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1、低应变反射波法测桩的局限性分析及桩基质量检测监督要点 重庆地区目前大量采用的是挖孔灌注桩基础，而这类基桩大多属嵌岩桩。当前在对基桩作完整性检测时采用最广泛的是低应变反射波法。通过对该方法的原理分析和大量的检测实践证明该方法存在较大的局限性，甚至在某些情况下对有些较为严重的桩身质量问题也无法作出准确的判断，为工程留下较严重的质量隐患，存在较大的检测风险和质量监督风险。一、检测方法简介：低应变反射波法为建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003标准中规定的检测方法，有明确的检测规定。测桩时用力棒（或手锤）敲击桩面使之产生一沿桩身向下传播的应力波，如桩身完好无缺，质量均匀，形状规则，则应力波将一直传
2、到桩底，并产生桩底反射波。但当桩身某部位质量或形状有突然变化时（即桩身阻抗发生突变），也就是存在缺陷（断裂、缩颈、夹泥等），则应力波会在该部位立刻发生反射，缺陷越厉害，反射就会越强烈。反射信号由放置在桩面的检波器接收，然后传入计算机进行分析而得出结论。桩身完整性判别分为四类，类桩为完整桩，类桩为有轻度缺陷桩，类和类桩有较严重或严重的缺陷。二、该方法局限性分析1.不能对桩身缺陷作出准确定量的判断由于该方法是通过应力波在缺陷处的反射来判断缺陷的位置和性质，在检测过程中往往是通过反射波的反射强弱来判断缺陷的严重程度，而这种反射的强弱不仅受桩身缺陷的严重程度而且还受其他诸多因素的影响，因此很难作出准确
3、定量的判断，对缺陷的种类也不能具体识别（如缩颈还是夹泥），最终往往根据经验对桩的类别作出判定。2.该方法对测试深度有限制，对桩深层缺陷不易测出由于受桩周土约束、激振能量、桩身材料阻尼和桩身截面阻抗变化等因素的影响，应力波从桩顶传至桩底再从桩底反射回桩顶的传播为一能量和幅值逐渐衰减过程。若桩过长（或长径比较大）或桩身截面阻抗多变或变幅较大，往往应力波尚未反射回桩顶甚至尚未传到桩底，其能量已完全衰减或提前反射，致使仪器测不到桩底反射信号，而无法评定整根桩的完整性。低应变测试时，常使用手锤或力棒敲击，传递给桩的能量较小，再加上桩周土（岩）层的约束及传感器的灵敏度有限等客观条件限制，它对桩深层（相对）
4、缺陷测试的准确程度有很大的局限性。有时测不到桩深处的缺陷，或者即使能测到缺陷，也严重降低了缺陷反射的幅度，造成测试者的误判。由于桩的有效检测长度受各地地质条件及桩土刚度比大小的制约，因此JGJ106-2003中未规定有效检测长度的控制范围，并明文表述具体工程的有效检测桩长应通过现场试验，依据能否识别桩底反射信号，确定该方法是否适用。该条文明确表述了桩长如超过测试范围无法检测出桩身缺陷，我市和我中心目前也无实际测试范围的可靠依据。3.对嵌岩桩的测试有不足之处重庆地区大多挖孔桩为嵌岩桩，对于嵌岩桩而言由于嵌固端周边岩层的阻抗很大，有时和桩相近，在这种情况下桩的嵌固端已不是一维杆，其缺陷也很难通过反
5、射波测出，也很难测出桩底缺陷。重庆地区有些工程是在岩石上直接成型挖孔桩，这类桩浇注混凝土后桩和岩石成为了一个整体，影响了应力波的传递，所测曲线大都只有一个首波，接收不到反射波。4.对某些渐变的缺陷无法测出由于该方法的测试原理是基于应力波在桩传递过程中对突变的介质或界面产生反射波，通过接收反射波来确定缺陷，而对于桩身某些渐变性的缺陷（如桩径逐渐减小、混凝土由于地下水的渗入而使混凝土强度降低或出现渐变离析）采用低应变反射波法来检测有很大的难度。5.对于一桩存在多个缺陷时不易做出准确的判断当一根桩存在多处缺陷时，一般情况下每个缺陷都会产生反射，但这些反射会相互干扰，给判定缺陷带来很大的难度。6.检测
6、方法不规范造成的影响目前有众多的检测机构由于市场竞争采用不规范反射波法进行基桩检测，更易造成检测结果不真实或误判：为减少麻烦，桩头不经处理就直接进行检测，如桩顶浮浆未去掉或测点不平整造成所采曲线不可靠。测点布置未按标准进行，位置不对，数量不够，有时只布置一个测点，造成检测数据不真实、不完整。锤击点不规范，有的在检波器旁敲击，造成所采集信号失真。超短龄期（1-2天）检测造成所采集曲线异常而误判。7.其他因素对测试的影响测桩曲线有时会受到其它因素的影响而产生变化，造成判断的失误。如土层或岩层的变化会引起阻抗的变化，此时会对波形产生干扰，桩周土中的软弱夹层常会产生类似于缺陷的波形特征。有时桩护壁底部
