一、反射波法检测原理

 

　　反射波法采用低能量瞬态冲击方式在桩顶激振，实测桩顶的速度时程曲线，以一维线弹性杆件模型为理论基础，借助一维波动理论分析，对桩身完整性进行判定的基桩检测方法。当敲击桩顶，给桩顶一能量，由此在桩中产生应力波沿桩身以纵波速度向下传播，应力波通过桩界面(如桩底、断桩等部位或缩径和扩径等桩身截面部位)的广义波阻抗Z(Z=ρAC)发生变化时，将产生反射波，变化越大，反射波信号越强。根据桩身实测反射波信号，进行综合分析判定桩身结构完整性。

 

　　二、工程概况及基桩检测

 

　　2.1工程概况

 

　　本工程位于揭阳市东山区，经勘察地层自上而下可描述为：0～0.8m耕土；0.8～15.3m为淤泥，呈软塑态；15.3～19.4m为粉质粘土层，呈软～可塑态；19.4～22.6m为中粗砂层，密实但厚度不均，以致局部层缺失；22.6～27.2m为砾砂质粘性土，呈可塑态；27.2～31.8m为全风化和强风化花岗岩(辉绿岩)，呈硬塑态，可作建筑物桩基础持力层，其下卧层为中风化花岗岩。

 

　　根据勘探和设计，本场地拟建6幢8～13层住宅楼和1幢4层会所，设计桩长29～31m，桩型为预应力管桩，采用柴油锤对工程桩施打。

 

　　2.2工程基桩检测

 

　　我站参照广东省标准《建筑地基基础检测规范》(DBJ15-60-2008)，采用低应变反射波法，使用武汉岩海基桩动测仪，由于开挖地下室时土方滑坡各方协商基桩全部检测，共检测817根工程桩，其中423根Ⅰ类桩，279根Ⅱ类桩，112根Ⅲ类桩，13根Ⅳ类桩。其中10根倾斜，对3根垂直Ⅳ类桩检测更加慎重。用中等重量硬塑棒敲击桩顶时，敲击回声异常；用轻质小锤敲击可检测缺陷反射清晰的时程曲线。实测波形不规则，2L/C时刻前出现了幅度大、同相的多次反射波信号，无法判断桩底反射波信号，其时程曲线。

 

　　根据浅地层为淤泥和现场实测曲线，判定3根桩均为严重缺陷桩，其结果描述如下：

 

　　确定3根桩检测结果后，工程设计、监理等人员现场利用照明灯对管桩内壁观测，发现有不同程度破碎面。讨论决定先做好3根桩周围的围护，用大桩径挖孔桩的方法(桩径浇灌砼围护)，开挖3根桩至严重缺陷深度。开挖后可清楚看到桩身开裂(局部夹泥)和破碎面。第4幢79桩开挖现场相片。

 

　　按设计要求，打掉缺陷以上的管桩后进行第二次检测。庆幸的是各自经过一次处理后3根桩实测波形规则，桩底反射波清晰，这3根桩的检测结果均为桩身基本完整，其检测曲线如下。

 

　　三、缺陷桩的两种处理方案

 

　　3.1排除缺陷后钢筋混凝土灌注接桩法

 

　　当桩身严重缺陷位置在浅部时，可采用以下较直接的方法处理：

 

　　1.开挖至缺陷处，人工打掉缺陷以上管桩，进行反射波法检测基桩结构完整性；

 

　　2.检测桩身还存在明显或严重缺陷，重复1步骤；无明显或严重缺陷按方法一大样进行施工。

 

　　3.接桩灌注砼须经7天养护后回填基坑，同时观测接桩的垂直度。之后可对垫层和加强承台施工。方法一施工大样如下。

 

　　3.2、内置无缝钢管填芯加强法

 

　　当桩身严重缺陷位置较深时，采用方法二施工更安全可靠：

 

　　1.开挖至缺陷位置以下1m，清洗桩身；

 

　　2.桩垂直度符合要求后按方法二大样施工，经3天养护可回填基坑。方法二施工大样。

 

　　3.根据现场实际，大样中环梁补强可省略。

 

　　对工程中12根Ⅲ类桩可用以上两方法根据现场实际情况参考处理。

 

　　四、两种处理方法的优缺点

 

　　随着预应力管桩的广泛应用，常常要处理一些事故桩。排除影响桩身结构的缺陷再补强接桩直观可靠，处理浅部缺陷较好；随缺陷深度加深，施工难度加大，处理费用不经济。利用内置无缝钢管填芯加强法处理深部缺陷高效经济，但它无法准确判定该缺陷以下桩身是否存在其它缺陷。即使在补强后对整桩进行反射波法检测评估，也无法对其下缺陷进行处理。在基桩检测验收后由于开挖等不当施工导致桩位偏移或断桩，采用内置无缝钢管补强较为经济合理。在另一工程中某事故桩连续3次排除缺陷后已到自然地面下7.4m，接桩处理难度大。于是利用一段长为8.0m截桩，把原桩面与截桩面各处理预留15cm的预应力钢丝，将二者并接和同样长度的Ф20钢筋抱团饱满焊接，依次环桩处理其它预应力钢丝，然后按内置无缝钢管填芯加强法进行处理。

 

　　总之，对存在明显或严重缺陷的工程桩，可根据场地实际情况灵活处理，目的就是消除基桩结构的安全隐患，为工程质量提供安全保障。

 

　　参考文献

 

　　1《建筑地基基础检测规范》(DBJ15-60-2008)，2008