建筑工程师施工方向高级职称论文发表范文
摘要：桩基工程是整体工程的基础，它在工程界被受到重视。但是桩基础质量容易被隐蔽，一旦不能及时发现缺陷，将给整个工程留下很严重的隐患。本文结合基桩低应变反射波法的基本理论，阐述了影响低应变反射波法检测的因素。指出了信号处理、传感器安装、桩头处理及击振过程中需要注意的问题，指出了低应变反射波法在基桩检测工作中的局限性，对指导工程实践有一定的参考价值。
关键词：基桩检测,低应变,应力波,传感器
1、概述
低应变反射波法是基桩动测的主导方法之一。基桩质量的检测方法有很多，目前普遍采用低应变反射波法，这种检测方法以其经济性、快捷性、轻便性、无损性等优点受到广大基桩监测工作者的应用和推广。其基本原理是通过分析在桩顶处接收到的应力波信号来判断基桩质量。该方法以一维杆件波动理论及振动理论为依据,其检测可信度已被大量工程所验证。由于反射波法具有反射清晰、明了的特点，又能结合谱图对时域曲线结论进行验证性分析，故在现场为较多的检测单位采用。然而，在检测实践中，现场检测人员如果在某些细微环节方面不能引起足够的重视，尽管自始至终严格按规范检测，报告结论也准确无误，还是有可能犯错误甚至造成严重的后果。据此，笔者将从反射波法的基本原理入手向读者解释低应变反射波法检测中需要注意的一些问题。
2、 低应变反射波法的基本原理
反射波法将单桩视为一维匀质弹性体构件(桩长>>直径)，当桩顶受到一较小的激振力后，产生的弹性应变以纵波形式沿桩身向下传递。由于桩顶施加的是一个激振力，土体振动的影响可忽略不计。应力波沿桩身传播的规律遵循一维波动方程，根据一维波动方程分析导出的反射波相位特征，是反射波法测试的主要依据。当桩身存在明显的波阻抗 Z 变化界面时，将产生反射和透射波，反射的相位和幅值大小由波阻抗 Z 变化决定。桩身波阻抗 Z 由桩的横截面积 A、桩身材料密度ρ等决定:Z=ρCA假设在基桩中某处存在一个波阻抗变化界面，界面上部波阻抗 Z1=ρ1C1A1，上部波阻抗Z2=ρ2C2A2。
①当 Z1=Z2时，表示桩截面均匀，无缺陷。
②当 Z1>Z2时，表示在相应位置存在截面缩小或砼质量较差等缺陷，反射波速度信号与入射波速度信号相位一致。
③当 Z1
3、实例
下面是工程物探技术在建设工程施工质量控制方面应用的实例，称为桩基无损检测，是目前最为广泛的一种重要技术手段。它是根据弹性波传递速度变化来判断砼质量、桩身缺陷和缺陷的位置、桩的施工长度和桩的形状等。
其理论是根据一维波动理论导出的。它视桩为一弹性杆件，利用桩身波阻抗的变化(即桩身的波速、密度、截面积的变化)对波形的影响来分析桩身的完整性。当人工激发产生的弹性波沿桩身向下传播时，若遇到波阻抗差异界面将产生反射波。在桩身不同部位及不同缺陷类型所产生的反射波到达传感器的时间、相位是不同的。因此，根据实测曲线的特征，就可以判定桩身的完整性。
从上述图可以得出结论，根据弹性波在岩土体中的传播速度来划分地层界面的就是弹性波物探方法，不同的地层可能具有不同的力学性质,。由于弹性波速度反映的是地层的力学性质，也可能具有相同或相近的力学性质。当弹性波速度相同或相近, 两个地层紧接在一起时, 在解释上便可能出现同一速度层。出现这种情况并不可怕, 怕的是由于其它干扰波的叠加、影响造成的假判、误判, 造成解释成果出现较大的偏差。只有通过对比、验证、积累经验, 才能促进分析、解释技术水平的提高。虽然反射波法操作简便快捷、费用以及对施工要求都较低，但是波形判读较复杂，需检测人员经验丰富，桩身上部严重缺陷将掩盖下部缺陷，许多缺陷难以定量分析。物探工程师对物探资料的解释、分析是借助岩土体力学性质变化特征去认识岩土体的内在本质, 而岩土工程师是从地质学的角度、岩土体的外表特征去认识和判别岩土体的内在本质。
4、影响低应变反射波法检测的几个因素
4.1 桩头处理
若桩头处理不当，如桩头击振点不密实，传感器安装点不平，往往在测试信号的浅层部位存在较严重的反向脉冲或获得较宽的冲击脉冲，无法获得桩身信息。一般情况下，桩头的处理以露出新鲜含骨料的混凝土面为止，而且要保证平整、干净且桩头不能破碎;测试前应对击振点及传感器安装点采用剖光机打磨。
4.2 传感器的选择与安装
在对基桩进行低应变反射波法测试时选用速度或加速度传感器。其中速度计在低频段的幅频特性和相频特性较差，在信号采集过程中，因击振激发其安装谐振频率，而产生寄生振荡，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。同速度计相比，加速度计无论是在频响特性还是输出特性方面均具有巨大优势，并且它还具有高灵敏度的优点， 因此用高灵敏度加速度计测试所采集到的波形曲线，没有振荡，缺陷反应明显。所以建议在对基桩进行低应变反射波法测试时选用高灵敏度加速度计检测。传感器的安装对现场信号的采集影响较大，理论上传感器越轻、越贴近桩面、与桩面之间接触刚度越大，传递特性越好，测试信号也越接近桩面的质点振动。所有动测均要求如此。对实心桩的测试，传感器安装位置宜为距桩心 2/3～3/4 半径处;对空心桩的测试，锤击点与传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成 90°夹角，传感器安装位置宜为桩壁厚的 1/2 处。
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