低应变反射波法.docx

地基与基础工程质量检测课程报告

题目：基于桩基检测的低应变反射波法

姓名： 林必挺

学

号：151311050018

院系：地球科学与工程学院

专

业：地质资源与地质工程

指导教师： 袁宝远

职

称： 教授

2016年6月

2016年4月

基于桩基检测的低应变反射波法

一、引言

桩基础属于隐蔽性工程，是建、构筑物重要的组成部分,其作用在于将上部结构荷载传递到桩周及下部较好地层中，其质量优劣直接影响到整个结构的安全与稳定。因此桩基对工程质量起着不容忽视且不可替代的作用。然而在实际中由于现场地质条件复杂、施工工艺以及施工中对施工质量控制不当等，常常会出现各种各样的工程缺陷。尤其是对于混凝土灌注桩，稍有不慎就容易造成诸如扩径、缩径、夹泥、离析、空洞、断桩等影响桩基安全使用的各种质量问题。缺陷的存在必然不同程度地影响到桩基承载力，严重者甚至使单桩丧失承载力。如果能事先较为准确地判断出桩身缺陷类型及严重程度、缺陷位置等，就可以及时采取补救措施，排除事故隐患。因此，对单桩承载力检测以及桩身的完整性检测对桩基工程来说就具有极为重要的意义，是任何情况下都决不可忽视的至关重要的隐蔽工程验收手段。

目前，用于桩身质量完整性检测的方法主要有静载荷试验、钻芯检测法、高应变动测法、低应变反射波法、超声波透射法等。低应变反射波法是在这种工程需要和技术发展的背景下发展起来的一种对桩身结构完整性进行评价的动测方法,具有操作简单、快速、经济而且能无破损检验桩身质量等多方面优点，是目前桩基质量检测规范首推的桩身完整性检测方法，在桩基检测当中得到了广泛的应用。对于各检测方法的对比如表1所示。

表1各检测方法的对比

检测类型

有损检测

无损检测

检测方法

静载荷试验钻芯检测法

高应变动测法低应变反射波法超声波透射法

单桩承载力和

检测目的

单桩承载力桩身结构完

整性

桩身结构完整桩身结构完整性桩身结构完整

性 性

检测局限性

不能区分破易斜钻，局

坏模式 部检测

不能解决桩强 多解性 不能检测桩身

度及沉降问题 外形畸变

检测效率

低

较低

一般 高 较高

检测费用

高

较高

较高 低 较低

从上表可以看出，综合比较小低应变反射波法作为一种无损检测，可用于检测桩身结构的完整性。具有检测效率高，检测费用低的特点。

二、低应变反射波法检测基本原理

低应变反射波法又称锤击法，是以一维弹性杆应力波波动理论为理论基础的无损检测方法，适用于检测桩身完整性，判断桩身缺陷类型、位置及严重程度等,核对桩长，以及估计桩身混凝土强度等。反射波法基本原理可如下图表示在桩顶部位进行竖向激振，给桩一定的能量，产生一纵向弹性波，该波沿桩身向下传播，当传至桩身明显波阻抗有差异的界面，如扩缩径、严重离析、断桩、桩底等部位,将相应地产生反射波反射信号可通过桩顶的传感器拾取，并经放大、滤波、数据处理,我们可进而根据处理结果计算弹性波在桩身各部位的传播速度，据此可以

达到检测的目的。

图1低应变反射波检测原理

根据应力波理论，有如下规律：

V=Z1-Z2V

RZ+ZI

式中V为质点速度，下标I、R分别表示入射波、反射波，Z「Z2分别为反射界面上下部广义波阻抗（Z=pCA,Z=pCA,A,A分别为界面上下桩身

TOC\o1-5\h\z1 111 2 222 1 2

截面积）。

（1） 当桩身无缺陷时，Z=Z，V=0,桩身内部不存在反射波，只存在桩底反

2 1R

射波；

（2） 当桩身存在缺陷时，ZvZ，V与V与同号，即在实测时域曲线上，反射

2 1R1

波与入射波同相；反之，当桩身存在扩径等原因而使波阻抗增大时，即Z2Z1，匕与匕反号，即在实测实域曲线上，反射波与入射波反相。 21

三、常见桩基缺陷类型

造成桩基出现各种影响其桩身质量和基桩承载能力的缺陷的因素有很多，如施工工艺不当、成桩方式不合理、地质条件复杂等。一般来说，描述桩身缺陷有三个指标一缺陷位置、缺陷性质和缺陷严重程度。桩身阻抗变化是缺陷的综合体现,可能是任一种或多种缺陷同时累加的结果，所以仅根据阻抗的变化是无法确定缺陷性质的，应根据地质资料、桩型、施工工艺、施工记录、现场条件等综合判断，必要时可结合钻芯取样法、超声波透射法等其它方法共同判断。在桩基检测工作中，常见的缺陷类型有扩径、缩径、裂缝、离析、蜂窝、空洞、夹泥、断桩等。

（1） 完整桩：桩身形状规则,无变径、离析、裂缝、夹泥等缺陷的桩。

（2） 扩径桩：成桩后桩身部分区段截面明显大于设计值的灌注桩。

缩径桩：成桩后桩身部分区段截面明显小于设计值的灌注桩。

离析桩：外形完整、部分区段呈现蜂窝状结构或松散状态的桩。离析部分直接影响到桩的强度