【摘要】桩基动测技术是一门交叉学科，它不仅涉及建筑工程、地质学、材料科学而且是声学、电子技术、计算机技术的综合应用。本文阐述了反射波法检测原理，对桩基动测中低应变反射波法的要点以及桩基动测中低应变反射波法的工程实践进行了分析。
【关键词】桩基动测;反射波法;要点;工程实践
掌握低应变反射波法桩基动测技术，是搞好桩基监控与检测的有效手段。运用一维波动理论从桩基波阻抗的变化，确定桩基完整性等质量问题，以保证桩基检测的真实可靠。
一 反射波法检测原理
在桩基低应变动测方法中，应用最普遍的是应力反射波法，主要适用于检测桩身混凝土的完整性，推定缺陷类型及其在桩身中的位置，其检测原理：在处理好的被测桩头安装加速度传感器，用力锤敲击桩头，产生一压缩波，该波以波速c沿桩身向下传播，当传至桩底后再从桩底反射回桩顶;当该下行波在传播途中遇到桩断面阻抗发生变异时，就使入射波发生发射，一般情况下桩身缩颈处和桩底处会产生拉伸反射波而桩身扩颈处和土阻力的作用会产生压缩反射波，该反射波在传播到桩头时，被传感器接受后，通过电荷放大器、微机处理系统可测得各截面的速度信号。根据这些反射波速度的大小和方向，可以判断桩身结构的完整性情况，判别缺陷的性质及位置。
二 桩基动测中低应变反射波法的要点
1选择正确现场测试时间：对于混凝土灌注桩试验应选择在混凝土龄期大于10天或混凝土强度大于15Mpa，对长桩选在混凝土到达龄期后，对于打入的预制刚性桩，桩打入后立即进行低应变检测，更有利于获得桩底反射。因为刚打入的桩侧摩阻力远小于1-2周后的侧摩阻力。
2现场动测条件：首先应该了解基础工程的成桩工艺、桩长、桩身混凝土质量等资料;其次了解该工程的进展情况，灌注桩应该破除浮浆到设计标高，以防浅部缺陷对采集信号的影响;在检测前不宜浇注混凝土垫层，桩不允许与其他结构相连，否则对测试信号的影响很大;同时根据加速度传感器的大小在桩头处理2-3个清洁的平整面安装传感器。
3传感器的安装和锤击：传感器的安装应考虑两个方面的影响：传感器的安装位置及方向，传感器安放点应距桩心沿半径方向约2/3R（半径）处，这样将得到最小的反冲信号的出现，有利于浅部缺陷的评判，对于较大直径的桩测点应不少于2个，每个测点最少有三个锤击点。锤击时检测点和锤击点应有足够的距离以消除二维效应。不同深度的缺陷对测试的频率范围要求不同，缺陷越深要求的频率越低，选用振源频率根据所测深度进行调整试验得出铁、硬木、聚氯乙烯、尼龙、四氟乙烯塑料（工程塑料）、橡皮-混凝土相撞振源主频依次降低。对于一般长度的桩用尼龙锤能够采集到较为理想的曲线，对于长径比较大的桩宜选用激振频率较低的激振方式同时还要增加能量，应选用较重的力棒。使用力棒时排除很容易反弹造成二次冲击，引起信号失真。多次采集排除二次冲击干扰;反射波法测桩以自由落体和垂直敲击为宜;PHC桩测点与敲击点的布设角度以45°-90°范围为宜，超过90°就不佳。这种方式有利有抑制质点的横向振动，避免不必要的噪声。
4人员及采集仪器参数设置：现场采集人员应固定，经验对现场采集信号的好坏有很大的影响，检测人员应持证上岗，敲击人员应固定不要现场临时找人。以免影响到后期信号分析。仪器采用内置低压电源，单轴屏蔽线短线传输，尽可能减少干扰发生。在实测桩身质量时，选择好仪器的增益、滤波频率等参数是取得真实波形和桩底反射关键，放大器能对衰减的信号作有益的补偿，使有效波更容易识别，放大倍数的调节应以桩底反射明显可辨，又不致使曲线发生畸变或漂移为原则。频率滤波有助于改善信噪比和分辨率缺陷深度对应的频率范围不同，对于深部缺陷及桩底大于30m的桩，选频率范围0-200HZ;中部缺陷或桩底大于25m左右的桩，频率范围0-500HZ ;浅部缺陷及短桩频率范围0-2000HZ.积累经验选择合适的滤波范围，以便简单直观判别桩身缺陷和桩底反射。存储信号应选择重复性好、桩底反射明显，干扰少的波形正常情况每根桩存储3个波形，对于有缺陷的桩应敲击不同的位置存储更多的波形，且应保持波形的一致性以便缺陷分析。
