对基桩反射波法检测桩底信号的分析

维普资讯 http://www.cqvip.com 总第１２５期　２００６年第９期　西部探矿工程　ＷＥＳＴ—ＣＨＩＮＡ　ＥＸＰＬ０ＲＡＴ１０Ｎ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　ｓｅｒｉｅｓ　ＮＯ．１２５　Ｓｅｐｔ．２００６　文章编号：１ＯＯ４—５７１６（２ｏ０６）Ｏ９一ＯＯ４１一Ｏ２　中图分类号：Ｕ４４３．１６文献标识码：Ｂ　对基桩反射波法检测桩底信号的分析　陈　永　（广东省地质科学研究所，广东广州５１００８０）　摘要：应用反射波法检测在应力波传播通过缺陷介质时，将产生反射波的原理，通过累积检测经验，提高认识桩底反　射波信号特征的能力，提高对桩底缺陷的判断准确率。　关键词：桩；检测；砼波速；桩底信号；持力层；质量　工程建设中，建筑物所使用的混凝土基桩，根据其所需承受　的荷载，对桩身砼的强度、桩径大小、桩端应进入的地质层位及桩　砼与持力层的接触情况都有明确的要求，因此，检测桩的底端进　入的地质层位是否符合要求、桩砼与持力层的接触情况如何、桩　持力层的完整性如何及桩端底岩层是否存在不良的地质体，如　溶洞、软弱夹层等等这些桩施工常遇见的问题成为混凝土基桩　上述这种现象我们理解为桩承载力很小时，桩受力模式接　近于两端自由的情况，桩的承载力主要为桩身摩擦力，此时桩底　信号为同相位，随着桩承载力的增加，桩渐渐由两端自由向一端　自由一端（桩底）固定的情况变化，桩底信号由同相位渐渐变为桩　土波阻抗匹配无桩底信号，进而变为反相位桩底信号（如图１的　情况），此时桩的承载力主要由桩端产生，桩承载力基本达到最大　值。因此，在同一场地检测的桩，如果发现有个别桩有较强同相　位的桩底信号，则此桩极可能存在承载力方面的问题。　２灌注桩　质量检测的主要内容。反射波法检测应用在应力波传播通过上　面所述的问题介质时，将产生反射波的原理，通过不断的累积检　测经验结合准确的地质勘察资料，对所测得的桩底反射波信号　进行分析研究，经济、快捷地对桩底的质量好坏判定提供科学依　据，为进一步的检测科学地提供目标。而认识桩底信号则为基桩　反射波法准确判测桩底缺陷重要一环节，以下为对本地常见桩　型，结合桩端地质情况等方面，谈谈对桩底信号的一些粗浅认识。　１预制管桩　所指的预制管桩为本地常用的　３００、　４００、　５００桩径，砼　强度为Ｃ８ｏ的预应力管桩，这些桩在工厂制作运到工地现场，然　指直接在工地中用钻、冲、挖及沉管等方式成孔，就地浇注混　凝土而成的桩。钻、冲、挖成孔灌桩端桩可进入岩层中，桩径大，　承载力大，本地的高层建筑、桥梁工程的基桩基本都为此类桩，主　要谈谈对此类桩端处在不同类型地质体的桩底信号的认识。　（１）桩端在土层中时：此类桩承载力主要以摩擦力为主，桩　底信号为明显的同相信号，一般情况下，钻孔桩的桩底信号强于　人工挖孔桩。在同一场地检测的桩如果有个别桩无法测得桩底　信号，而场地地质情况表明肯定不存在桩身砼波阻抗与持力层　波阻相匹配的条件，此时，应建议对该桩采用其他方法进一步检　测，以防该桩存在严重的桩身缺陷，应力波被缺陷吸收而无法测　后打（压）人地层中，这类桩测得的桩底信号基本为：无桩底信号　（测不到）的机率最大，微弱同相位的桩底信号次之，反相位的桩　底信号（见图１）较少，承载力设计值较小主要起抗剪切力的桩基　本都能测到较强的同相位的桩底信号。　