低应变反射波法在混凝土桩身检测中的应用

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发布时间：2021-09-10

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低应变反射波法在混凝土桩身检测中的应用
靳立宁
(内蒙古煤田地质局lO9勘探队，内蒙古呼伦贝尔021008)
摘要：低频反射波法在基础桩桩身质量检测中是常用的重要方法之一
，在实际检测工作中，除了做好
必要的前期准备工作外，还要对地质情况、施工工艺及施工原始记录进行充分的了解
，以确定传感器、激振方
法等各种参数的选择。传感器的选择应考虑桩型及桩长，采样频率应依据时域分析精度和频域分析精度要求
确定，而信号放大及滤波处理则以采样信号不失真为宜。
关键词：混凝土桩；反射波法；传感器；激振方法；采样频率
中图分类号：TU 473．V6 文献标识码：B ‘ 文章编号：1671—9816(2011)04
— 0086 — 03
1 引言
利用低频反射波法检测混凝土桩桩身完整性技
术，已越来越多的应用于基础桩的检测工作中，并且
成为一种必要的手段，被广泛应用。由于受地质条
件、施工工艺，以及一些不确定因素的影响，所施工
的桩基不可能百分之百的达到合格的要求，难免有
部分桩基会有缺陷，如灌注桩施工中常会出现缩径、
扩径、混凝土离析、夹泥，甚至出现断桩等现象。因此
在实际工作中利用反射波曲线信号准确判断桩身质
量，及时采取补救措施，排除工程隐患，确保工程质
量，对于基础桩的质量评价显得至关重要。本文主要
讨论低应变反射波法的基本理论，并结合多年工作
实际，浅谈利用低应变反射波法对混凝土桩桩身完
整性检测的体会。
2 反射波原理
利用低频反射波主要是检测混凝土桩身结构的
完整性，判断桩身缺陷位置，施工桩长校对，混凝土
强度等级估算等。低应变反射波法的理论基础是固
体介质中弹性波传播理论。假定桩身材料是均质各
向同性的，并遵循虎克定律：桩的截面保持为平面，
而每个截面上的应力是均匀分布的。由于桩身波阻
抗远远大于桩周围土的波阻抗，可忽略桩周土的约
束。当用重锤在桩头上击振时，在桩头产生应力波，
收稿日期：2011-03-．．02
作者简介：it立宁(1964一)，男，物探高级工程师，1983年
毕业于陕西煤矿学校物探专业，1996年毕业于内蒙古工业大
学工业与民用建筑专业。现在内蒙古自治区煤田地质局109
勘探队从事物探分支项目桩基检测和电法勘探工作。
沿桩身垂直向下传播，应力波通过桩阻抗z(z：
pCA)变化界面时(缩径、扩径、混凝土离析、夹泥)在
波阻抗分界处将产生反射波，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继续向下传
播至桩底，在桩底处又产生反射。根据弹性波在界面
处质点振动速度的连续性及力的平衡条件可以推出
反射系数及透射系数
R=(p~Cv4一p2C 2)／(PlC l+p2l d2)
T=2p2C~42／(plCl‘4l—p C 2)
一般把pCA的乘积称为广义波阻抗。由上式可
以得出，在其不意存在波阻抗差异的界面处将产生
波的反射现象，波阻抗差异越大，其反射能量越强。
利用的正负值可判断出反射波与入射波的相位
关系，利用获得的曲线可判断出桩底与桩身的缺陷
位置与性质及计算公式：
=c／与△ =2 ·
完整桩与缺陷桩的时域信号曲线见图l、图2