桩检中几个常见“波速”问题的探讨

周杰 （铁道第三勘察设计院集团有限公司 天津 300251)

检测桩身完整性的方法有低应变法、高应变法、声波透射法和钻芯法等，而其中的低应变法、声波透射法（以下简称：声测）因其高效、成本较低等特点在工程界得到了广泛的应用。在这两种常用的桩检方法中，“波速”均是一个关键的分析评判参数。

本文就众多初学者在低应变法、声波透射法检测中经常碰到的几个与“波速”相关的问题做出探讨。

1 错误地把“低应变波速”和“声测波速”进行比较

许多初学者都曾经提出过这样疑问：同一根桩分别进行低应变法检测和声波透射法检测，得出的检测曲线波速不同，且相差很大，到底哪个正确？要想弄清楚这个问题，必须首先弄清楚这两种检测方法的工作原理。

在低应变法检测中，用力锤、力棒敲击桩顶，桩顶激振产生的下行压缩波在桩身波阻抗发生变化处会产生上行反射波。[1]在缩颈、松散、离析、夹泥或断裂等缺陷处，桩身截面波阻抗降低，反射波便与人射波同向；反之，在扩径或桩身嵌岩等处，桩身截面处波阻抗增大，反射波便与人射波反相。

当采用声波透射法检测时，要先在桩身中预埋一定数量的声测管，通过水的耦合，声波在不同声测管中进行发射和接收，以测出混凝土介质的声时、波幅等声学参数。当桩身混凝土质量存在缺陷时，声学参数便发生异常；通过对异常声学参数进行分析，便可判断出桩身完整性及质量缺陷的位置和程度。

由此可见，低应变法采用的是一种力波，声测采用的是声波，两者不具有可比性，且各自有独立的桩身完整性评判标准。[1、2]当然比较两者波速是没有实际意义的，只要在现场测试和数据分析环节没出现技术错误，出现同一根桩的低应变波速与声测波速（声速）不同的现象是正常的。

2 声测中，错误地把弯管造成的声速变化当成桩身质量问题

图1为某工程桩（L=66m，D=1.00m）13声测剖面全桩身混凝土声速（波速）-波幅（V-A）曲线图，局部（BC区段）出现了声速低于低限值的异常情况。根据规范，[1、2]许多初学者常常会把该工程桩桩身完整性判定为III类桩（即：桩身存在明显缺陷）。

另外，该工程桩3个声测剖面波列图全桩身声学参数状况统计见表1；局部桩身区段波列图见图2。

表1 某工程桩三个声测剖面全桩身声学参数状况统计表

图2 某工程桩三个声测剖面局部桩身区段波列图

由表1、图1和图2综合分析知：1#声测管在BC、CD两桩身区段发生了反相弯曲，其中BC区段13剖面管间距变大造成了该区段声测波速低于底限值的异常；该工程桩桩身混凝土质量完好，桩身完整性判定为I类桩。

由此可见，若孤立地以个别声测剖面的桩身局部区段、个别声学参数异常来判别整个桩身的完整性往往会造成误判；只有综合全部声测剖面的全桩身声测资料综合分析，才能对所检基桩的桩身完整性做出正确的判定。

3 利用声测推定低应变波速

工程中会遇到采用低应变法检测大摩擦桩的桩身完整性，因为经常无明显桩底反射信号，许多初学者便陷入了无法判定桩底位置的困境。

对于上述情况，可以间接利用声测来确定低应变波速，以判定低应变反射曲线上的桩底位置。

大批量基桩检测工作经常会采用全部低应变检测、部分声测的检测方案。在需要声测的桩身混凝土具有代表性的基桩中进行低应变复检，选出以下两类桩：①桩底反射信号明显；②声学参数异常处，桩身缺陷低应变反射波信号也明显。

利用声测确定桩底或桩身缺陷的深度，再结合低应变分析软件，通过深度推定出反射信号明显处的反射波波速，最后将各推定波速平均，平均值便可作为同类型桩身混凝土的低应变反射波波速参考值，依此参考值来确定桩底反射信号不明显基桩的桩底。■

[1]铁路工程基桩检测技术规程[S].TB10218-2008.

[2]建筑基桩检测技术规范[S].JGJ106-2003.