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摘要：反射波法是现今我国国内和国外进行桩基质量检测所使用的十分普遍的一种方法,这种方法的机理清晰并且测试的方法简便、成本低廉、等特点受到建筑施工人员的欢迎,在桩基质量检测中充分发挥着检测作用。桩基检测又是一项非常重要的工作,其不可预见影响因素非常复杂。
关键词：反射波，桩基，质量
Abstract: the reflected wave method is nowadays, our country home and abroad for pile foundation quality testing the use of very popular a kind of method, this method and the mechanism of the test method is simple and clear, characteristics such as low cost, by building construction personnel welcome, in pile foundation quality testing give full play to the detection function. Pile foundation inspection is a very important work, the factors affecting the unforeseen is very complicated.
Keywords: reflected wave, pile foundation, quality
中图分类号：TU473.1文献标识码：A文章编号：
伴随着我国国民经济的长足发展，我国工程项目建设日益繁多，工程桩的应用范围越来越宽广，桩基质量的好坏直接关系到整个建筑工程的优劣，因此保证基桩的质量对于工程项目建设来说显得尤为重要，对基桩的检测也越来越被人们所关注。而反射波法作为一种基桩的完整性检测的重要手段，已经在国内有多年的应用和发展历史并且已经被纳入到国家的相关规范中，这种方法有诸多优点，包括可以野外快速而方便地采集数据、测试的资料分析程序简单而精确；费用比较低廉等优点，所以反射法这种方法被众多的建筑工程检测单位所使用并推广。本文笔者从事行业多年，通过对工程的具体实践发现这种方法虽然有诸多优点，但是在实际使用中也存在着许多问题，这些问题应该引起重视，否则其对基桩完整性检测的效果产生很大影响甚至导致其检测结果与实际不相符合。
1 反射波法在基桩检测中的基本原理
反射波法是建立在弹性杆平面应力波波动理论的基础之上的。在监测应用时将桩身假定成为一个桩长度远远大于其直径的一维弹性杆，在桩顶的巨大的锤击力的作用下，产生一个向下的压缩波沿着桩身进行传播，如果一旦桩身发生明显的波阻抗M的变化时，将会产生反射波以及透射波，反射的相位移动以及幅值的大小全部都是波阻抗M的变化来决定的。而安装在桩顶上的传感器能够及时的接收来自桩身各个波阻抗M变化界面处反射上来的相位或振幅值信息，通过对这些信息的综合，就能够对桩基本身的质量进行分析并判断是否符合工程质量要求。基桩身的波阻抗决定于桩的横截面积以及桩身的制作材料密度等因素，假如在基桩中某处存在一个波阻抗变化界面时其界面上部波阻抗等于上部波阻抗则表示桩的本身无缺陷。当上部波阻抗大于上部波阻抗则表明在相应位置存在着截面直径变小等缺陷，如果上部波阻抗小于上部波阻抗则表明相应位置存在着截面直径变大等缺陷。
2 反射波法在应用中的缺陷性分析
2.1 该方法对桩身的缺陷难以作出比较准确的定量的判断
这个缺陷是这种方法所固有的，因为这个方法判断柱基的缺陷性是根据缺陷处的的反射波，往往在检测的过程中判断柱身的缺陷程度是根据其反射波的强弱，但是反射波信号的强弱并不一定只是因为桩身的质量缺损的严重情况，它还受到其它许多因素的影响，因此很难作出比较定量的反应，其检测结果对于判断缺陷的具体位置也不具有比较有意义的参考价值，到最终判定还是要根据检测人员的检验经验来作出判定。
