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摘 要：目前反射波法是桩身完整性检测的主要方法之一，具有野外采集快速、方便，测试资料分析精确；费用低廉等优点，可为基桩质量检查的分类评价提供依据。本文结合多年的实际工作经验，探讨了反射波法在工程施工中的具体使用方法及注意事项。
关键词：反射波法，基桩，断桩
中图分类号：TU74文献标识码：Ａ
目前在我国的建设工程中，桩基是广泛应用的基础形式之一，具有承载力大、地层适应性强、施工方便、造价较低等特点。由于桩属地下隐蔽工程，施工艺复杂， 容易出现各种质量问题(约为l5％～20％)，如不及时发现，将对构筑物、建筑物的正常使用造成隐患。因此，对基桩的质量检查是十分重要的。
工程概况：该工程位于固原彭堡镇蒋口村，由宁夏汇泽农村水利科技研发公司承建，工程桩基础全部为钻孔灌注桩，共计4根，编号为ZGY-1#、ZGY-2# ZGY-3# ZGY-4#，设计桩径为800mm，分别于2013年10月份浇注。然后对该工程基础桩的桩身完整性进行了检测。其中混凝土的设计强度等级为C25。
一、反射波法测桩原理
反射波法测桩的示意图如图1所示，其基本原理为：用锤激励桩头，所产生的应力波将沿着桩身向下传播，在传播过程中，如遇到桩底和桩身缺陷所形成的波阻抗界面，将产生声波的反射和透射。应力波反射和透射能量的大小取决于两种介质波阻抗的差异的大小。由波动理论可知，当应力波遇到缩颈、裂逢、离析、蜂窝、空洞、夹泥、裂缝、断桩、二次浇灌面时，由于波阻抗变小，反射波与入射波初动相位同相；当应力波遇到扩颈、扩底时，波阻抗变大，反射波与入射波的初动相位反相。结合反射波振幅大小、频率和桩身波速高低、反射波到达时间等可对桩的完整性、缺陷程度、位置等作出综合判断。
图1反射波法测桩的示意图
二、反射波测桩的基本步骤
1.被测桩应凿去浮浆，平整桩头，切除桩头外露过长的主钢筋。
2.测量传感器安装和激振，传感器安装应与桩顶面垂直；用耦合剂粘结时，应具有足够的粘结强度,实心桩的激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处；空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为90°,激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处,其中桩身长度的计算如下所示：
式中，L为桩身长度，Vp为反射波在桩身内的正常的传播速度，T为桩底反射波到达时间。
3.通过反射波法检测混凝土桩的桩身完整性，来判定桩身缺陷的程度及位置。
三、反射波法在测试工作中应注意的事项
1、低应变反射波法是通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。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，将桩身假定为一维弹性杆件，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，对桩身完整性质量进行分析判断。
2、满足《建筑基桩检测技术规范》JGJ106—2003的试验数量要求。
3、柱下三桩或三桩以下r的承台抽检桩数不得少于1根。
4、设计等级为甲级，或地质条件复杂、成桩质量可靠性较低的灌注桩，抽检数量不应少于总桩数的30％，且不得少于20根：其他桩基工程的抽检数量不应少于总桩数的20％，且不得少于10根。
5、地下水位以上且终孔后桩端持力层已通过核验的人工挖孔桩，以及单节混凝土预制桩，抽检数量可适当减少，但不宜少于总桩数的10％，且不宜少于l0根。
6、当采用低应变法抽检桩身完整性所发现的III、Ⅳ类桩之和大于抽检桩数的2 0％时，宜在未检桩中继续扩大抽检
7、对于施工过程中发现的疑问桩，不应计入正常抽检比例。低应变受检桩位置的选择应符合以下规定：① 施工质量有疑问的桩；② 设计方认为重要的桩；③ 局部地质条件出现异常的桩；④施工工艺不同的桩.
当符合①～④款规定的桩数较多时，应适当增加抽检数量。同类型桩宜均匀随机分布,由于检测成本和周期问题，很难做到对桩基工程全部基桩进行检测，严格按照规范规定的检测数量要求和受检桩桩位选择标准执行，是为了在有限的抽检数量中发现桩基可能存在的质量问题。
四、测试结果分析
桩身完整性评价的目的是检测桩身的施工质量（包括桩长、桩身有无缩颈、裂逢、离析、蜂窝、空洞、夹泥、裂缝、断桩、二次浇灌面等），及时发现并排除隐患，确保工程质量。依据现场测试所得的反射波时域曲线及成桩工艺、施工记录、岩土工程地质勘察报告，根据目前国内相关检测规程对桩身质量评定标准将桩身质量分为Ⅰ类桩、Ⅱ类桩、Ⅲ类桩和Ⅳ类桩四类：Ⅰ类桩：桩身完整；Ⅱ类桩：桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥；Ⅲ类桩：桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；Ⅳ类桩：桩身存在严重缺陷。本次所检测的桩的时域曲线见图2-图5.
