基桩完整性反射波法测试技术是以一维波动理论为基础的。假定基桩作为均匀细长的线性杆件,当桩顶受到纵向冲击力作用时,激起桩纵向应力波沿桩身传播当桩身波阻抗有明显变化时,就会有反射波回到桩顶引起基波振幅和相位发生变化,由记录分析仪所接收到的波形数据就可以判断桩身的完整性。检测中有一些注意事项。这些必须引起注意。这关系到检测质量的好坏。
在基桩检测时,激起高质量的脉冲波是提高检测质量的关键,理论分析和多年的实践经验表明,激振技术是反射波法完整性检测的重要环节。在检测时,通常使用瞬态激振,最简单的方法是用手锤或力棒激振,其机理建立在碰撞理论上。当桩身较长或桩身砼连续性差时,用铁质或木质手锤激发很难识别桩底反射信号,其原因是铁质或木质手锤激发的信号频率较高,在桩身中传播时衰减较快,此时可以采用不同质不同材质组成的力棒激振较易获得桩底反射信号。在检测时应注意,提高激振脉冲波的频率,可以提高分辨率,但容易衰减的高频波对长桩不易获得桩底反射,因此只能用频率较低的脉冲波来获取桩底反射,再用高频波来检测桩身上部的缺陷。由实测的波形记录来看，激振脉冲波的频率大约在300～1500Hz左右。不同的桩长和桩型,其激振的频率不一样一般60m左右的摩擦桩或30m左右的摩擦端承桩,脉冲波的主频在300～500Hz左右；10～20m的短桩,脉冲波的主频在500～1000Hz左右。激振时另外一个要注意的问题是激振的能量要适中,并不是能量越大越好。对于硬地层,由于桩身内脉冲波能量扩散较多,其所需的激振能量应稍微大一些。此外,激振时要干脆、利索,不要拖泥带水,最好是由有经验的人专门激振,以使每次的激振波形基本一致,有利于对比分析。
传感器是基桩检测的“眼睛”,它的频响特性、阻尼大小、灵敏度和动态范围等对实测波形的影响非常大。反射波法对传感器有特殊的要求,由于传感器处于激振点附近,很强的激振信号要不畸变的接收下来,同时又要把传播几十米长距离后反射回来的波加以接收转换成电信号,因此传感器的量程范围和动态范围要足够宽,且要有较高的灵敏度。在强烈的激振下,其余振要短,这就要求它有良好的阻尼特性。在通常情况下,我们可以使用不同特性的传感器多测几组曲线,通过对比分析进一步提高分析精度。在传感器性能较好的情况下,必须选择好粘结剂,使传感器与基桩得到较好的耦合。目前常用的粘结剂有石膏粉、橡皮泥、蛇皮膏、黄油等,此外,有些检测人员还使用咀嚼后的口香糖作为粘结剂。在这些粘结剂中,石膏粉粘结的耦合频率较高,而后几种的耦合频率较低。应该注意的是,当桩头较湿时,采用橡皮泥和蛇皮膏作为粘结剂其粘结的效果不是很好,此时最好用石膏粉。
灌注桩的桩头往往有一层浮浆,特别是人工挖孔灌注桩,由于桩头一般低于地面,成桩后经沉淀作用,会使桩身上部出现一层较厚的浮浆,这使得在用小锤激振时能量不够集中,发散较快,激振的脉冲波频较低,影响检测效果,因此在检测时必须将浮浆打掉,同时保持桩头平整。此外,预制桩在贯入过程中桩头可能产生破损,灌注桩在破除浮浆时也可使桩头产生破碎,这将使弹性波能量快速衰减,严重时使激发的脉冲波不规则,严重影响检测效果,甚至造成误判现象。因此,我们在检测时要注意桩头情况。
在进行桩基检测时应该注意辅助资料的收集,结合辅助资料来分析桩身的缺陷类型。这些辅助资料包括岩土工程地质勘察报告、灌注桩的成孔工艺、成桩机具和工艺以及桩基施工记录等。根据这些辅助资料,可以分析可能出现哪些缺陷,甚至缺陷出现的部位。例如,对于人工挖孔灌注桩,不可能出现缩径,而桩底浮渣可能是这类桩的主要缺陷；对于振动沉管灌注桩,必须注意桩身上部的缺陷,这类桩极易出现缩径或断桩现象。在软地层与硬地层分界面处,可能会形成反射波等。如果传感器靠近钢筋安装,则钢筋会对检测波形产生影响。这些都是在进行桩基检测时必须注意的问题。
由此看来激振技术、传感器与粘结剂的选择、桩头的处理等对检测曲线的影响很大，采取相应的措施能得到接近实际的曲线。以上提到的注意事项都很重要，对于指导实践很有意义。
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