基桩反射波波形解释中几个值得注意的问题

2018-07-30周振宇

西部探矿工程 2018年7期

周振宇

（江西省地球物理勘察技术院，江西新余 338000）

反射波法是检测桩身完整性的一种应用最广泛且经济有效的方法[1]。由于基桩的反射波形具有复杂性和多解性，因此，如何对反射波形进行准确判读和解释，始终是基桩动测人员研究的课题。本文用笔者多年的检测工程实例，针对检测人员常常会误解的一些问题进行了讨论，供检测同行们参考。

1 波形相似而缺陷性质不同

实际检测过程中，常常遇到这样的事情：明明波形特征一样或极其相似，而桩身缺陷类型却不同，往往令检测技术人员不知所措。图1是某厂房178#桩的实测波形[2]。桩长18.1m，桩径为0.48m，为锤击沉管灌注桩。持力层为砂质粘性土。从波形上看，约1.5m处有明显缺陷。经开挖验证，在该深度范围内，外观上未发现任何质量问题，用铁锤敲击桩周，也未发出异声，显示出该桩桩身完整性良好。开挖后，我们对该桩又进行了复测，复测结果与原波形相似，于是，我们推测该桩在该深度左右局部砼胶结不良或存在不易察觉的微裂缝。

图1 某厂房178#桩的实测波形

图2 某公司宿舍3#桩的实测波形

图2是某公司宿舍3#桩的实测波形。桩长21.5m，桩径为0.48m，为锤击沉管灌注桩。持力层为粘性土。该桩开挖后，在1.8m处断裂。

2 基桩的缺陷类型相似而波形特征不一样

在日常检测过程中，我们还会遇到这样的一种情形是：桩的缺陷性质相似，而反射波检测出来的波形特征又大不相同。以下2根桩均为断桩，桩的类型均为锤击沉管灌注桩，但波形特征完全不一样。图3是某公司宿舍26#桩的实测波形。桩长16.5m，桩径为0.48m。经开挖验证，该桩在距桩顶2m处断裂（夹泥）。图4是某电子厂宿舍86#桩的实测波形。桩长19.5m，桩径为0.48m。该桩也是在2m左右断裂。这2根桩均在2m左右断裂，纯从波形上分析，图3所示的桩应判断为Ⅲ类或Ⅳ类桩[3]，而图4中的桩间反射波幅度较小，一般情况下判Ⅱ类桩的情形居多。由于笔者对图4所示的桩产生怀疑，于是选定该桩进行了静载试验，静载结果未达到设计要求。该桩后经开挖验证，发现在距桩顶2m左右砼严重胶结不良，可能是严重缩径或夹泥（因静载试验压碎了桩身，所以不好判断具体的缺陷类型），用手推桩头可将其轻易推倒。

图3 某公司宿舍26#桩的实测波形

图4 某电子厂宿舍86#桩的实测波形

3 强烈的桩间反射波不一定是桩身存有严重缺陷

由于有的基桩在灌注混凝土的过程中中断了几个小时，导致混凝土中形成一交接缝，这个交接缝有时也能形成强烈的反射波[4]。

图5是某大厦50#桩的实测波形。该桩长为34.95m，桩径1.2m，为人工挖孔桩。图中波形是用20kg重锤加橡皮垫敲击采集的。从波形上看，该桩在距桩顶10m左右有一强烈反射波，并形成二次、三次反射波。经抽芯验证，岩芯完整，呈长柱状。经施工单位介绍，该桩在浇灌到此深度左右时停下来吃饭，大约停顿2h。这样，在该位置便形成了二次浇灌面。图6是某培训中心22#桩的实测波形。桩长15.1m，桩径1.2m，为人工挖孔桩。该波形也是用20kg重锤加橡皮垫敲击采集的。从图中可以看出7.6m左右有一明显反射波。经抽芯检验，岩芯相当完整，未发现有破碎现象。

4 大直径桩的“波形完整”不一定等于“桩身完整”

对于人工挖孔桩，大多未采用水下灌注施工方法，故在一些地下水补充较丰富的工地，若施工处理不当，导致潜水面以下的混凝土胶结很差，桩上部混凝土胶结较好，而动测波形却较难明显反映出来。

图5 某大厦50#桩的实测波形

图6 某培训中心22#桩的实测波形

图7是某公寓17#桩的反射波形曲线。该桩长为6.85m，桩径为1.0m，桩的施工类型为人工挖孔桩。从曲线上看，3.5m左右有一般性缺陷，一般来说该桩会判为Ⅱ类桩。由于该桩被抽检为钻孔取芯桩，钻芯后发现该桩在距桩顶3m以下混凝土胶结很差，砼芯样呈碎块状。图8是某公司办公楼5#桩的反射波形曲线。该桩长为8.15m，桩径为1.0m，桩的施工类型也是人工挖孔桩。从图8的曲线上看，该桩在2.6m左右有一般性缺陷，也会判为Ⅱ类桩。但钻孔取芯结果显示，该桩在3m以下混凝土强度很差，一般在C10-C12之间，并且桩的底部区域混凝土胶结更为松散。

由此可见，对大直径灌注桩而言，桩身完整性检测宜采用2种或2种以上的方法。在检测人工挖孔桩的同时，很有必要了解浇注混凝土的过程中地下水的补充情况，以便更准确地作出推断解释。

5 注重对桩底反射波特征的研判

图9是某住宅小区13栋1#桩的实测曲线，该桩长为20.3m，桩径为0.48m，桩的类型是锤击沉管灌注桩。桩底持力层为粉质粘土。图9是该桩静载荷试验前的实测曲线，图10是该桩静载荷试验后的实测曲线。该桩设计单桩承载力为500kN，按规范要求应加载到1000kN。经静载荷试验，该桩的极限荷载为600kN，未达到设计要求。

图7 某公寓17#桩的实测波形

图8 某公司办公楼5#桩的实测波形

从反射波曲线上可以看出，该桩桩底反射信号较强，为同向桩底反射波。桩中间曲线平滑，说明桩身完整。该桩的承载力未达到设计要求，可能是桩底持力层较软弱。试压前波形（图9）有一明显桩底反射信号。频率较低是该桩底反射波的主要特征。经静载试验后，重新对该桩进行检测。从试压后的波形（图10）中则看不出桩底反射波。这说明桩尖与持力层更紧密。

6 结语

通过本文的一些实例，说明基桩检测人员不能仅根据波形特征来划分桩的完整性类别，而是要结合场地地质条件以及桩的施工工艺来综合分析，这样才能提高检测的准确性。虽然反射波法在判断桩身缺陷性质方面还不好准确把握，但由于该方法具有快速、经济地发现异常桩方面的优势，可以为基桩的下一步检测（如钻孔取芯检测或静荷载试验）提供选桩依据，从而降低上述2种方法随机抽样所带来的风险。