图2基桩时域曲线
图3基桩时域曲线
图4基桩时域曲线
图5基桩时域曲线
对其进行分析处理后所得结果见下表。
可知该工程4根桩基质量测试结果综合如下：完好桩（Ⅰ类）：1根，占所测桩的25%；一般类桩/缺陷桩（Ⅱ/Ⅲ类）：3根，占所测桩的75%；严重缺陷桩（Ⅳ类）：0根，占所测桩的0.0%；
五、结束语
总之，进行基桩桩身完整性类别判断时， 应结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况，按有关规定和实测时域或幅频信号特征进行综和分析判定。可见，符合技术标准要求进行现场低应变波形采集， 是进行科学、准确的信号分析处理，进行桩身完整性判别的基础，需要得到高度的重视。
参考文獻：
1.低应变法基桩检测规范(JGJ/106-2003)
2.建筑桩基技术规范 (JGJ94-2008-2003)
关键词：反射波法，基桩，断桩
中图分类号：TU74文献标识码：Ａ
目前在我国的建设工程中，桩基是广泛应用的基础形式之一，具有承载力大、地层适应性强、施工方便、造价较低等特点。由于桩属地下隐蔽工程，施工艺复杂， 容易出现各种质量问题(约为l5％～20％)，如不及时发现，将对构筑物、建筑物的正常使用造成隐患。因此，对基桩的质量检查是十分重要的。
工程概况：该工程位于固原彭堡镇蒋口村，由宁夏汇泽农村水利科技研发公司承建，工程桩基础全部为钻孔灌注桩，共计4根，编号为ZGY-1#、ZGY-2# ZGY-3# ZGY-4#，设计桩径为800mm，分别于2013年10月份浇注。然后对该工程基础桩的桩身完整性进行了检测。其中混凝土的设计强度等级为C25。
一、反射波法测桩原理
反射波法测桩的示意图如图1所示，其基本原理为：用锤激励桩头，所产生的应力波将沿着桩身向下传播，在传播过程中，如遇到桩底和桩身缺陷所形成的波阻抗界面，将产生声波的反射和透射。应力波反射和透射能量的大小取决于两种介质波阻抗的差异的大小。由波动理论可知，当应力波遇到缩颈、裂逢、离析、蜂窝、空洞、夹泥、裂缝、断桩、二次浇灌面时，由于波阻抗变小，反射波与入射波初动相位同相；当应力波遇到扩颈、扩底时，波阻抗变大，反射波与入射波的初动相位反相。结合反射波振幅大小、频率和桩身波速高低、反射波到达时间等可对桩的完整性、缺陷程度、位置等作出综合判断。
图1反射波法测桩的示意图
二、反射波测桩的基本步骤
1.被测桩应凿去浮浆，平整桩头，切除桩头外露过长的主钢筋。
2.测量传感器安装和激振，传感器安装应与桩顶面垂直；用耦合剂粘结时，应具有足够的粘结强度,实心桩的激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处；空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为90°,激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处,其中桩身长度的计算如下所示：
式中，L为桩身长度，Vp为反射波在桩身内的正常的传播速度，T为桩底反射波到达时间。
3.通过反射波法检测混凝土桩的桩身完整性，来判定桩身缺陷的程度及位置。
三、反射波法在测试工作中应注意的事项
1、低应变反射波法是通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。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，将桩身假定为一维弹性杆件，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，对桩身完整性质量进行分析判断。
2、满足《建筑基桩检测技术规范》JGJ106—2003的试验数量要求。
3、柱下三桩或三桩以下r的承台抽检桩数不得少于1根。
4、设计等级为甲级，或地质条件复杂、成桩质量可靠性较低的灌注桩，抽检数量不应少于总桩数的30％，且不得少于20根：其他桩基工程的抽检数量不应少于总桩数的20％，且不得少于10根。
5、地下水位以上且终孔后桩端持力层已通过核验的人工挖孔桩，以及单节混凝土预制桩，抽检数量可适当减少，但不宜少于总桩数的10％，且不宜少于l0根。
6、当采用低应变法抽检桩身完整性所发现的III、Ⅳ类桩之和大于抽检桩数的2 0％时，宜在未检桩中继续扩大抽检
7、对于施工过程中发现的疑问桩，不应计入正常抽检比例。低应变受检桩位置的选择应符合以下规定：① 施工质量有疑问的桩；② 设计方认为重要的桩；③ 局部地质条件出现异常的桩；④施工工艺不同的桩.
当符合①～④款规定的桩数较多时，应适当增加抽检数量。同类型桩宜均匀随机分布,由于检测成本和周期问题，很难做到对桩基工程全部基桩进行检测，严格按照规范规定的检测数量要求和受检桩桩位选择标准执行，是为了在有限的抽检数量中发现桩基可能存在的质量问题。
四、测试结果分析
桩身完整性评价的目的是检测桩身的施工质量（包括桩长、桩身有无缩颈、裂逢、离析、蜂窝、空洞、夹泥、裂缝、断桩、二次浇灌面等），及时发现并排除隐患，确保工程质量。依据现场测试所得的反射波时域曲线及成桩工艺、施工记录、岩土工程地质勘察报告，根据目前国内相关检测规程对桩身质量评定标准将桩身质量分为Ⅰ类桩、Ⅱ类桩、Ⅲ类桩和Ⅳ类桩四类：Ⅰ类桩：桩身完整；Ⅱ类桩：桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥；Ⅲ类桩：桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；Ⅳ类桩：桩身存在严重缺陷。本次所检测的桩的时域曲线见图2-图5.
图2基桩时域曲线
图3基桩时域曲线
图4基桩时域曲线
图5基桩时域曲线
对其进行分析处理后所得结果见下表。
可知该工程4根桩基质量测试结果综合如下：完好桩（Ⅰ类）：1根，占所测桩的25%；一般类桩/缺陷桩（Ⅱ/Ⅲ类）：3根，占所测桩的75%；严重缺陷桩（Ⅳ类）：0根，占所测桩的0.0%；
五、结束语
总之，进行基桩桩身完整性类别判断时， 应结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况，按有关规定和实测时域或幅频信号特征进行综和分析判定。可见，符合技术标准要求进行现场低应变波形采集， 是进行科学、准确的信号分析处理，进行桩身完整性判别的基础，需要得到高度的重视。
参考文獻：
1.低应变法基桩检测规范(JGJ/106-2003)
2.建筑桩基技术规范 (JGJ94-2008-2003)