随着我国国民经济与工程建设的快速发展，基桩检测作为隐蔽工程验收的重要环节，对保证整个工程建设的安全稳定起着十分重要的作用。本文简要的分析了反射波法的工作原理和技术要点，并通过反射波法在各种类型基桩检测中的应用实践，总结了测试中常见的问题及注意事项。
《华中建筑》核心建筑期刊征稿，创刊于1983年，是湖北省人民政府国有资产监督管理委员会主管，中南建筑设计院和湖北省土木建筑学会主办，系大型综合性建筑学术期刊，其宗旨在于：在党的“一个中心、两个基本点的基本路线指引下，发掘发扬中华民族的优秀建筑文化遗产，传播交流我国的建筑设计创作、科研、教学及建设成就，为探索中国建筑发展的道路，促进中国新建筑流派的孕育成长和丰实，推进中国新建筑文化的开拓和发展而努力。
前言
上世纪 80 年代，我国桩的动测技术就已经应用于实践中了， 经过 20 多年的发展， 低应变法检测技术已经趋于成熟。 目前， 采用低应变法进行桩身完整性检测的工程实际上已远远超过其他动测桩方法， 如声波透射法及高应变法等， 而且， 在大量的检测实例中， 虽也有主观和客观原因造成误差稍大或个别误判的情况，但绝大多数检测结果表明， 低应变法对基桩桩身完整性的检测具有相当高的可靠性。
一、反射波法检测的基本原理
基桩低应变动力检测反射波法的基本原理是在桩身顶部进行竖向敲击， 给桩顶一个能量， 由此在桩中产生的应力波沿桩身以纵波速度 Vp 向下传播， 应力波通过桩的阻抗 Z 变化界面 (如桩底、 断桩和严重离析等部位) 或桩身截面面积变化 (如缩径或扩径) 部位时将产生反射波，对接收到的反射波数据经过放大、 滤波等处理，可识别来自桩身不同部位的反射信息，根据波形特征和实测波速分析并结合桩砼养护龄期及设计砼强度等综合指标来判断桩身的完整性、缺陷性质、 缺陷部位及混凝土强度等级。
二、各种常见桩型易产生缺陷种类的分析
2.1 混凝土灌注桩
在施工过程中， 如混凝土浇注不连续， 搅拌不均， 水灰比过大， 导管漏水或地层稳定性较差， 就会产生桩身质量问题， 如断桩、 离析、 夹泥或缩颈等。
2.2 人工挖孔灌注桩
如施工不当， 孔内护壁漏水， 积水过多或是地层不稳定时， 就会产生桩身质量问题， 如离析、 胶结不良、 强度降低或是塌孔产生断桩。
2.3 混凝土预制桩
在未达到桩底标高， 遇到地层强度较大时，在锤击力的作用下，易在桩身接口焊接处开裂， 甚至造成桩头破碎。
2.4CFG 桩
由于没有钢筋是素混凝土桩， 桩体呈脆性， 如果开挖不当的话，桩体会产生裂纹甚至断裂。
三、典型实测曲线
由于桩身缺陷种类复杂， 判断桩身缺陷存在与否， 需分辨实测曲线中有无缺陷的反射信号及分辨桩底反射信号。下面通过对桩身各种常见缺陷的反射波特征， 结合一些典型的实测波形，对反射波实测曲线的解释方法介绍如下：
3.1 完整桩的波形曲线分析
当桩身完整时，仅存在唯一的反射界面，即桩底反射面，在条件较好的情况下，可以得到明显的桩底反射波。某工程为人工挖孔灌注桩，设计桩长大于 7m，实测桩长 7.5m，桩径 800mm， 波速C 为 3757m/s。此时， 可以利用波速 C、 反射时间 t 和桩长 L 三者之间的关系来估算桩长或速度，进而根据波速与混凝土强度的关系来评估桩身混凝土的强度,桩混凝土强度 C25。
3.2 断裂桩的波形曲线分析
在桩身断裂处,其反射系数 R=1,即在桩身断裂处发生全反射。 当出现多个反射波时,应判别它是同一缺陷面的多次反射,还是桩间多处缺陷的多层反射。前者,即缺陷反射波在桩顶面与缺陷面间来回反射,其主要特征是反射波至时间成倍增加,反射波能量有规律递减;后者往往是杂乱的,不具有上述规律性,且桩底反射信号很难见到。
3.3 离析或胶结不良桩波形曲线
