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摘要：讲述反射波现场采集和室内分析的注意事项，并通过一些实例来证明，以提高低应变检测水平。
关键词：反射波法现场室内
0前言
低应变法检测是以电子检测技术和结构动力学分析为基础的一种检测桩身完整性方法。其中反射波动测技术应用较为广泛，其检测目的是检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别。但由于桩身截面变化和土阻力作用均会产生反射波，为了准确判定桩身是否有缺陷位置，掌握好现场采集和室内分析的要领显得非常重要。
1现场采集
1.1测试时间
混凝土的强度和弹性模量达到一定值时，手锤敲击桩头才可能产生应力波并在桩中传播。根据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）规定：受检桩混凝土强度不低于设计强度的70%且不低于15MPa。所以对于灌注桩特别是长桩一般选在龄期达到28天后进行；对于预制桩由于桩侧摩阻力有时效性，如果有条件可在打入后即进行低应力检测从而有利于获得桩底反射。
1.2现场条件及桩顶处理
现场检测应先了解成桩工艺、桩长、桩身混凝土等，一般宜在开挖至设计桩顶高处且未浇垫层及承台时测试，已浇垫层的要先行脱离方可进行检测。检测前要保持桩顶平整，对于预制桩与要将疏松部分截出，灌注桩要将浮浆或不密实段截除后用砂轮在桩顶磨平，使激振点与采集点都直接在混凝土上以减少测试中的二扰。
1.3传感器安装与选用
传感器安装存在一个安装谐振频率问题，指的是传感器与桩身粘结后产生一个固有频率，同时振源敲击也产生一条频带，如果安装谐振频率在该带内，则必然引起共振而使信号上下震荡。因此须保证传感器与桩体紧密连接以使安装谐振频率变高，常用的方法是使用橡皮泥等耦合剂。
传感器安装另一个要注意的是不能用手持传感器。手持传感器，安装弹性大，安装刚度小，谐振频率小，测传感器接收的振动不仅有被测桩的振动，还有安装谐振，产生寄生振荡，容易采集到具有振荡的波形曲线，对浅层缺陷反应不是很明显。
目前常用的传感器有速度型和加速度型两种。速度计频率低，现场安装谐振不低于1200HZ，带宽窄，高频不足，信号采集中易产生具有振荡的波形曲线，对浅部反应不明显。而加速度计体积小，重量轻，量程大，频带宽，低频较好且具有高灵敏度的优点，所以一般采集中建议用加速度传感器。
1.4手锤选择
一般来说在时间短而有力的锤击下产生的应力波会有较清晰的反射波，所以锤面应坚硬，但太坚硬的锤敲出的信号会有强烈的高频成分使信号变的难以分析。工程中常用手锤根据脉冲由宽变窄、频率由低变高的趋势为橡皮锤→塑料锤→轻质木锤→轻质脆性尼龙锤→小锤锤→小钢锤。
一般长度桩用尼龙锤可采到较理想曲线，长径比较大的桩应采用低频激振还应用较重的力棒来增大激振能量。对于较短的尼龙桩可使用高频的铁锤。
1.5人员素质
现场采集人员应经过相应培训，不宜找没有经验的人敲锤。这样做虽然也能敲到信号，但由于敲锤的轻重、轻锤垂直度等不易掌握，必然影响采集信号的效果，从而影响到室内分析的准确性。
1.6参数设置与外界干扰影响
现场检测时，放大以桩底反射明显可辨又不致使曲线发生畸变或漂移为原则。不同的桩长范围对应每秒最大采样数SPS，一般5m桩长SPS为128k，>45m桩长采用SPS为16K，其他桩长采用SPS在25K～64K之间，一般建议短桩采用高采样频率可获得好的桩底反射。
传感器接收到振动信号后，需经一导线传到采集器中，传输过程中有可能受到外部噪声和强电流干扰，从而使信号中混杂进一些多余的信号，可采用内置低压电源、单轴屏蔽线短线传输来减少干扰。
2室内信号分析
2.1桩长确定
当施工记录桩长真实时，可根据施工记录来定波速，但由于种种原因，检测时施工记录往往不是真实，这时可根据一个工程的整体情况和测试人员经验，给定一个波速范围值。对于预制桩可预先在施工时，对尚未打的桩进行检测已确定波速；对于灌注桩可根据混凝土配合比确定波速范围，同时由于钢筋笼的影响造成应力波在含钢筋的桩身上部波速大于平均波速，这时就要注意以平均波速确定浅部缺陷时要实际缺陷要略浅一些。一般来说桩长或缺陷总体误差在5%左右是可以接受的。
2.2浅部缺陷判读
桩身浅部尤其2～3倍桩径的位置，属于信号盲区，分析时需结合施工工艺、地质条件等情况多方面考虑，详见以下示例：
实测曲线a
工程概况：该桩为预制方桩，桩径为250mm×250mm，桩长为8.0m，C30，静压法。
地质概况：?层为耕土，灰色，松散。层厚0.6m左右；?层为粉质粘土，灰黄，可塑状态，层厚1.5m左右。
现场开挖分析：桩头明显倾斜，在桩顶以下1.0m处桩身断裂。
2.3深部缺陷判读
深部缺陷一般借助于波形起伏的幅度及变化特征进行定性判断。通常是缺陷位置处波形起伏幅度起大，缺陷越严重，如果有明显的二次、三次或更多的反射且桩顶不明显，则缺陷是严重的，可判为Ⅳ类，详见以下示例：
实测曲线C
工程概况：该桩为预制管桩，桩径为Ф400（90）mm,桩长20m,C80
地质概况：?层为素填土，松散，层厚1.0m左右；?层为粉质粘土，可塑，层厚0.5m左右；?层为淤泥质粉质粘土，软塑，层厚10m左右；④层为粉质粘土，可塑，层厚7.0m。
分析：在8.6m左右存在严重缺陷，有较明显的二次反射且桩底不明显，判为Ⅳ类。
2.4扩颈桩及嵌岩桩曲线判读
对于灌注桩，在较硬土层中灌注混凝土时，一般与钻孔孔径相当，而在软土中灌注时由于灌注时压力很大导致破坏孔径，从而超灌形成扩径，对于此类桩一般不判缺陷，如图实测曲线d。
对于桩底嵌入岩层的嵌岩桩，一般都有较为明显的反相反射波，如图实测曲线e。
3结语
低应变检测从现场测读到室内分析每一步骤都很重要，这就需要检测人员注意仪器保养和按时检定，人员应经培训考试合格后方能上岗，检测过程应符合规范，减少人为失误造成的误差，同时要做到以下两点:
（1）对于低应变实测曲线不能仅从曲线本身分析，还应结合桩型、地质条件及施工等情况综合进行分析。
（2）对实测曲线异常的桩，具备条件时应尽量开挖验证后再下结论：不具备开挖条件时，亦可通过其他方式如水平敲击、钻芯法等来分析判定。
参考文献：
[1].《建筑基桩检测技术规范》（JGJ123-2014）北京中国建筑工业出版社2014
[2].《桩基工程检测手册》北京人民交通出版社2003
作者简介：卢亚男（1990-），女，汉族，籍贯江苏江阴，助理工程师，现主要从事岩土工程检测与土工试验工作。