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摘要：文章主要简要地阐述了桩基检测方法；并针对桩基检测中低应变反射波法和声波透射法两种方法进行详细地分析与研究，并提出了桩检测方法的应用。
关键词：桩基；检测；低应变反射波法；声波透射法；应用
引言
近年来，随着我国城乡建设事业的迅速发展，桩基工程越来越多，因而桩基工程检测技术也就成为一个热门而得到广泛重视。近年来，检测领域取得了长足的发展，检测技术更加趋于成熟和先进，有关桩基工程检测的标准、规范相继发布、施行，使桩基检测工作进一步规范化，对保证工程质量起到了良好的作用。本文主要就桩基检测方法及应用进行论述。
1 基桩检测的方法
桩基检测中承载力检测和完整性检测是基桩质量检测中两项最重要的内容。目前按设计和施工质量验收规范所规定的具体检测项目方式，主要包括以下三种方法：
（1）低应变法（现行主要指反射波法）。在桩顶面施加低能量的瞬态或稳态激振，使桩在弹性范围内做弹性振动，并由此產生应力波纵向传播，同时利用波动和振动理论对桩身的完整性做出评价。该方法测试设备简单轻便，检测速度快、成本低，是基桩质量完整性普查的良好手段。
（2）高应变法（现行主要指波动方程法）。通过在桩顶实施重锤敲击，使桩身产生动位移，桩周岩土阻力充分发挥。高应变法物理意义明确，检测准确度相对较高；但目前受检测人员水平和桩-土相互作用模型等问题的影响，该方法仍有较大的局限性，尚不能完全代替静载荷试验而作为确定单桩竖向抗压极限承载力的设计依据。
（3）声波透射法。用声波在桩身中的传播，通过对声波传播时间、波幅及主频等声学参数的测试和分析，对桩身完整性作出评价的一种检测方法。
2 基桩检测的方法的基本原理及检测步骤
2.1 低应变反射波法
2.1.1基本原理
低应变反射波法基本原理是在桩顶进行竖向激振，弹性波沿桩身向下传播，当桩身存在明显波阻抗Z变化界面（如离析、断桩等部位）或桩身截面积变化（如缩颈、扩颈）部位. 一部分波将反射向上传播，另一部分波产生透射向下传播至桩底，在桩底处又产生反射。经安装在桩顶的传感器接受反射波信号，并由桩基检测仪进行放大滤波等处理，得到加速度时程曲线。从曲线的形态特征可以判断阻抗变化位置或校核桩长，由平均波速大小估计混凝土的强
度等级。
当桩嵌于土体中，将受桩周土的阻尼作用，桩的动力特性满足一维波动方程，即：
（1）
式中，V为质点振动位移，X、t为振动质点到振源的距离和质点振动的时间，n为阻尼系数，A为桩的截面积，E为桩基混凝土弹性模量，vp为纵波在桩中的传播速度。当桩顶施加瞬时外力F（t）时，应力波沿桩身向下传播，波在不同的波阻抗面上发生反射。根据上式可导出应力波在桩中传播的时间及其对不同结构介质桩的纵波速度。
（2）
式中，L为桩长，$T为速度波第一波峰与桩底反射波峰的时间差。当桩身存在缺陷或断桩时各界面反射波使曲线变得复杂。对时程曲线进行分析选出可靠的缺陷反射时间$t，从而得到缺陷部位的具体位置。
（3）
式中，L′为缺陷部位距离桩顶的距离，vpm为同一工地内多根已测合格桩身纵波速度的平均值，$t为速度波第一波峰与缺陷反射波峰的时间差。
2.1.2 常见反射波形特征及检测步骤
桩基测试时，用小锤敲击桩基，由接收传感器将信号输送到仪器记录即可。完整桩的时域波形呈规律递减，波形曲线形态平滑，波速较高，有1次或几次明显的桩底反射信号，桩底反射波信号与入射波同相。对于离析桩，一般反射波形不规则，反射不明显，且波幅会出现陡降。缩颈桩，时域波形中常见到缩颈反射与桩底反射信号，缩颈处会出现几次反射信号。扩颈桩处反射波相位与入射波相位相反，波频不变。断桩及严重缺陷桩，缺陷的上界面处可能产生强烈的正向波，下界面不产生负向波。夹泥桩通常反射波相位与入射波相位相同，但一般反射波波幅会发生畸变现象。
