低应变反射波法在震后梁桥桩基检测中的地位和意义

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【摘 要】近年来，随着科学技术的不断进步，低应变反射波法在梁桥桩基础检测过程中的应用非常的广泛，并逐渐成为当前震后桥梁桩基检测的重要手段。实践中，由于受实际地质环境、施工工艺等因素的影响，加之实际操作过程中的诸多不确定性因素的存在，使得桩基难以达到标准要求，比如灌注桩施工过程中存在的缩径、混凝土离析、扩径以及夹泥等问题，更为严重的可能会出现断桩病害。当前对梁桥桩基础的完整性检测所采用的主要是低应变反射波法，该方法设备相对比较简单、技术成熟，而且操作相对比较简便，因此在当前震后梁桥桩基检测中发挥着非常重要的作用。本文将对这一问题进行分析，并通过一项具体工程实况对其进行研究，以供参考。

【关键词】低应变反射波法；震后梁桥桩基检测；价值；意义

实践中我们可以看到，应力波至物体边界、或者波阻抗材料界面时，就会产生反射、透射现象，低应变反射波法有效地利用了应力波的这一特性。低应变反射法作为新型的桩身检测手段，因其具有检测速度快、便捷以及受环境影响相对小和操作成本低等优点，所以在当前的基桩检测过程中发挥着举足轻重的作用。

1、检测方法分析

从实践来看，当前现有的低应变反射波法检测理论，依然基于传统的一维波动方程，同时与新建桥梁结构的桩基低应变反射波法检测理论基础具有一致性，仅有的区别在于现行的桥梁基桩检测操作与分析难度相对较大一些。在采用低应变反射波法对桥梁桩身的完整性进行检测时，传感器的位置布设、选择激振点等工作都非常的要求，直接影响着测试结果的准确性与客观性，尤其是测点位置的选择，对桥梁桩基检测更为重要一些，如果选择位置不合理，则可能会对测试结果造成非常严重的影响。实践中常用的测点布置法主要有以下几种：即在承台顶激振和柱身刻槽等位置布设传感设备；在桩顶刻槽斜向激振与桩身刻槽位置布设传感设备；在桩顶激振与桩顶等位置安装传感器。

通常情况下，桥梁桩基础所收集的反射波波形分析过程中，除了要严格按照正常情况下的桩基，根据反射波、入射波之间的关系分析研究外，同时还应当对帽梁、承台变截面以及墩柱的位置可能对信号产生的影响，进行充分的考虑。在实际分析过程中，应当基于变截面实际位置可能对信号的干扰采取有效的剔除措施，以保证分析过程中不会将干扰信号错误定当作缺陷信号处理。在对震后桥梁桩基反射波信号进行分析过程中，通常采用的是对比分析法，其步骤主要表现在以下几个方面：第一，与成桥前检测过程中的基桩反射波信号对比，对二次实测到的反射波信号差距进行分析；第二，根据预测反射波波速对承台、帽梁以及墩柱等变截面位置进行估算，尤其对实践中可能存在的干扰信号进而预测，在具体分析过程中要注意将该类信号干扰有效剔除；第三，具体操作过程中，若干对拟测桩基缺陷信号有所疑问或者怀疑，则可对周围的桩基进行辅的检测，通过前后两次测得的反射波信号对比分析，即可综合判断出该缺陷信号的属性。

2、低应变反射波法在震后梁桥桩基检测中的价值体现

工况：某大桥地处都江堰市境内，建造于2005年。该桥的上部结构是4孔25米的预应力混凝土简支空心板梁，通过计算其跨径大约为24米左右，每跨（单幅）横向设8块板；桥面上铺装厚度在16至23厘米之间，其材料是C30型号的混凝土；下部结构采用的是直径为1.5 米的圆形双柱式墩柱，而且钻孔灌注桩的直径大约在1.5米左右，墩柱与桩基为C30混凝土。经过汶川地震，受顺桥向水平地震力的影响，主梁与墩柱基本朝着同一个方向进行偏移。无约束活动节点处的位移过大使得桥跨在纵向的相对位移超出支座长度，导致2墩和3墩之间的主梁掉落，同时坍塌梁体落在了墩柱与系梁之上，进而造成5号和6号墩柱纵偏量非常的大，其中最大的纵向偏移量可达54厘米，其他的主梁则完好无缺。受横桥向水平地震力影响，主梁、墩柱向着河流的下游偏移，其偏移量大约在1.3至2厘米左右，因此导致盖梁防震挡块出现了不同程度的损害。

（1）低应变反射波检测结果

为验证该桥桩基在震后损坏状况，参照公路工程基桩动测技术规程，采用低应变桩身完整性检测仪，对该桥6根桩基进行桩身质量检测。经过大量的测试、试验和后期结果的处理，参考桩基施工浇注资料，通过波形曲线的时域和频域分析及小波处理等技术滤除系梁以上墩柱产生的干扰信号，从而有效地判别桩基础的缺陷及状况。同时，为保证基桩完整性检测结果的准确性，对墩柱偏移较大的桩基进行现场挖深验证对比。

（2）基桩完整性检测与挖探验证

检测结果：桩端反射较明显，但在约1.7米位置出现明显缺陷反射信号，桩身混凝土波速处于正常范围，属于Ⅱ类桩。挖深验证结果表明：3号桩挖至系梁表面以下1.8米位置发现，距系梁顶面约2.1米位置处桩身部分主筋和环向箍筋外露，在桩头与承台连接处出现环向缺陷，究其原因在于施工过程中桩头和承台之间的连接混凝土浇注存在着严重的不密实问题。

通过低应变反射波法与现场挖验结果对比可知，二者结果基本一致。这表明基于小应变测桩设备的成桥桩基础检测方法，可通过小波处理等技术有效地判别桩基础的缺陷及状况。

结语：作为当前新兴的一种有效检测方法，低应变反射方法一直被广泛应用于桥梁工程检测工作之中，但因该检测方法通常会受到实际检测环境的制约和影响，加之检测应用过程中的局限性，使得其在一定程度上表现出局限性。但即便如此，也难否定低应变反射波法在震后梁桥桩基检测中应用价值，并对震后桥梁桩基检测问题进行有效的分析和判定。

参考文献：

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