在桩身离析和胶结不良时由于波速发生改变, 使得波的频率也发生变化，其高频成分衰减较快， 使得波形变得平坦， 至于是由离析还是胶结不良引起，则要结合施工时的情况和地质报告等辅助资料来加以区分。
3.4 嵌岩桩的波形曲线
对嵌岩桩，如果桩底没有浮渣或浮渣比较少，桩和基岩接触良好， 则桩底反射信号不明显，但经过指数放大等技术处理，有时可以见到一反相反射信号; 如果桩底浮渣较多，有时可以看到一同相反射波出现， 由于浮渣对波的吸收较强，有时也很难见到反射信号。
四、现场检测中的注意事项
4.1 激振问题
理论分析和实践经验表明，激振技术是反射波法完整性检测的重要环节。在检测时，通常使用瞬态激振， 最简单的方法是用手锤或力棒激振。在检测时提高激振脉冲波的频率， 可以提高分辨率; 但高频波对长桩不易获得桩底反射，因此应该用频率较低的脉冲波来获得桩底反射， 再用高频波来检测桩身上部的缺陷。 另外一个要注意的问题是激振的能量要适中， 并不是能量越大越好。激振时要干脆、利索，以使每次的激振波形基本一致， 有利于对比分析。
4.2 传感器与粘结剂的选择
传感器是基桩检测的 "眼睛" ， 它的频响特性、 阻尼大小、 灵敏度和动态范围等对实测波形的影响非常大。反射波法对传感器有特殊的要求， 因此传感器的量程范围和动态范围要足够宽， 要有较高的灵敏度，有良好的阻尼特性。在通常情况下， 我们可用不同特性的传感器多测几组曲线， 通过对比进一步提高分析精度。
在传感器性能较好的情况下， 必须选择好的粘结剂， 使传感器与基桩得到较好的耦合。 目前常用的粘结剂有石膏粉、 橡皮泥、 蛇皮膏、黄油等。在这些粘结剂中， 石膏粉粘结的耦合频率较高， 而后几种的耦合频率较低。应该注意的是， 当桩头较湿时， 采用橡皮泥和蛇皮膏粘结剂粘结的效果不是很好，此时最好用石膏粉。
4.3 桩头的处理
灌注桩的桩头往往有一定厚度的浮浆，特别是人工挖孔灌注桩，浮浆严重影响检测效果， 因此在检测时必须将浮浆打掉， 同时保持桩头平整。此外， 预制桩在贯入过程中桩头可能产生破损， 灌注桩在破除浮浆时也可使桩头产生破碎， 使弹性能量快速衰减， 严重时使激发的脉冲波不规则， 严重影响检测效果， 甚至造成误判现象。 因此，在检测时必须格外注意桩头情况。
4.4 辅助资料的收集
在进行基桩检测时应该注意辅助资料的收集。辅助资料包括岩土工程勘察报告、 灌注桩的成孔工艺、成桩机具和工艺、 桩基施工记录及开挖情况等。结合辅助资料来分析桩身的缺陷类型。
4.5 提高信号判读的正确性
现场检测时， 采集的信号是否可靠直接影响桩身完整性的判定。应在检测现场即时对信号是否可靠作出判断，发现问题及时查明原因采取措施后重测。观察不同的传感器或不同的激振点所获得的时域波形， 主要特征是否相同，特别是频域共振峰的特征是否相同。在瞬态激振试验中， 重复测试的次数应大于 4 次， 若这些特征都是基本相同，说明信号充分反映了桩身情况，分析时就不会导致错判和漏判。
五、结束语
总之，应用基桩低应变动力检测法检测桩基础的成桩质量简变、快捷可以在较短的时间内完成大量而且复杂的的工作，是微波电子检测技术与电子计算机技术在土建工程实际应用取得良好效果的又一典范。但需要注意的是综合分析同一工程的所有被测桩， 同一工程的地质和施工状况大致相同， 通过寻找被测桩之间的共性， 再来分析每一根桩的情况， 这往往能有效地提高分析准确度。如果仅仅分析一根桩， 而不对整个工程的情况进行了解，很容易产生判断错误。 因此，要求检测人员不但掌握检测方法的基础理论， 熟悉仪器操作及数据采集， 了解测试方法的局限性， 还必须注重实践经验的积累，有丰富的经验才能做出正确的判断。
参考文献
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