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基桩应力波反射法检测的多解性及典型实例基桩应力波反射法是一种常用的基桩完整性无损检测方法，其原理是通过在桩顶施加瞬态冲击力，激发应力波沿桩身传播，并接收反射信号，从而判断桩身是否存在缺陷。然而，该方法在实际应用中存在一定的“多解性”问题，即同一组检测波形可能对应多种不同的桩身状况，导致解释结果不唯一。
多解性主要源于波在桩身中的传播特性、桩周土阻力的影响、传感器精度及数据处理方法等因素。例如，扩颈、缩颈、夹泥、断裂等不同缺陷可能产生相似的反射波形；桩端嵌岩不实与桩底沉渣过厚也可能表现出相近的波形特征，从而造成误判。
典型实例中，某工程基桩检测时发现桩底反射明显增强，初判为桩底沉渣过厚，但经开挖验证，实际为桩端嵌入岩层不深，桩端承载力不足所致。该案例说明了应力波反射法在解释时应结合地质资料、施工记录及其它检测手段进行综合判断，以提高检测结果的可靠性。
应力波反射法以它简便、快速、准确的特点被广 泛运用于桩基工程的桩身质量检测工作中。可由于 该方法是一种间接方法，加上该方法本身的局限性 实际工作中对桩身质量的判断并不能达到百分之百 的准确，本文对该方法的多解性作个讨论和分析。
反射波法的基本原理及多解性的概念
由式(3)可看出，当桩身有缺陷时，缺陷处波阻 抗发生变化，Z≠Z2，V不等于零，产生向上的反射 波，我们可以通过测试分析桩体内应力波传播及反 射的过程及特征来判断桩身的均匀性和完整性。
桩身质量的缺陷类型大致可分为离析、蜂窝、夹 泥、缩颈、扩颈、断裂等几类，我们把引起波阻抗减小 的离析、蜂窝、夹泥、缩颈、断裂等缺陷统称为缩颈类 缺陷，把引起波阻抗增大的扩颈等缺陷统称为扩颈 类缺陷。由前面的理论推导可以看出，反射波法实 际检测的是桩身波阻抗的变化，而波阻抗的大小取 决于代表桩身材料特性的p、E和桩身的横截面积A （如果考虑地层土阻力，影响因素就更多），所以该 方法并不能准确判断出桩身缺陷的具体类型或土层 影响程度，只能分辨出是缩径类或扩径类缺陷。也 就是说同一种反射波特征可能对应几种不同的实际 情况，该方法具有多解性。 实际工程中，桩身缺陷往往是多重或复合的，针 对同一种反射波特征还会有更多可能的解释。 如图1所示的桩模型为一典型实例，该桩AB 段为正常桩，BC段为缓变的扩颈，C点处桩陡然缩 颈回正常桩，C点以下为正常桩。从工程使用角度 来说，该桩为扩颈桩，对工程有益无害。从行波理论 分析角度来说，该桩的缺陷由BC段的扩颈缺陷和C 点处缩颈缺陷复合而成。 在此种模型下，由于反射波法对缓变形阻抗变
式中c一波的传播速度即波速；E一桩的弹性 模量；p一桩材料的质量密度； 如果不考虑桩周土阻力的影响，根据上述的一维 传播假设，当桩身阻抗发生变化，可简化求解出反射 的运动速度V与人射的运动速度V之间的关系为：
式中Z一桩身阻抗；A一截面面积。
化的不敏感性，BC段的扩颈很难反映在测试波形 上，而C点处的相对缩径却会有明显的反射，甚至 造成等间距的多次反射波形特征，此特征对应的应 是断桩、严重缩径、严重离析等缩颈类缺陷，如果单 从波形就加以判断此桩为有上述缺陷的不合格桩 就会形成严重误判，给工程建设造成损失
图1模型桩示意图 Fig, 1The sketch of the model pillar
武汉工业学院东区学生公寓采用长螺旋压浆混 凝土灌注桩，低应变反射波法检测发现，有多桩出现 强烈的等间距多次反射特征，典型波形如图2。 经现场观察和了解情况，结合施工工艺和地质 条件综合分析：首先该现场出露的许多桩头明显大 于设计施工要求，且多数桩桩顶出现不规则扩径现 象，同时经施工单位了解，工程桩施工的充盈系数达 到1.5～1.6，明显大于正常水平，也就是说，扩径现 象实际存在且可能性极大；第二，该工程桩采用内压 浆技术施工，另一场地该施工单位同时施工的同类 型桩优良率达到90%以上，该施工工艺比较可靠， 大量出现断桩等严重缺陷的可能性很低；第三，施 工工程中出现过漏浆现象，即后施工的相邻桩钻出 了前面已经打好的桩的混凝土，从测试角度来说，桩 身混凝土扩径很大，扩大的范围已经大于了桩间距， 扩径的位置为地下约4~5m处，结合场地地质情况，
该段为软塑状淤泥层，该层抗剪力很低，在压浆过程 中极易扩径，且深度位置与低应变测试波形等间距 多次反射所指示的深度位置正好吻合，说明多次反 射的特征由缓扩后陡缩现象引起的可能性极大。综 合以上各点判断各桩应为类似图1所示的扩径桩， 后经与建设各方商讨，建议对几个典型桩进行开挖 验证，开挖结果证实了上述判断，使工程得以顺利放 心的使用。
湖南张家界武陵源景区旅游公工程施工组织设计图2 东区学生公寓实测波形图 Fig. 2 The measured wave at a student dormitory
（1）测试现场工作是检测非常重要的环节，测 试人员要做到边测试边思考，排除各种影响测试的 不利因素，同时尽量在测试现场多观察和收集施工 地质条件等情况，为室内资料分析处理打好基础。 （2）测试结果不能只单纯依靠测试波形进行判 断，尤其是当同场地多桩出现有规律的反射特征时， 一定要综合与成桩质量有关的各种因素，分析出现 问题的原因，作出合理的解释。 （3）要充分认识到低应变反射波法的局限性， 不能单凭此方法对桩身质量给出百分之百正确的判 断，实际工作中一定要结合其它检测方法如静载、抽 芯、开挖等进行综合判断。
THE FOUNDATION MEASUREMENT THROUGH
XuWeiquan Hubei InstituteofGeologicalLaboratory，Wuhan，Hubei430022）