低应变反射波法的检测步骤如下：
（1）清理平整桩头；
（2）调试仪器，选择适当参数；
（3）将加速度传感器垂直安放在桩头的平整部位；
（4）用力棒在桩头选择适当的能量激振；
（5）选择较为理想的波形曲线并存储；
（6）将数据传输至计算机，对记录曲线进行分析、计算，并评价桩身质量。
3 声波透射法
3. 1 基本原理
声波透射法是在桩内预埋纵向声测管道，将超声脉冲发射和接收探头置于声测管中，管中充满清水作耦合剂，由仪器发出周期性电脉冲通过发射探头发射并穿透混凝土，被接收探头接收并转换成电信号。由仪器中的测量系统测出超声脉冲穿过桩体所需时间、接收波幅值、接收脉冲主频率、接收波形及频谱等参数。最后由数据处理系统按判断软件对接收信号的各种参数进行综合判断和分析，即可对混凝土各种内部缺陷的性质、大小、位置作出判断，并给出混凝土总体均匀性和强度等级的评价指标。数据分析的方法如下。
3. 1. 1声时分析
选取声时平均值ut与声时2倍标准差Dt之和作为判定桩身有无缺陷的临界值。
（4）
（5）
（6）
式中，n为测点数，ti为第i个测点的声时值，ut为声时平均值，δt为声时标准差，St为判定桩身有无缺陷的临界值。若ti>St，即判定基桩在此深度处可能存在缺陷。
3. 1. 2波幅分析
波幅是对缺陷最为敏感的声学参数，选取接收到的超声波信号波幅平均值的一半作为判断有无缺陷的临界值，波幅值以衰减器的衰减量q表示，通常用分贝值表示： （7）
（8）
式中，uq为波幅平均值，qi为第i个测点的波幅，n为测点数，Qd为判断桩身有无缺陷的临界值。若qi 3. 2 检测步骤
声波透射法检测步骤如下：
（1）声测管中注入耦合剂清水；
（2）用直径与换能器略同的圆钢作吊绳，检查声测管的通畅情况；
（3）将换能器置入声测管中，并沉入桩底；
（4）用钢卷尺测量桩顶面各声测管之间外壁净距离；作为相应的两声测管组成的检测剖面各测点测距，测试误差小于1%，调试仪器，选择适当参数；
（5）换能器由桩底向上逐步检测，遍及各个截面，选取较为理想的信号存储；
（6）将数据传输至计算机，对记录曲线进行分析、计算，并评价桩身质量。
4 桩基检测的重要性
深基坑支护桩的检测，目前国内尚无明确规定。对于桩身质量可用动测法检测，对于其横向承载力没有可行的检测方法。用动测法测定支护桩的横向承载力是值得研究的课题。研制和改进孔底沉渣测定仪，控制和检测灌注桩孔壁泥皮厚度的设备，对提高施工阶段的检测水平具有重要意义。
桩承载力自平衡试验方法是大承载力桩基静载试验的一种发展方向，但这种技术方法还刚刚兴起，其理论研究还在进行当中，该试验所得到的各种图表数据与传统的试验结果图表还有许多需要对比研究的地方。在现场设备安装时，荷载箱的放置位置会影响到桩侧阻力和桩端阻力的发挥，国外荷载箱一般放在桩端，这是因为国外试桩桩端一般都位于坚硬的持力层中，而我国各地的情况就有所不同，所以在设备安装前要事先进行计算，将荷载箱安装在
合适的部位。该方法测出的上段桩的摩阻力方向是向下的，与常规方法测出的摩阻力方向相反，这方面还需要做进一步的理论研究与现场对比试验。
采用桩底加载法进行试桩，可缩短工期，节省大量人力、物力。试验可采用快速法，也可采用慢速维持荷载法。特别适合在水上试桩、坡地试桩、基坑底试桩、狭窄场地试桩。在打入情況，也可利用一根桩打至不同深度，逐一进行试验，从而选择桩的最佳长度。目前较多是用于测定嵌岩桩的嵌固力，这是传统方法难以做到的。桩底加载法如能及早采用，实为我国建筑业中的一项飞跃。
参考文献：
