桩基检测中低应变反射波法的实践应用浅谈

张明华

摘要：随着我国建筑行业的蓬勃发展，工程建设项目的数量和规模也在不断升级，桩基础由于具备载荷大、高强度以及泛用性广等特点，成为施工基础形式中关键的一环。二十一世纪的今天，建筑行业会不断对施工技术进行创新和改革，但是桩基础在悠久的历史长河中依然展示着其重要的地位和价值。桩基础工程属于地下工程，在恶劣的环境下容易受到外界和操作等方面的影响出现质量问题，因此需要采取有效的检测方式促进建筑建设水平的提升。从目前国内的桩基础检测情况来看，低应变反射波法兼具经济性和便捷性等优势，文章将会对其在实践中的表现进行研究和分析，为完善检测结果的准确性和有效性提出可行性意见。

关键词：桩基检测；低应变反射波法；实践应用

在我国改革开放之后，国民经济的增长速度持续加快，城市化的建设进程也在有条不紊地进行，人民财富的增加让房地产市场不断升温，越来越多的公用设施也在投入忙碌的建设中。在土木工程施工过程中，桩基础工程是其中应用最为广泛的基础形式，在建筑层数越来越高的情况下，桩基础工程的质量显得尤为重要，只有采取有效的措施确保桩基础工程达到标准，才能让建筑物得到结构、受力等方面都稳定的保障，这不仅会对经济建设和社会稳定造成影响，也会关系着人民的生命和财产安全。

一、桩基检测中低应变反射波法的研究现状

根据文献记载，桩基检测技术在20世纪就有了简单的研究雏形，几十年的发展时间里，桩基检测技术一直都在进行应用和实践，并随着科学技术的发展，特别是计算机技术的结合下给建筑工程质量带来的更加有效的保障，并且让传统的桩基检测技术逐步发展为系统化的桩基检测技术，并随着经济全球化的进程在世界各地都受到了极高的重视。在经过调查后可以发现，低应变反射波法是国内主要的桩基检测技术之一，可以在结果准确的同时达到经济、快速的效果，并且数十年的发展下理论和实践中都已经较为成熟，但是还存在一些难以处理的问题，需要采取干扰因素排除、检测记录精准以及满足行业标准等措施，才能得到更加科学合理的检测结果。

二、桩基检测中低应变反射波法的检测原理

1、根据反射波理论，在桩顶部进行竖向激振可以产生弹性波，这些弹性波会沿着桩身传播。当弹性波遇到桩身存在明显阻抗差异的界面（如桩底、断桩和严重离析等）或桩截面面积明显变化（如扩颈或缩颈）的部位时，会发生反射波。这些反射波可通过接收设备进行放大、滤波和数据处理，从而识别出来自桩身不同部位的反射信号。根据实测信号可计算桩身波速，判断桩身完整性及估计混凝土强度等级，并校核桩的实际长度。

2、根据固体中的应力波理论，反射波质点振速Vr与入射波质点振速Vi存在如下关系：

Z为桩的广义波阻抗（单位为NS/m），C为桩身声波速度（单位为m/s），ρ为桩的质量密度（单位为kg/m3）,A为桩身截面积（㎡）。声波平均速度C=2L/T，L为桩长（米），T为桩底反射耗时。

三、桩基检测中低应变反射波法的实践案例

1、案例一

在某服装产业集群共享平台制造项目中，设计桩长为29、32m，采取C80混凝土浇筑施工方式，施工完成后应用了低应变反射波法进行桩基检测，主要设备为RS-WPII基桩动测仪以及RS-LC内装IC压电加速度传感器，共检测桩基151根，抽检比例为41%，被检测桩施工记录及检测记录如下：

序号	桩号	强度	施工桩长(m)	桩顶标高（m）
1	1	C80	29	-5.95
2	4	C80	29	-5.95
3	7	C80	29	-5.95
……	……	……	……	……
64	155	C80	32	-1.65
65	159	C80	32	-1.65
……	……	……	……	……
92	224	C80	32	-1.65
93	226	C80	32	-1.65
94	228	C80	32	-1.65
……	……	……	……	……

检测桩施工记录表

序号	桩号	检测桩长（m）	桩径（mm）	波速(m/s)	测试日期	完整性描述	类别
1	1	29	500（110）	4384	2023-6-11	桩身完整	I
2	4	29	500（110）	4294	2023-6-11	桩身完整	I
3	7	29	500（110）	4392	2023-6-11	桩身完整	I
……	……	……	……	……	……	……	……
64	155	32	500（110）	4380	2023-7-12	桩身完整	I
65	159	32	500（110）	4415	2023-7-12	约11.95m处桩身缺陷	II
……	……	……	……	……	……	……	……
92	224	32	500（110）	4250	2023-6-6	桩身完整	I
93	226	32	500（110）	4375	2023-6-6	约10.83m处桩身缺陷	II
94	228	32	500（110）	4392	2023-6-6	桩身完整	I
……	……	……	……	……	……	……	……

