 多年的发展历史并已纳入国家的规范，由于此种方法具有野外数据采集快速、方便；测试资 料分析简单、精确；费用低廉等优点，因此其被众多的检测单位所采纳与使用。我通过工程 实践发现这种方法在实际应用中存在许多问题应引起注意和重视，否则将对基桩完整性检测 的效果产生较大的影响。 二、低应变反射波法的基本原理 低应变反射波法是以一维弹性杆平面应力波波动理论为基础的。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 在明显的波阻抗 Z 变化界面时，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。安装在桩顶上的传感器，将接收到来自桩身各个波阻抗 Z 变化界面处反射上来 的信息，根据这些信息，可对桩身完整性质量进行分析判断。 桩身波阻抗 Z 由桩的横截面积A 、桩身材料密度 ρ 等决定，如式 （1）。 Z ρ C A （1） 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 Z =ρ C A ，上部波阻抗 1 1 1 1 Z =ρ C A 。 2 2 2 2 ① 当Z =Z 时，表示桩截面均匀，无缺陷。 1 2 ② 当Z Z 时，表示在相应位置存在截面缩小或砼质量较差等缺陷，反射波速度信号与 1 2 入射波速度信号相位一致。 ③ 当Z Z 时，表示在相应位置存在扩径，反射波速度信号与入射波速度信号相位相 1 2 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 L ，入式 （2 ）。 x L △t·C / 2 （2 ） x 三、低应变反射波法测试的建议 1、桩头的处理 在现场信号采集工作中，桩头的处理是测试成功的第一关键，但在大多情况下，很多测 试人员忽略了这一点。由于施工的原因，往往桩头部分有素混凝土 （浮浆），有些测试人员 忽略了对桩头的处理，直接就在素混凝土 （浮浆）上进行测试，结果无论怎么改变传感器以 及传感器的安装，无论怎么改变振源，测试信号都不理想，往往在测试信号的浅层部位存在 较严重的反向脉冲。一般情况下，桩头的处理以露出新鲜含骨料的混凝土面为止，而且要尽 量平整、干净 （桩头不要破碎、不要有杂物、不要有水）；这可以通过随身携带凿子以凿平 安装点和锤击点或委托施工方在测试前帮忙进行桩头处理，这样有利于传感器的安装和力棒 的锤击。 2 、传感器的安装 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。下面介绍几种较常用的藕合剂：①粘性 好的黄油或凡士林：经济实用，但黄油较赃，凡士林较干净；②粘性好弹性差的橡皮泥；③ 牙膏：干净方便；④口香糖：用口加工后使用。传感器是否安装好，可用手指轻弹传感器侧 面，若传感器纹丝不动则说明已经安装好。 有的测试人员为了测试简便，经常不用藕合剂或少用藕合剂，致使藕合剂的作用减少或 消失，导致测试信号振荡很明显，不利于对基桩的分析判断，这样是不可取的。 3、击振点及击振方式的选择 击振信号的强弱对现场信号的采集同样影响