2.2 这种方法对于桩的长度以及其埋藏深度有要求，对于桩身较长或者桩基很深的检测来说，并无法检测出实际的结果。这是因为桩基埋在地底，在反射波传递的过程中，会有许多影响传递的因素，比如周围土地，桩身材料等，应力波从桩顶传递到桩底还要从桩底传回桩顶的探测器，这一过程其实是能量的传递过程，在过程中会出现能量的衰减，如果桩身过长，往往反射波还没有传递到桩顶甚至还没有传递到桩底，能量已经衰减到不可检测的范围之外，这会导致放置于桩顶的检测器无法检测到反射回来的反射波信号，从而根本无法评价桩的质量好坏。同时，如果桩埋藏比较深的部位也会有这种问题出现，只是原因不一样，桩深层的检测不准确性主要是受到周土对反射波传递的阻尼效应。这会导致传递给探测器上的信号过小，而可能误判实际的检测情况。
2.3 对于嵌入岩石的桩基测试有不足
对于地基为岩石的地域大多数是嵌岩桩，岩石相比于泥土来说，其对反射波传播的阻尼更大。有可能在传播过程中桩基周围的岩石共振频率与桩基的共振频率相一致，这样的桩基使得反射波法测量桩基质量的情况和原理不一致。反射波发测量的原理必须是一个桩长度远远大于其直径的一维弹性杆，桩基质量也就很难再通过这种方法来评价。这一类桩基浇筑混凝土后使得桩基和岩石成为一个组合体。会大大影响到反射波的传递。在实际检测中，探测器往往只能接收到首次的发射波，但是接收不到返回的反射波。
2.4 对于缺陷渐变的桩基无法测量
反射波法测量筑基质量的原理是基于发射波在桩身传递中对于缺陷界面产生反射。通过反射波信号的接收来判定。这使得对于那些桩身的某些渐变的尤其是径向的渐变缺陷采用这种方法就显得十分困难。
2.5 在同一个装如果存在多个缺陷或者多种类型的缺陷时很难做出准确的分析
在桩身有缺陷时应力波会出现反射波，这也是反射波法的原理。所以一般情况下，每個缺陷都能发生反射波。而往往这些波在传递中会发生相互的干扰，这让探测器所接收到的信息很难判定究竟是什么原因。给判定结果带来了很大的困难。
2.6 检测操作人员的不规范操作对结果的影响
现在在建筑行业内，检测机构为了减少检测成本，减少操作中的麻烦，桩基头未经过处理，比如桩底的的水泥突出物等，就直接进行检测。在检测时测试点的布置没有按照规范操作规程，在选点上位置不对，数量不够，甚至有的时候只选择一个测试点，造成了测试数据的不可信。
2.7 其余的因素影响
在测定桩基时反射波的信号传播受到其它的因素的影响，很容易造成误判。比如土层或者岩石层的变化引起阻尼的变化。此时收集到的波形会产生干扰。有时候桩基底部的反射也会造成桩身的缺陷的误判。所以在应用到这种方法时要综合的考虑各种各样的因素。以期望于可以做出准确的判断与评价。
3 反射波法测定柱身的局限性以及改进方法
综合前文所述，反射波法在测量柱身的实际应用中存在着诸多的局限性，包括该种方法仅能检测出反射波阻抗的相对的变化，虽然可以区分缩径类与扩径类，也可以计算缺陷位置，但却不能确定缺陷的性质以及具体方位。同时目前阶段该种方法只能将缺陷定性的给出。对柱身缺陷程度的定量分析实难达到理想效果。 在检测中也发现反射波的平均波速与砼的强度之间的关系无法精确的描述。对于截面和柱身长度比例超过一定限度的桩或者过小的缺陷，反射波法根本无法准确测量。高频率的波信号传输不下去，测试的范围相对也比较有限，低频率的波的信号分辨率不够清晰，容易对缺陷漏判等。如果桩身存在多个或多种缺陷和深部埋藏的缺陷时容易发生误判事件。
为了能够在该种方法中更准确地分析桩身的缺陷，有必要在方法操作中采取一些措施来减少测量结果与实际的偏差。这些措施包括结合操作施工当地的地质材料、施工情况分析基桩质量，因为桩型和施工的程序对基桩的质量要求以及缺陷类型的影响非常大，查看地质资料、充分对施工记录了解对确定缺陷的类型和方位有很大的帮助。利用现代的定量电子分析软件对基桩的缺陷程度和方位来确定也是十分可取的一种方法，现今定量分析软件虽然本身自带了一些不足之处，但是它的分析结果清晰而透明地反映了反射波在桩身传播的详细过程，只要桩周围埋藏土或者岩石的参数设置合理，分析软件的分析能力远远高于操作人员凭借肉眼对波形的缺陷程度的判定。
4 结束语
反射波法检测柱身的缺陷以其测点多、成本低廉、测量高效等诸多优点，应用得十分的普遍，但也存在着其致命的缺点和不足。对于比较复杂的施工工程的桩基检测最好能有其他的检测方法与该方法相互应正，同时应用该方法检测出来有问题的桩基，本文笔者建议再利用其他的检测方法进行测试以此避免误判的出现。
参考文献：
[1]:丁晓明.桩身反射波形的干扰因素分析研究[M]；东北大学.2009
[2]:程双希.反射波法在桩基检测中的应用分析[J]. 科学之友(B版). 2008(01).