三 桩基动测中低应变反射波法的工程实践
通过对桩基变阻抗界面处产生的反射波的相位、振幅和应力波的时差特征来判断桩基的缺陷性质、程度及位置。在工程实践中，桩基的情况千差万别，以下就实践中常见的影响桩基动测的因素简要分析如下：
1桩基施工工艺及地质条件对反射波法检测结果的影响。桩基种类很多，常见的有打入桩和灌注桩。（1）施工工艺。钢筋混凝土预制桩以其成桩工艺简单、质量易于控制，而成为打入桩中最常用的桩型。但由于地质勘察不细，桩锤选择不当所引起的质量问题还是存在的。主要表现在桩身上端1/3处的混凝土开裂。（2）地质条件。各种地质条件下，机械成孔灌注桩都是很好的选择。一般情况下水下灌注这类桩基缺陷形式主要表现为：混凝土不能连续浇灌而引起的透水层夹入桩体形成断桩或缩颈;导管提升过快引起的断桩或混凝土离析;泥浆护壁坍塌造成的夹泥;清孔时间过短，孔底沉渣太厚使桩底混凝土强度降低，近似于混凝土离析等。振动沉管灌注在沉管过程中冲击力或振动力以弹性波方式在周围土体中衰减消散，靠近沉管周围土体垂直振动为主，较远处为水平振动。这种水平振动力以测向挤压土体，易把刚灌注的邻桩挤断，尤以软硬交界土体处最易发生。另外，在拔管过快时，也极易产生较软土体挤压造成的缩颈或断桩。反射波法检测此类桩基时，参考地质资料，了解施工组织及跳打情况十分必要。
2传感器的特性及传感器的安装对反射波发的影响。反射波法对传感器有特殊的要求.传感器与激振点要保持较近的距离，以记录几十米长的桩身反射信号.同时，强烈的激振信号不畸变.因此传感器要有足够的量程和良好的阻尼特性。我们所检测的桩基，因其材料特性及激振条件，要求接受到的信号频率在100Hz-1.5Hz之间。要记录满意的波形信号，只有在良好的激振条件与适应的检波器的结合下才能实现。常用的速度的谐振频率一般为F=5Hz-40Hz，带宽10Hz-2KHz，是符合波形记录条件要求的。高阻尼的传感器，波形干净好看。锤击时只激发一个波峰，这样对检测较长桩的桩底反射及深部缺陷是有利的。不同的传感器可用于不同的检测目的。检波器要垂直紧固的安装在桩头表面，测桩前清除桩顶的浮浆，防止桩顶其他振源的干扰，这是检波器良好工作的前提。
3 激振方式确定了激振频率与激振能量反射波法要求的激振频率的主频一般在100-1500Hz之间，使其与桩身的形状、材质、物理特性相匹配。不同的应力波，因不同的频率特性，其在桩身的传播也具有不同的衰减特征。所以根据桩身长度、桩身质量特性选择激振方式是非常重要。
结束语
随着我国经济建设的蓬勃发展，桩基础被广泛应用。然而，桩基础的质量检测一直是十分棘手的问题。基桩动测技术的广泛应用有效地填补了静力试桩的不足，促进了桩基工程发展的需求。
参考文献
[1]吕泽民 基桩动测中低应变反射波法的理论与实践[J] 房地產导刊 2013年02期
[2]《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106—2014）
[3]张秋旺.桩基工程质量检测方法浅析[J].广东建材，2011，01
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