7、的反射也会造成该处桩身有缺陷的判断。因此，在应用低应变动测结果时，需综合考虑各种影响因素，以便对其结果作出恰当的评估。三、工程实例分析1.万州深国投商业中心工程2007年7月初该工程由于个别基桩桩顶浮浆太深，引起了有关部门对该工程桩质量的怀疑，而采用了钻芯法对20#、33#等桩进行了钻芯检测，钻芯结果表明20#、33#桩均有较严重的质量问题。以上两根桩均为直径1.2m的挖孔桩，总桩长24m27m，两根桩的缺陷部位为1518米。缺陷表现形式为在该范围内取不出完整芯样，说明混凝土强度极低且该段桩身混凝土松散。但以上两根桩均经过了当地检测部门的反射波法完整性检测，均未发现问题，后质监总站检测中心又对
8、以上两根桩进行了反射波法复测，检测曲线正常，钻芯缺陷处反射波不明显，若无钻芯佐证根本无法发现缺陷。以上动测失败的原因是什么呢？为什么不能反映真实情况呢？原因就是动测方法本身的局限性所致，当桩身混凝土松散时，一旦桩身阻抗突变不显著（桩身阻抗渐变是反射波法测试的最大障碍），不易产生明显的反射波；二是松散结构对应力波吸收强烈，使反射波信号大大减弱，因此接收的信号并不能反映真实的桩身质量情况；三是缺陷部位较深，可能超出了有效测试范围。2.东和江景工程2004年2月本中心在该工程用声波透射法进行检测，发现7579号桩存在质量问题，后经钻芯法检测其中75、76、77号桩其芯样强度不满足设计要求，79号桩距
9、桩底5m范围内混凝土质量极差，松散无法取出完整芯样。在钻芯检测之前我们曾用反射波法对以上桩进行了比对检测，均未发现较严重的缺陷波形，反射波测试结果与钻芯法和声波透射法相差甚远。3.龙华大道红岩水库1#桥该工程为一座大桥，基础采用人工挖孔桩，直径2.0m。本中心在声波透射法检测中发现2L3号桩4.5m以下混凝土严重离析。后径钻芯法检测该桩0-3m段芯样完整，3-4.3m段芯样局部有蜂窝，4.3m以下取不出完整芯样，混凝土严重离析。该桩的反射波法检测结果：在4.9m处桩阻抗减小，但反射不够明显，程度无法判定，容易产生误判。该桩经三种方法检测，声波透射法与钻芯法检测结果基本吻合，反射波法与钻芯法结果
10、吻合程度较差，其原因分析如下：大直径灌注桩的缺陷是由地下水的渗入而使混凝土中胶体的水灰比增大，从而使混凝土的强度降低，或者是由于混凝土浇灌方法不当而出现离析所造成，其缺陷牲大多呈渐变型，采用反射波法检测渐变型缺陷有很大难度。低能量的应力波在这类桩中传播时，能量消耗较大，较难反射回来。4.中心近几年的测桩统计应用反射波法检测的基桩占90%以上，而声波透射法和钻芯法仅占5%左右，可声波透射法和钻芯法发现的质量问题却远多于反射波法，反射波法检测出的、类桩（有较严重质量问题的桩）极少，而且都需钻芯或开挖验证。四、桩基质量检测监督要点重庆地区挖孔桩采用低应变反射波法检测存在较大的局限性，在很多情况下不能
11、有效地检测出桩身质量缺陷，仅用这一种方法检测的结果来验收桩基工程存在着一定风险。目前我市管工程有部分项目少量开展了声波透射法进行检测，声波透射法能较准确分析判断桩身缺陷，但存在检测部位事先确定，随机性不强；施工单位埋管不规范引起堵管、断管等无法检测的缺陷，因此应严格按照建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003对检测数量和检测方法的要求实施检测监督：（一） 检测数量：一柱一桩的要全数检测（二）检测方法：小于15米的短桩可以选用低成本的反射波法检测，大于15米的长桩应选用声波透射法检测。地下水丰富或雨季施工的宜选用声波透射法检测。钻芯法检测由于具备随机性，每个单位工程应在满足最不利条件的桩中在成
12、桩后随机选取1%-3%数量的桩进行钻芯法检测。声波透射法和钻芯法的检测数量比例不得少于总桩数的10%。（三）反射波法检测报告中应提供反射波时域曲线图；应反映施工单位提供的桩身长度，检查报告时应检查桩长满不满足反射波法适用范围。（四）声波透射法检测报告中应提供超声波原始曲线图，应反映施工单位提供的桩身长度，应反映每根桩的埋管数量及检测截面数量，埋管数量应满足规范要求以保证检测截面数量，埋管数量要求为：D800 二根管一个检测截面；800D2000 三根管三个检测截面；D2000 四根管六个截面。从原始曲线图上可以准确判断实际检测深度，并注意与桩身长度进行比较，检查是否不一致。每个桩的检测结果表中也应直观反映测试深度。检测时应对桩身全长检测，实际检测深度不足桩身长度的原因为：实际桩长小于收方的桩长；检测机构有意回避桩下部质量问题；施工方选择了不合适的声测管或振捣时声测管破裂引起堵管无法检测。当出现以上、种情况时应选择钻芯法重新检测。（五）钻芯法检测按规范要求每桩按直径确定钻芯孔数，由于钻芯数量较多，可以减少钻芯数量为一桩一芯，同时应钻入原持力层检查基岩抗压强度、软弱下卧层情况和垫层情况。4