[3]: 刘冀.桩基检测技术的综合应用[M].中南大学.2011
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：反射波，桩基，质量
Abstract: the reflected wave method is nowadays, our country home and abroad for pile foundation quality testing the use of very popular a kind of method, this method and the mechanism of the test method is simple and clear, characteristics such as low cost, by building construction personnel welcome, in pile foundation quality testing give full play to the detection function. Pile foundation inspection is a very important work, the factors affecting the unforeseen is very complicated.
Keywords: reflected wave, pile foundation, quality
中图分类号：TU473.1文献标识码：A文章编号：
伴随着我国国民经济的长足发展，我国工程项目建设日益繁多，工程桩的应用范围越来越宽广，桩基质量的好坏直接关系到整个建筑工程的优劣，因此保证基桩的质量对于工程项目建设来说显得尤为重要，对基桩的检测也越来越被人们所关注。而反射波法作为一种基桩的完整性检测的重要手段，已经在国内有多年的应用和发展历史并且已经被纳入到国家的相关规范中，这种方法有诸多优点，包括可以野外快速而方便地采集数据、测试的资料分析程序简单而精确；费用比较低廉等优点，所以反射法这种方法被众多的建筑工程检测单位所使用并推广。本文笔者从事行业多年，通过对工程的具体实践发现这种方法虽然有诸多优点，但是在实际使用中也存在着许多问题，这些问题应该引起重视，否则其对基桩完整性检测的效果产生很大影响甚至导致其检测结果与实际不相符合。
1 反射波法在基桩检测中的基本原理
反射波法是建立在弹性杆平面应力波波动理论的基础之上的。在监测应用时将桩身假定成为一个桩长度远远大于其直径的一维弹性杆，在桩顶的巨大的锤击力的作用下，产生一个向下的压缩波沿着桩身进行传播，如果一旦桩身发生明显的波阻抗M的变化时，将会产生反射波以及透射波，反射的相位移动以及幅值的大小全部都是波阻抗M的变化来决定的。而安装在桩顶上的传感器能够及时的接收来自桩身各个波阻抗M变化界面处反射上来的相位或振幅值信息，通过对这些信息的综合，就能够对桩基本身的质量进行分析并判断是否符合工程质量要求。基桩身的波阻抗决定于桩的横截面积以及桩身的制作材料密度等因素，假如在基桩中某处存在一个波阻抗变化界面时其界面上部波阻抗等于上部波阻抗则表示桩的本身无缺陷。当上部波阻抗大于上部波阻抗则表明在相应位置存在着截面直径变小等缺陷，如果上部波阻抗小于上部波阻抗则表明相应位置存在着截面直径变大等缺陷。
2 反射波法在应用中的缺陷性分析
2.1 该方法对桩身的缺陷难以作出比较准确的定量的判断
这个缺陷是这种方法所固有的，因为这个方法判断柱基的缺陷性是根据缺陷处的的反射波，往往在检测的过程中判断柱身的缺陷程度是根据其反射波的强弱，但是反射波信号的强弱并不一定只是因为桩身的质量缺损的严重情况，它还受到其它许多因素的影响，因此很难作出比较定量的反应，其检测结果对于判断缺陷的具体位置也不具有比较有意义的参考价值，到最终判定还是要根据检测人员的检验经验来作出判定。
2.2 这种方法对于桩的长度以及其埋藏深度有要求，对于桩身较长或者桩基很深的检测来说，并无法检测出实际的结果。这是因为桩基埋在地底，在反射波传递的过程中，会有许多影响传递的因素，比如周围土地，桩身材料等，应力波从桩顶传递到桩底还要从桩底传回桩顶的探测器，这一过程其实是能量的传递过程，在过程中会出现能量的衰减，如果桩身过长，往往反射波还没有传递到桩顶甚至还没有传递到桩底，能量已经衰减到不可检测的范围之外，这会导致放置于桩顶的检测器无法检测到反射回来的反射波信号，从而根本无法评价桩的质量好坏。同时，如果桩埋藏比较深的部位也会有这种问题出现，只是原因不一样，桩深层的检测不准确性主要是受到周土对反射波传递的阻尼效应。这会导致传递给探测器上的信号过小，而可能误判实际的检测情况。