ｃ，ｍ／ｓ　到缺陷和桩底信号；　（２）桩端持力层为较软质岩：此类岩的岩石硬度一般小于桩　砼的强度，本地此类主要为白垩系泥质砂岩、砂砾岩，各岩层的岩　石强度变化大，呈互层、夹层、夹薄层产出，因此桩底波阻抗变化　也大，此类桩桩底信号最为复杂，同一场地的基桩同一设计要求　０　的桩测得的桩底信号同相位、反相位无桩信号的情况都可能同　时出现，而且各种相位桩底信号出现机率因工程要求、地质情况　不同而不同，如果工程对桩端持力层要求高，应将同相反射信号　最强的桩找出，为其他方法对这部分桩做进一步的检测提供目　０　２　４　６　８　１０　１２　ｍ　标。需要说明的此类桩入岩一般都有明显的负相反射，桩侧有坚　硬的夹层也会产生明显的负相反射，如果坚硬夹层处在１／２桩长　处附近，其二次反射与桩底信号重叠，将严重干扰我们对桩底信　号的测取（见图３）；　（３）桩端持力层为硬质岩：此类岩的坚硬强度大于桩混凝土　图１　桩底信号曲线图　图２为　３００、砼强度Ｃ８Ｏ同一场地的工程桩实测曲线，图　２ａ为承载力设计值只有１００ｋＮ，桩长设计为８．０ｍ，桩端持力层　为砾质粘土，此桩见较强的同相位桩底信号。图２ｂ为承载力设　计值为５００ｋＮ，桩长设计值为１０ｍ，桩端持力层为全风化花岗岩，　此桩未能测到明显的桩底信号。　强度，主要为微风化石灰岩、中微风化花岗岩等。此类桩桩底信　号一般为明显的负相反射，如果测得的桩底信号为同相信号时，　桩底出现严重问题的机率很高，这些问题主要为桩底沉渣、桩底　存在溶洞等。桩底存在溶洞时，用同相位值算出测波速稍稍偏　维普资讯 http://www.cqvip.com ４２　西部探矿工程　Ｓｅｔｐ．２００６　ＮＯ．９　Ｍ～ＴＯ　ｏｏ　ＭＤ：，，∞　ＬＥ：８　ｏｏ　ＷＳ：４０００　ＬＯ：１　ｏｏ　ＨＩ：ＰＶ：　Ｔ１：　！ｇ：　ＭＤ：２２０　ＬＥ：９　５０　ＷＳ：４００＠　ＬＯ：１　ｏｏ　０ｏｏ　．１　５０　ＨＩ：ＰＶ：　０Ｏ０　１　ｊ　Ｔ！　图２工程桩实测曲线圈　图３桩底硬夹层负相反射曲线图　图５桩端持力层为微风化灰岩曲线　２　。。　软质岩层时，人岩处一般都可见有反相位的人岩信　况及桩砼与持皇尊　层接触信号决定于砼与持力层接触（沉渣厚　ｊ　力层岩石的波阻抗差异情况；　……　篓　硬质岩层时，易误把人岩信号当成桩底信号，造成　＝　竺　人岩深度的不同，鍪萼　高　象检测出的砼波速变化大　另外，入岩信号较强时可能会干扰我们　．。信号的正确获取。　…’……　＼　Ｔ　岩学寻＼）　，，　参考文献：　Ｅｌｉ　建筑工业出版杜篓＿天　，　久照，关立军．基桩质量检测技术［Ｍ］．北京：中国　’　。。　／　—广１　０　５　１Ｏ　１５　２０　ｍ　训，　盲　完成的２ｄ后才进行路基的施工效果就比较明显。　，图４桩端持力层为硬质岩曲线图　苎　鹭　氅面已施工完毕并使磬苎妻后路基弯沉检测，共有３处不合格（均做挖换处理）。　，况下测．．　场地如果桩侧土（岩）为软质土直接与硬质岩接触时得的曲线其人岩反射信号大大强于桩端信号。这种情　图５　用，且两路段均为主。　芏　裂　苎　路，的情使用３年多时间，路面至今仍完好如初，未出现弄　况，说明当时的处理效果是完全可行和有　…　６结论　’…　～５Ｏｏ冲孑Ｌ灌注桩，Ｃ２５砼桩端持力层为微风化灰岩测得的　四我，ＴＩ为人岩反射，Ｔ２为桩底反射。　类桩检测易出现以下问题：①将人岩信号误作桩底信号苎　篓　等　，作灵活应用简易的方法，采用纵（横）向设置盲沟，简　样能达到处理浅软土路基的目的效而可靠的，一，旱此出现计算出的砼波速偏高的错误；②人岩信号的负　，　…　处理办法。　是一种　一　茔鲁　里　异常会影响干扰我们对桩底信号的获取，吱误判或漏判甚至　。一　参考资料：　。　Ｉ结束语　（１）可以通过累积检测经验，提高认识桩底反射波信号特征　…安：叶书麟・士力学及基础工程［Ｍ］．中央广播电视大学出版　社，ｌ９９１．　均能力，提高对桩底缺陷的判断准确率以减少不必要的检测成　，．．［２］方左英．路基工程［Ｍ］人民交通出版社，１９８９．　．