桩基动力检测技术(低应变动测)在我国的发展

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摘要：本文从两个不同方面探讨了桩基动力检测技术（低应变动测）在我国的发展，并结合本地区的实际情况，谈了自己工作中的体会和认识。

Abstract: This article from two different aspects of the dynamic pile testing technology ( low strain test ) in the development of our country, and combining the actual situation in the region, to talk about their work experience and knowledge

关键词：桩基动力 检测技术低应变动测

Key words: dynamic pile testing technique for low strain dynamic testing

中图分类号：TU473.1文献标识码：A文章编号：

关键词：

一、桩基动力检测技术在世界上的发展现状

在世界范围内，桩基动力检测技术已经成为一门成熟的应用技术，充分体现了在传统工程中应用近代新技术的丰硕成果并取得了极为显著的技术经济效益。

在我国，动力检测技术已经成为确保桩基工程施工质量方面的一种常规方法。只要桩基的设计质量经过静载试验等手段的验证，到了施工阶段，低应变检测法就可以作为一种既经济又有效的前导性检测步骤，监督和检查桩身的完整性，发现施工过程中存在的各种质量问题，并为进一步的检测提供相当可靠的技术依据。

桩基础属地下隐蔽工程，也是建筑结构的重要组成部分，它承受建筑物的全部荷载并将其传递给地基。基桩质量的好坏，直接关系到建筑物的安全。因此，桩基竣工后对其完整性检测、承载力检测至关重要。基桩低应变动力检测是以电子检测技术和结构动力学分析为基础的一种检测方法。

二、基桩低应变动测法的基本原理

目前常用的低应变动测是反射波法和机械阻抗法。反射波法作为主要方法，在我国经过多年的研究和应用，已得到了工程界的广泛认同，成为保证基础工程质量的有力手段。应力波反射法是以一维波动理论为基础，假定桩身为一维弹性杆件，且介质均匀连续；其基本原理是当桩顶部受到一竖向激振力后，应力波即沿桩身向下传播，当桩身存在明显的波阻抗差异界面或桩身截面积变化部位时，将产生反射和透射波；事先在桩顶安装好的传感器，将接收到来自桩身各个波阻抗变截面处反射上来的信息，从而根据这些反射信息，结合其他工程资料，对桩身完整性作出判断。利用反射波方法分析判断桩身质量首要的是在现场实测时及分析波形时排除各种干扰，获得反映桩身结构质量状况的时域波形，分析时域曲线中的直达波（入射波）、反射波及桩底反射波的相位关系，可以方便地判断缺陷桩的类型与缺陷位置；根据频域曲线的特征及计算的动刚度值，可以判断桩身结构的完整性及桩底嵌岩情况。

反射波法也可用于检测大直径扩底墩中的基桩：由于人工挖孔扩底墩属于地下成桩工艺，不可避免的出现诸如断桩、夹杂、离析等缺陷，尤其对于扩底的检测更为重要。

低应变反射波法的现场测试，利用激震在桩头施加冲击力，激发应力波沿桩身传播，然后利用检波器接收由初始信号和由桩身缺陷及扩大底或桩底产生的反射信号组成的时程曲线，最后利用信号采集仪进行处理和分析，并结合有关地质资料和施工记录作出桩的完整性判断。其基本理论依据：根据应力波在传播中遇到阻抗面时产生反射波与透视波的原理，获得由于桩体内部断裂、离析、扩径或破损构成的阻抗面反射上来的不同信息，分析桩基缺陷性质、程度和位置。

我国应用大直径灌注始于上世纪60年代初。近二十多年，随着经济建设的迅猛发展，大直径灌注桩已在全国各地的高层建筑、大型石房、桥梁和港工建筑中广泛应用。

反射波动测是目前应用最广泛的基桩完整性检测方法，其理论基础为一维应力波理论。但是基桩反射波法用手锤或力棒冲击，在桩顶近似点振源，桩顶附近桩横截面每一质点的运动速度并不一致。尤其是大直径灌注桩，这种三维效应更为明显，检测实践中三维效应表现为信号的高频干扰。为把基桩反射波法动测应用于大直径灌注桩，必须研究应用中存在问题，以便在实测中采取措施减少信号的高频干扰。

实测中所见的高频干扰是由各种波在桩顶附近来回反射形成的高频波的耦合。利用三维有限元法和实测法以及两种方法的对比系统的研究圆柱顶面受冲击后的动态影响，将有助于了解应力波在大直径桩中的传播规律，找到影响各应力波分量的因素及规律，以便在检测实践中采取措施减少高频干扰，突出纵波成份，提高基桩反射波法测试精度。

几年来，在桩基检测的实践中，我们首先在静载荷试验的前后，分别对水泥搅拌桩进行反射波法完整性检测，在总结、分析和对比的基础上，将简捷快速的反射波法基桩无损检测技术应用到水泥搅拌桩的桩身完整性检测中，取得了较好的效果。

大家都知道，将应力反射波法应用到水泥搅拌桩中与反射波法的基本假设差别较大，这也是人们一直怀疑能否将该方法应用到水泥搅拌桩的完整性检测中，也是多年来人们一直探讨的。通过一些工程实践，只要选择合理的工作、仪器参数、多手段的资料处理与分析，是可以应用反射波法检测水泥搅拌桩完整性的；不过对桩身完整性的评价，应有别于评价混凝土桩的术语。

几点体会：1、在检测中的时域信号，往往一致性较差，桩底反射不清或过于平缓，对分析桩身的完整性及桩长带来困难。

2、在水泥搅拌桩检测中的时域信号，应特别注意用频率域分析；当时域信号桩底反射不清，不防从频率域作一分析。3、如同检测混凝土桩一样，对水泥搅拌桩的分析判别则更需要综合分析判断，因其施工工艺和设计都无从保证其结构的完整性及均匀性。

4、水泥搅拌桩是复合地基承载机理，不能用传统的桩身评价标准来判别；应从工程实际角度来综合评价水泥土桩。

结束语

反射波法动力测桩，以其测点广、经济、快捷、无损等诸多优点，占领大部分桩基检测市场，但也存在着缺点和不足。对低应变法检测出有问题的桩，建议再利用高应变、静载进行承载力方面的测试。我们广大从事基桩低应变动力检测的工作者，应结合本地区的实际情况，多积累一些宝贵经验，更深入、更实际的进行探索和研究，使低应变动力测桩技术在某些方面更完善，更趋近于实际情况。

参考文献：

阎春年吉虎 反射波法在水泥搅拌桩完整性检测中的应用

袁江兵侯爱民 低应变反射波法在大直径扩底墩中的应用

宋锡波 关于基桩动测技术的探讨

章学军 反射波法在大直径灌注桩检测中的应用