2.3 对于嵌入岩石的桩基测试有不足
对于地基为岩石的地域大多数是嵌岩桩，岩石相比于泥土来说，其对反射波传播的阻尼更大。有可能在传播过程中桩基周围的岩石共振频率与桩基的共振频率相一致，这样的桩基使得反射波法测量桩基质量的情况和原理不一致。反射波发测量的原理必须是一个桩长度远远大于其直径的一维弹性杆，桩基质量也就很难再通过这种方法来评价。这一类桩基浇筑混凝土后使得桩基和岩石成为一个组合体。会大大影响到反射波的传递。在实际检测中，探测器往往只能接收到首次的发射波，但是接收不到返回的反射波。
2.4 对于缺陷渐变的桩基无法测量
反射波法测量筑基质量的原理是基于发射波在桩身传递中对于缺陷界面产生反射。通过反射波信号的接收来判定。这使得对于那些桩身的某些渐变的尤其是径向的渐变缺陷采用这种方法就显得十分困难。
2.5 在同一个装如果存在多个缺陷或者多种类型的缺陷时很难做出准确的分析
在桩身有缺陷时应力波会出现反射波，这也是反射波法的原理。所以一般情况下，每個缺陷都能发生反射波。而往往这些波在传递中会发生相互的干扰，这让探测器所接收到的信息很难判定究竟是什么原因。给判定结果带来了很大的困难。
2.6 检测操作人员的不规范操作对结果的影响
现在在建筑行业内，检测机构为了减少检测成本，减少操作中的麻烦，桩基头未经过处理，比如桩底的的水泥突出物等，就直接进行检测。在检测时测试点的布置没有按照规范操作规程，在选点上位置不对，数量不够，甚至有的时候只选择一个测试点，造成了测试数据的不可信。
2.7 其余的因素影响
在测定桩基时反射波的信号传播受到其它的因素的影响，很容易造成误判。比如土层或者岩石层的变化引起阻尼的变化。此时收集到的波形会产生干扰。有时候桩基底部的反射也会造成桩身的缺陷的误判。所以在应用到这种方法时要综合的考虑各种各样的因素。以期望于可以做出准确的判断与评价。
3 反射波法测定柱身的局限性以及改进方法
综合前文所述，反射波法在测量柱身的实际应用中存在着诸多的局限性，包括该种方法仅能检测出反射波阻抗的相对的变化，虽然可以区分缩径类与扩径类，也可以计算缺陷位置，但却不能确定缺陷的性质以及具体方位。同时目前阶段该种方法只能将缺陷定性的给出。对柱身缺陷程度的定量分析实难达到理想效果。 在检测中也发现反射波的平均波速与砼的强度之间的关系无法精确的描述。对于截面和柱身长度比例超过一定限度的桩或者过小的缺陷，反射波法根本无法准确测量。高频率的波信号传输不下去，测试的范围相对也比较有限，低频率的波的信号分辨率不够清晰，容易对缺陷漏判等。如果桩身存在多个或多种缺陷和深部埋藏的缺陷时容易发生误判事件。
为了能够在该种方法中更准确地分析桩身的缺陷，有必要在方法操作中采取一些措施来减少测量结果与实际的偏差。这些措施包括结合操作施工当地的地质材料、施工情况分析基桩质量，因为桩型和施工的程序对基桩的质量要求以及缺陷类型的影响非常大，查看地质资料、充分对施工记录了解对确定缺陷的类型和方位有很大的帮助。利用现代的定量电子分析软件对基桩的缺陷程度和方位来确定也是十分可取的一种方法，现今定量分析软件虽然本身自带了一些不足之处，但是它的分析结果清晰而透明地反映了反射波在桩身传播的详细过程，只要桩周围埋藏土或者岩石的参数设置合理，分析软件的分析能力远远高于操作人员凭借肉眼对波形的缺陷程度的判定。
4 结束语
反射波法检测柱身的缺陷以其测点多、成本低廉、测量高效等诸多优点，应用得十分的普遍，但也存在着其致命的缺点和不足。对于比较复杂的施工工程的桩基检测最好能有其他的检测方法与该方法相互应正，同时应用该方法检测出来有问题的桩基，本文笔者建议再利用其他的检测方法进行测试以此避免误判的出现。
参考文献：
[1]:丁晓明.桩身反射波形的干扰因素分析研究[M]；东北大学.2009
[2]:程双希.反射波法在桩基检测中的应用分析[J]. 科学之友(B版). 2008(01).
[3]: 刘冀.桩基检测技术的综合应用[M].中南大学.2011
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。