低应变检测结果汇总表

检测结论：

根据JGJ106-2014《建筑基桩检测技术规范》标准，结合被测桩的一些相关数据和资料，譬如实测曲线、地质资料、桩型、成桩工艺和施工记录等，展开综合分析后得到的意见如下：桩身波速最大值：4538m/s，最小值：4250m/s，平均值：4332m/s；完整性类别统计：I类桩146根，占比96.7％；Ⅱ类桩5根，占比3.3％。

2、案例二

在某涂装、抛丸车间建设项目中，设计桩长为22m，采取C80混凝土浇筑施工方式，施工完成后应用了低应变反射波法进行桩基检测，主要设备为RS1616K（S）基桩动测仪以及LC0154TA内装IC压电加速度传感器，共检测桩基31根，抽检比例为50%，被检测桩施工记录及检测记录如下：

序号	桩号	强度	施工桩长(m)	桩顶标高（m）
1	1	C80	22	-1.65
2	4	C80	22	-1.65
3	5	C80	22	-1.65
4	8	C80	22	-1.65
5	9	C80	22	-1.65
6	12	C80	22	-1.65
7	14	C80	22	-1.65
8	15	C80	22	-1.65
9	18	C80	22	-1.65
10	20	C80	22	-1.65
11	……	……	……	……

检测桩施工记录表

序号	桩号	检测桩长（m）	桩径（mm）	波速(m/s)	测试日期	完整性描述	类别
1	1	22	400（95）	4340	2023/4/7	桩身完整	I
2	4	22	400（95）	4384	2023/4/7	桩身完整	I
3	5	22	400（95）	4371	2023/4/7	桩身完整	I
4	8	22	400（95）	4337	2023/4/7	桩身完整	I
5	9	22	400（95）	4379	2023/4/7	桩身完整	I
6	12	22	400（95）	4348	2023/4/7	桩身完整	I
7	14	22	400（95）	4348	2023/4/7	桩身完整	I
8	15	22	400（95）	4367	2023/4/7	桩身完整	I
9	18	22	400（95）	4395	2023/4/7	桩身完整	I
10	20	22	400（95）	4321	2023/4/7	桩身完整	I
11	……	……	……	……	……	……	……

低应变检测结果汇总表

检测结论根据JGJ106-2014《建筑基桩检测技术规范》标准，结合被测桩的实测曲线、地质资料、桩型、成桩工艺和施工记录等综合分析意见如下：桩身波速最大值：4425m/s，最小值：4310m/s，平均值：4358m/s；完整性类别统计：I类桩31根，占比100％。

四、桩基检测中低应变反射波法的应用分析

结合桩基检测中低应变反射波法的实践经验可以看出，在建筑工程中应用和检测的过程中，该方法可以对已经出现缺陷问题的桩基分析出其缺陷对承载能力的影响程度，在针对这部分桩基开展检测工作时，技术人员需要对检测指标进行综合化的分析和判断，对可能存在的风险完成统一的问题检测。在经过数据汇总和整理之后，可以根据每一个桩体的完整性对其质量做出明确的分类，一般可以分为四个类别，分别是I类桩身完整；Ⅱ类桩身有轻微缺陷，但不会影响桩身结构承载力的正常发挥；III类桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；Ⅳ类桩身有严重缺陷。在检测结果中出现III类桩和Ⅳ类桩时，会导致反射波形混乱，这些出现问题的桩基应当一律按照废基处理，以免在后续使用出现难以预料的严重隐患，给建筑工程以及工作人员造成安全方面的威胁。为了达到更加准确的结果，在实际的检测过程中还可以通过多次的低应变反射波法实践获得相对平均的结果，促进建筑项目质量的优化和提升。

结束语：

综上所述，新时代的背景下，每年建筑物中使用的桩基础用量都非常大，保证每一个结构都能符合设计规范和工程要求，就成为桩基检测工作中的重点。桩基检测方法可以分为两大类，分别是承载力桩基检测以及整体桩基检测，二者都是专业性和综合性较强的检测技术，涉及的领域和学科也较为复杂。低应变反射波法还在逐步完善的阶段，需要进行更加深入的研究和推广，桩基检测的工作人员也应当在实践中不断积累经验、提升能力，在熟练掌握各种检测方法的基础上对检测结果作出科学准确的判断，加强对建筑工程整体质量的保障。

参考文献：

[1]刘黔.低应变反射波法在水利工程桩基检测中的应用[J].东北水利水电,2023,41(10):57-59.

[2]陈远鹏.桩基检测中低应变反射波法的实践应用探讨[J].四川建材,2020,46(09):30+34.

[3]李仁海,侯寿贵.低应变反射波法在灌注桩桩基缺陷检测中的应用[C]//全国建筑工程勘察科技情报网,全国建筑工程勘察科技情报网华北情报站,中国建筑学会工程勘察分会.2016年全国工程勘察学术大会论文集（下册）.中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司；,2016:4.