[1]祝龙根，刘利民，耿乃兴，地基基础测试新技术[J]北京：机械工业出版社，1999
[2]余继保，低应变无损检测法在桩基检测中的应用[J]安徽建筑，2007
关键词：桩基；检测；低应变反射波法；声波透射法；应用
引言
近年来，随着我国城乡建设事业的迅速发展，桩基工程越来越多，因而桩基工程检测技术也就成为一个热门而得到广泛重视。近年来，检测领域取得了长足的发展，检测技术更加趋于成熟和先进，有关桩基工程检测的标准、规范相继发布、施行，使桩基检测工作进一步规范化，对保证工程质量起到了良好的作用。本文主要就桩基检测方法及应用进行论述。
1 基桩检测的方法
桩基检测中承载力检测和完整性检测是基桩质量检测中两项最重要的内容。目前按设计和施工质量验收规范所规定的具体检测项目方式，主要包括以下三种方法：
（1）低应变法（现行主要指反射波法）。在桩顶面施加低能量的瞬态或稳态激振，使桩在弹性范围内做弹性振动，并由此產生应力波纵向传播，同时利用波动和振动理论对桩身的完整性做出评价。该方法测试设备简单轻便，检测速度快、成本低，是基桩质量完整性普查的良好手段。
（2）高应变法（现行主要指波动方程法）。通过在桩顶实施重锤敲击，使桩身产生动位移，桩周岩土阻力充分发挥。高应变法物理意义明确，检测准确度相对较高；但目前受检测人员水平和桩-土相互作用模型等问题的影响，该方法仍有较大的局限性，尚不能完全代替静载荷试验而作为确定单桩竖向抗压极限承载力的设计依据。
（3）声波透射法。用声波在桩身中的传播，通过对声波传播时间、波幅及主频等声学参数的测试和分析，对桩身完整性作出评价的一种检测方法。
2 基桩检测的方法的基本原理及检测步骤
2.1 低应变反射波法
2.1.1基本原理
低应变反射波法基本原理是在桩顶进行竖向激振，弹性波沿桩身向下传播，当桩身存在明显波阻抗Z变化界面（如离析、断桩等部位）或桩身截面积变化（如缩颈、扩颈）部位. 一部分波将反射向上传播，另一部分波产生透射向下传播至桩底，在桩底处又产生反射。经安装在桩顶的传感器接受反射波信号，并由桩基检测仪进行放大滤波等处理，得到加速度时程曲线。从曲线的形态特征可以判断阻抗变化位置或校核桩长，由平均波速大小估计混凝土的强
度等级。
当桩嵌于土体中，将受桩周土的阻尼作用，桩的动力特性满足一维波动方程，即：
（1）
式中，V为质点振动位移，X、t为振动质点到振源的距离和质点振动的时间，n为阻尼系数，A为桩的截面积，E为桩基混凝土弹性模量，vp为纵波在桩中的传播速度。当桩顶施加瞬时外力F（t）时，应力波沿桩身向下传播，波在不同的波阻抗面上发生反射。根据上式可导出应力波在桩中传播的时间及其对不同结构介质桩的纵波速度。
（2）
式中，L为桩长，$T为速度波第一波峰与桩底反射波峰的时间差。当桩身存在缺陷或断桩时各界面反射波使曲线变得复杂。对时程曲线进行分析选出可靠的缺陷反射时间$t，从而得到缺陷部位的具体位置。
（3）
式中，L′为缺陷部位距离桩顶的距离，vpm为同一工地内多根已测合格桩身纵波速度的平均值，$t为速度波第一波峰与缺陷反射波峰的时间差。
2.1.2 常见反射波形特征及检测步骤
桩基测试时，用小锤敲击桩基，由接收传感器将信号输送到仪器记录即可。完整桩的时域波形呈规律递减，波形曲线形态平滑，波速较高，有1次或几次明显的桩底反射信号，桩底反射波信号与入射波同相。对于离析桩，一般反射波形不规则，反射不明显，且波幅会出现陡降。缩颈桩，时域波形中常见到缩颈反射与桩底反射信号，缩颈处会出现几次反射信号。扩颈桩处反射波相位与入射波相位相反，波频不变。断桩及严重缺陷桩，缺陷的上界面处可能产生强烈的正向波，下界面不产生负向波。夹泥桩通常反射波相位与入射波相位相同，但一般反射波波幅会发生畸变现象。
