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1、探析低應變反射波法在基樁完整性檢測中的應用廣州開發(fā)區(qū)建設工程質(zhì)量檢測中心摘要：低應變反射波法是測定混凝土樁樁身完整性的一種檢測方法，其經(jīng)過多年的研究、應用及發(fā)展，該項技術己經(jīng)逐漸走向成熟，事實證明它是一種準確可靠、經(jīng)濟快捷的檢測手段。木文主要分析低應變反射波法檢測的原理，低應變反射波法檢測樁體完整性的可行性分析研究以及提高低應變反射波法在基樁完整性檢測準確性的方法。關鍵詞：低應變反射波法；基樁完整性；檢測；應用引言：樁基是一種地下成樁工藝，也在我國高層建筑的建造過程中以及各種道橋基礎建設中廣泛采用。眾所周知，基礎建設在建筑過程中的作用以及對于

2、建筑整體質(zhì)量的影響是非常大的。因此，對于基樁樁身完整性的檢測是十分重要，也是十分必要的。低應變反射波法是一種非常優(yōu)秀的檢測方法，具有價格低、操作簡便、對樁身無傷害性等優(yōu)點，目前被廣泛應用于建筑行業(yè)基樁樁身完整性的檢測中。一、低應變反射波法檢測的原理低應變反射法是檢測指在橋頂施加一個動態(tài)力，同時樁身土壤體系在激振力的作用下產(chǎn)牛動態(tài)響應，同時采用傳感器在樁頂獲取瞬態(tài)激振后的動態(tài)響應信號，通過波動理論與振動理論以及應力波的傳播規(guī)律，對信號的時域分析或傳遞函數(shù)分析來對橋身結構完整性進行判斷。當縱波沿著無限長育?桿進行傳播時,它將沿某一方向前進，將能量

3、輸送到無限遠處。但在實際的應用當中，桿的長度是有限的，當波與桿端相遇時，根據(jù)邊界條件，縱波將會在端部邊界發(fā)生反射或透射的現(xiàn)象。當應力波傳到樁底接觸到相比樁身更為柔軟的土地界面時，此時會發(fā)牛與入射波同相位的反射現(xiàn)象，因此反射回來的波與入射波同相位。由于反射波和入射波相位相同，因此在反射點處會有明顯的波幅增加，形成全反射現(xiàn)象。而在相反情況下，應力波傳到橋底然后接觸到相比樁身更為堅硬的巖層界面時,此時會發(fā)生與入射波反相位的反射現(xiàn)象，因此反射冋來的波與入射波存在相位差,并且發(fā)生疊加，形成半波損失反射現(xiàn)象。無論以上哪種情況，只要當應力波沿著樁軸線在垂直

4、于界面的情況下，進入到另外一種介質(zhì)中去，那么對于兩種介質(zhì)就都會發(fā)生擾動現(xiàn)象，而應力波分別向兩種介質(zhì)進行傳播，因此，會在介質(zhì)分界面上發(fā)生反射以及透射現(xiàn)象。二、低應變反射波法檢測樁體完整性的可行性分析研究反射波法是建立在一維波動理論的基礎上的。假設樁為質(zhì)地均勻、各向同性的一維線彈性體（樁的長度遠大于直徑，且入射波波長λ大于樁的直徑），當用手錘在樁頂敲擊吋，產(chǎn)生的應力波在樁身傳播滿足一維波動方程，對于水泥攪拌樁的假設設定如下：一是水泥攪拌樁是否可視為一維桿件；二是水泥攪拌樁樁身材料是否可視為彈性材料；三是水泥攪拌樁樁身波阻抗是否可以被

5、識別。從目前工程上的應用來看，水泥攪拌樁樁徑多為50cm,樁長多為8m以上，長徑比一般在16以上，符合樁長遠大于樁徑的理論條件，樁體可視為一維桿件。水泥攪拌樁是由水泥就地與地基土充分攪拌硬化而成，水泥土在受力初期，應力與應變關系基本上符合虎克定律?？梢暈閺椥圆牧?。與混凝土灌注樁相比，盡管水泥攪拌樁樁身波阻抗明顯要小，但目前大量的工程試驗資料證明，水泥攪拌樁樁身抗壓強度可達1.2MPa以上（425#水泥,噴灰量50kg/m,齡期90d）,其抗壓強度遠大于樁周土強度，基本符合一維波動方程的理論假設。對實際工程樁的檢測也表明，一維壓縮波在水泥攪拌樁

6、樁身以內(nèi)的入射、透射、反射特征清晰基于以上分析，反射波法檢測水泥攪拌樁的樁身質(zhì)量是可行的。從該種方法的實際應用與可靠性分析來看：與檢測混凝土灌注樁相比,反射波法檢測水泥攪拌樁有著其自身的特殊性。首先是檢測時確定檢測齡期的問題。統(tǒng)計資料表明，到28d齡期時，水泥土的強度為設計強度的60%左右，到90d齡期時才能達到設計要求。從檢測效果的角度出發(fā)，齡期越長，強度越高,檢測效果越好。如果過早地進行檢測，水泥土尚未完全硬化，水泥土的波阻抗與樁周土的波阻抗較為接近，則不滿足一維波動方程的理論假設?；蛴捎阼D擊吋，因為樁身整體強度不高，形成波形的低頻震蕩，

7、導致無法進行有效的分析與判斷。因此建議水泥攪拌樁最佳的檢測齡期為28d以后。經(jīng)過大量的實踐證明，只要選擇合理，處理得當，在滿足一定的條件下，完全可以利用反射波法檢測水泥攪拌樁的樁身完整性。三、提高低應變反射波法在基樁完整性檢測準確性的方法1、數(shù)據(jù)采集對準確性的影響在低應變反射波法的數(shù)據(jù)采集過程中，應該注意以下幾點：1、在測試前，應把樁頭鋼筋切割開，認真清理樁頭浮漿及破碎部分，直到露出堅硬混凝土界面，使樁頭密實，并盡量平整，至少應在成樁后8d~15cl方可檢測。2、對于實心樁，傳感器安裝點與錘擊點的距離不宜少于樁徑的1/4；當錘擊點在樁頂中心時

8、，傳感器安裝點與樁頂中心的距離為樁半徑的2/3。對于空心樁，錘擊點和傳感器安裝點宜在樁壁厚的1/2處，傳感器安裝點、錘擊點與樁頂面圓心構成的平面夾角宜為90°