基桩声测管低应变动测法的基本原理

基桩声测管低应变动测法的基本原理目前常用的声测管低应变动测是反射波法和机械阻抗法。反射波法作为主要方法，在我国经过多年的研究和应用，已得到了工程界的广泛认同，成为保证基础工程质量的有力手段。应力波反射法是以一维波动理论为基础，假定桩身为一维弹性杆件，且介质均匀连续；其基本原理是当桩顶部受到一竖向激振力后，应力波即沿桩身向下传播，当桩身存在明显的波阻抗差异界面或桩身截面积变化部位时，将产生反射和透射波；事先在桩顶安装好的传感器，将接收到来自桩身各个波阻抗变截面处反射上来的信息，从而根据这些反射信息，结合其他工程资料，对桩身完整性作出判断。利用反射波方法分析判断桩身质量首要的是在现场实测时及分析波形时排除各种干扰，获得反映桩身结构质量状况的时域波形，分析时域曲线中的直达波（入射波）、反射波及桩底反射波的相位关系，可以方便地判断缺陷桩的类型与缺陷位置；根据频域曲线的特征及计算的动刚度值，可以判断桩身结构的完整性及桩底嵌岩情况。

反射波法也可用于检测大直径扩底墩中的基桩：由于人工挖孔扩底墩属于地下成桩工艺，不可避免的出现诸如断桩、夹杂、离析等缺陷，尤其对于扩底的检测更为重要。

低应变反射波法的现场测试，利用激震在桩头施加冲击力，激发应力波沿桩身传播，然后利用检波器接收由初始信号和由桩身缺陷及扩大底或桩底产生的反射信号组成的时程曲线，最后利用信号采集仪进行处理和分析，并结合有关地质资料和施工记录作出桩的完整性判断。其基本理论依据：根据应力波在传播中遇到阻抗面时产生反射波与透视波的原理，获得由于桩体内部断裂、离析、扩径或破损构成的阻抗面反射上来的不同信息，分析桩基缺陷性质、程度和位置。

我国应用大直径灌注始于上世纪60年代初。近二十多年，随着经济建设的迅猛发展，大直径灌注桩已在全国各地的高层建筑、大型石房、桥梁和港工建筑中广泛应用。

反射波动测是目前应用广泛的基桩完整性检测方法，声测管其理论基础为一维应力波理论。但是基桩反射波法用手锤或力棒冲击，在桩顶近似点振源，桩顶附近桩横截面每一质点的运动速度并不一致。尤其是大直径灌注桩，这种三维效应更为明显，检测实践中三维效应表现为信号的高频干扰。为把基桩声测管反射波法动测应用于大直径灌注桩，必须研究应用中存在问题，以便在实测中采取措施减少信号的高频干扰。

实测中所见的高频干扰是由各种波在桩顶附近来回反射形成的高频波的耦合。利用三维有限元法和实测法以及两种方法的对比系统的研究圆柱顶面受冲击后的动态影响，将有助于了解应力波在大直径桩中的传播规律，找到影响各应力波分量的因素及规律，以便在检测实践中采取措施减少高频干扰，突出纵波成份，提高基桩反射波法测试精度。