反射波桩基质量检测技术！
[b][color=red]反射波桩基质量检测技术！[/color][/b]一、概述
二、基本原理
三、检测仪器及选用
四、模拟桩的试验
五、试验技术
一、概述
桩基础在工程建设中被大量的采用，桩基础约占工程总造价的四分之一以上。桩基础在施工中，尤其在灌注桩的施工由于多种原因出现夹泥、离析、缩颈、扩颈，甚至断桩等情况。国外有资料统计，在灌注桩的施工中出现各种缺陷的概率约为15~20%，我国一般亦不低于此数。有些工地可达30%以上。桩施工中的质量问题主要可归结如下：
（一） 桩身混凝土强度低于设计要求，导致原因大致为：
① 不按规定配比制备混凝土；
② 浇注过程由于涌水或导管渗水导致混凝土稀释；
③ 由于运输或浇注过程导致混凝土离析；
④ 由于坍落度过小和易性差或搅拌后防止时间太长；
⑤ 由于水泥质量差。
（二） 桩身结构不完整，诸如夹泥、空洞、露筋断桩、缩颈及扩颈等。产生原因有：
① 混凝土浇注导管初始位置距孔底距离过大，或拔管太快，或坍孔（钻孔冲孔桩）；
② 混凝土太稠导致空洞，桩身不密实；
③ 孔位歪斜或钢筋笼未绑垫块或钢筋笼弯曲等导致漏筋；
④ 施工中停电或其它原因停机使浇注不连续导致断桩；
⑤ 拔管太快导致缩颈或断桩。
（三） 桩底土沉渣太厚，桩壁附着泥浆层太厚。
（四） 预置桩主要问题有桩身折断，开裂，桩入土深度不符合设计要求，其原因主要有：
① 桩身接头焊接不良，或桩尖贯入遇到障碍物弯曲变向，打入时折断等；
② 桩身混凝土标号低，或撞击次数太多导致破裂；
③ 由于撞击能量偏小无法贯穿硬夹层是入土深入达不到要求。
桩基础属地下隐蔽工程，难以用较直接的方法检测起质量，一般通过钻机取芯来观察起结构完整性及测定其强度。但该法费工费时，一些情况下桩的局部缺陷不易检查出来。同时该法不宜于截面积较小的桩。
六十年代中期，国外开始研究快速无损检测方法。七十年代末期，我国也开始研究并引进国外检测技术，现今已有多种方法应用于工程实际。现将起主要检测方法按其特点分类如下：
（一） 管道试验法：有超声波法、Y射线散射法、闭路电视发等。但目前应用叫多的主要是超声波法。
超声波法有法国的Levy。J。F在1970年提出，原理是根据超声波在混凝土中的传播时间、能量的衰减及波形的畸变等来检测桩身质量，但该法需在桩身预埋2~6根钢管（或塑料管），使试验费用增高。
（二） 应力波法
1． 低应变应力波法，亦称反射波法，有美国的J。steinbaih和Eveg首先将应力波理论用于检测桩身质量。该法以手锤（棒）撞击桩顶。产生一纵向应力波信号沿桩身传递，由加速度计（或速度计）拾取桩身缺陷处引起的反射波，由此判定桩身完整性，并有波速判断混凝土质量，该法检测设备简单，具有快速、无损等优点。但由于存在纵波反射信号以外的信号成分及桩周土的影响，响应曲线判读困难较大。有两个以上缺陷时，第一缺陷部位以下的缺陷较难判断。该法仍在进一步研究及发展中。
2． 高应变应力波法，其原理是测得桩顶的撞击力和速度响应，再将力和乘以波阻抗的速度相比校，如果这两条曲线不重合，表明桩身有缺陷。该法主要用于桩的承载力试验。该法落锤约上吨重，试验时较繁锁，费用较高，对于桩顶处附近的缺陷难以反映。
（三） 动力响应法
1、 械阻抗法，1966年法国CEBTP（房屋建筑和土木工程试验研究中心）提出，原理是以正弦稳态变化力作用于桩顶，测得桩顶速度V和作用力F的比值（V/F导纳）随扰力频率变化的曲线供判断，由共振频率间距来确定桩长或缺陷位置，亦可由瞬态激振来获得对纳曲线，对于两个以上的缺陷难以判认。该法可预估承载力，稳态试验时仪器较笨重。
2、 水电效应法，该法是我国创用的一种方法，由水中放电所产生的瞬间冲击力施加于桩头，桩顶加速度信号由水听器和速度接收，经处理可得频域曲线并由此分析桩身质量完整性。
但该法试验时需专门的放电设备。同时曲线的判读依赖于较强的经验性。
目前应用的各种检测方法中，动测法占主导地位，在应用中已积累了较为丰富的经验，取得了可喜的成果，并产生了较大的社会经济效益。但所存在的问题也很突出。一方面是由于各种动测方法本身的发展历史较短，仍不能说已彻底措清了其方法中的内在规律，同时，动测的试验方法，试验技术，试验仪器及分析技术等仍在发展和完善过程中，另一方面，检测人员的技术水平不一和素质差异也是导致应用中出现总是的主要原因之一。因此，需进一步深入开展桩的动测技术的研究，使其不断获得发展和完善。
二、基本理论
（一） 一维均匀直杆中应力波的初等理论的两个基本假定