低应变反射波法的检测步骤如下：
（1）清理平整桩头；
（2）调试仪器，选择适当参数；
（3）将加速度传感器垂直安放在桩头的平整部位；
（4）用力棒在桩头选择适当的能量激振；
（5）选择较为理想的波形曲线并存储；
（6）将数据传输至计算机，对记录曲线进行分析、计算，并评价桩身质量。
3 声波透射法
3. 1 基本原理
声波透射法是在桩内预埋纵向声测管道，将超声脉冲发射和接收探头置于声测管中，管中充满清水作耦合剂，由仪器发出周期性电脉冲通过发射探头发射并穿透混凝土，被接收探头接收并转换成电信号。由仪器中的测量系统测出超声脉冲穿过桩体所需时间、接收波幅值、接收脉冲主频率、接收波形及频谱等参数。最后由数据处理系统按判断软件对接收信号的各种参数进行综合判断和分析，即可对混凝土各种内部缺陷的性质、大小、位置作出判断，并给出混凝土总体均匀性和强度等级的评价指标。数据分析的方法如下。
3. 1. 1声时分析
选取声时平均值ut与声时2倍标准差Dt之和作为判定桩身有无缺陷的临界值。
（4）
（5）
（6）
式中，n为测点数，ti为第i个测点的声时值，ut为声时平均值，δt为声时标准差，St为判定桩身有无缺陷的临界值。若ti>St，即判定基桩在此深度处可能存在缺陷。
3. 1. 2波幅分析
波幅是对缺陷最为敏感的声学参数，选取接收到的超声波信号波幅平均值的一半作为判断有无缺陷的临界值，波幅值以衰减器的衰减量q表示，通常用分贝值表示： （7）
（8）
式中，uq为波幅平均值，qi为第i个测点的波幅，n为测点数，Qd为判断桩身有无缺陷的临界值。若qi
声波透射法检测步骤如下：
（1）声测管中注入耦合剂清水；
（2）用直径与换能器略同的圆钢作吊绳，检查声测管的通畅情况；
（3）将换能器置入声测管中，并沉入桩底；
（4）用钢卷尺测量桩顶面各声测管之间外壁净距离；作为相应的两声测管组成的检测剖面各测点测距，测试误差小于1%，调试仪器，选择适当参数；
（5）换能器由桩底向上逐步检测，遍及各个截面，选取较为理想的信号存储；
（6）将数据传输至计算机，对记录曲线进行分析、计算，并评价桩身质量。
4 桩基检测的重要性
深基坑支护桩的检测，目前国内尚无明确规定。对于桩身质量可用动测法检测，对于其横向承载力没有可行的检测方法。用动测法测定支护桩的横向承载力是值得研究的课题。研制和改进孔底沉渣测定仪，控制和检测灌注桩孔壁泥皮厚度的设备，对提高施工阶段的检测水平具有重要意义。
桩承载力自平衡试验方法是大承载力桩基静载试验的一种发展方向，但这种技术方法还刚刚兴起，其理论研究还在进行当中，该试验所得到的各种图表数据与传统的试验结果图表还有许多需要对比研究的地方。在现场设备安装时，荷载箱的放置位置会影响到桩侧阻力和桩端阻力的发挥，国外荷载箱一般放在桩端，这是因为国外试桩桩端一般都位于坚硬的持力层中，而我国各地的情况就有所不同，所以在设备安装前要事先进行计算，将荷载箱安装在
合适的部位。该方法测出的上段桩的摩阻力方向是向下的，与常规方法测出的摩阻力方向相反，这方面还需要做进一步的理论研究与现场对比试验。
采用桩底加载法进行试桩，可缩短工期，节省大量人力、物力。试验可采用快速法，也可采用慢速维持荷载法。特别适合在水上试桩、坡地试桩、基坑底试桩、狭窄场地试桩。在打入情況，也可利用一根桩打至不同深度，逐一进行试验，从而选择桩的最佳长度。目前较多是用于测定嵌岩桩的嵌固力，这是传统方法难以做到的。桩底加载法如能及早采用，实为我国建筑业中的一项飞跃。
参考文献：
[1]祝龙根，刘利民，耿乃兴，地基基础测试新技术[J]北京：机械工业出版社，1999
[2]余继保，低应变无损检测法在桩基检测中的应用[J]安徽建筑，2007