1、 杆在变形时横载面保持为平面，沿载面只有均布轴各应力，这一近似处理是忽略了杆中质点的横向运动的惯性效应的精确解要复杂得多。由于弹性波的精确解已知，只要波长比杆的横向尺寸大得多时，这一近似假定所引起的误差可以忽略。
2、 应力只是应变的单值函数，即材料本构关系可写成：σ=σ（ε）。由于应力波波速很高，在应力波通过微元体时间内，微元体还来不及和邻近的微元体变换热量，因此可近似地认为过程是绝热的。因此，所写的本构关系实质已是绝热的应力应变关系。
（二） 弹性波在不同介质面上的反射和透射
设弹性波从一种介质（有关各量都用下标1表示）传播到另一种声阻抗不同的介质（有关各量都用下标2表示），传播方向垂直于界面，即讨论正入射的情况。当弹性波到达界面时，不论对于第一种介质或对于第二种介质，都引起了一个扰动，分别向两种介质中传播，此即反射波和透射波。只要这种介质在界面处始终保持接触（既能承压又能承拉而不分离），则根据连续条件和牛顿第三定律，界面上两侧质点速度应相等，应力相等：
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1． 信号激振是检测工作的重要环节之一，对激振的要求有三点（1）﹑产生一定能量的应力波沿桩身传递；（2）﹑激振信号的脉冲宽度需日人为加以控制。不同宽度的激振脉冲，对桩身不同部位（浅部﹑深部）的反射波信号的拾取有明显的影响。对于桩浅部反射波要求脉宽较窄，桩深部要求脉冲较宽。锤击力的脉冲宽度取决于锤的几何尺寸﹑重量及锤头材料。试验中应根据不同的要求加以选择；（3）激振应避免产生杂波信号，其锤击效果较大程度取决于试验人员的经验。为获得窄脉冲激振，可采用一种钢筒鞭炮激振方式。
2． 信号采样频率选择应满足采样定理。时域分析时采样频率可参照以下经验公式选取：
N=1024，L为桩为（m），V为波速（m/s）。
3．滤波技术的合理应用能明显地改善试验效果。试验中桩头传感器所接收到的信号不仅有纵波反射波，同时也接收到了直达波及其它随即杂波等信号，使反射波信号受到干扰。用电子陷波器原理研制出的一种测桩专用陷波器，能有效地陷除直达波及与反射波信号无关的频率成分，使反射波信号清楚﹑直观，桩底反射波信号增强。
4．当桩浅部存在较严重的缺陷时，其缺陷以下的桩身情况较难测出，采用陷波手段使频率分解的方法，可明显增强桩浅部以下的反射波强度。
5．传感器的选用及安装直接影响波形效果。选用时主要应考虑频率响应及灵敏度是否满足要求。桩浅部缺陷侧重考虑频率响应，一般应达10KHZ。桩深部反射波提取，主要应考虑灵敏度指标，速度计应优于300mv/s，加速度计应优于100mv/g。对于较长桩的桩底反射波的提取，应选用灵敏度加速度计。传感器的安装方式不同其频率响应效果不同，试验时应加以考虑。
（三）反射波法桩基质量检测技术仍处在发展阶段，还有一些问题需要进一步加以研究。如难以对缺陷的程度加以定量的评判；桩周地质层的变化而形成的反射波其规律特征不很明确；很强的桩周土阻力会增大应力波向桩周土的投射能量，使桩深部的信息难以获取；桩的承载力不能确定等等。 五、试验技术
模拟桩的试验结果表明，将一维弹性应力波理论应用于桩身完整性的检测是没有疑义的，同时，获取正确的桩身响应信号依赖于试验技术的正确性及必要的手段，以下将对有关的试验研究情况加以归纳总结。
（一） 信号采样
动态信号的采集道德应考虑两个主要因素即被采集信号的频率范围以及正确的设置采样参数。
在试验中由传达室感器接收到的桩底响应信号为边疆变量，现代的数据处理技术需将模拟变化的连续量转变为不连续变化的数字量，信号采样便是进行相应的工作，对于应用者来说，不需要了解其复杂的原理，但是，为了正确使用，仍需对其采样定理有所了解。
连续量转变为不连续量其中必有每一间隔的中间值被舍弃，显然信号的采样间隔愈密，所生到的数据愈接近真实信号。然而采样时间越小，对信号频率的分辩率愈低，为提高信号频率的分辩率，又要求使物采样时间增大，这又会带来低频与高频的频率混叠问题，因此，离散化了的数字信号能否代替采样前的模拟信号，除了要考虑其幅值上的量化误差外，更主要的是受信号本身的频率及采样时间的限制。只有满足所规定的采样定理，其被转换的信号频率才衔有效。采样时间的选取需要根据桩基试验中不同的实际情况以及分析参数来考虑 下个礼拜考试，谢谢了 还是 看国标比较好
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