管波探测法在桩底岩溶勘察及桩身质量检测中的应用

李关勇

(广东省建筑设计研究院有限公司，广东 广州 510010)

1 引 言

岩溶地区嵌岩桩施工时，基岩中存在溶洞、基岩裂隙、软弱夹层等，使桩端持力层的完整性难以满足设计及规范要求，为确保桩基持力层的完整性，常采用“一桩一孔”或“一桩多孔”的方式进行超前钻勘察，然而在岩溶强发育区单纯的超前钻勘察未必能达到预期效果。另外，水下灌注桩常出现的桩身质量问题有断桩、沉渣、夹泥等，查明上述问题常用的检测方法有钻芯法、低应变法、静载试验等。根据基桩检测规范[1]，大直径桩钻芯法检测需要“一桩多孔”进行检测，该方法存在检测范围不全面、工作量大、耗时长等缺点。管波探测是一种有效、精确、能快速查明以钻孔为中心一定范围内岩溶、基岩裂隙带或断桩等不良情况分布的方法，弥补了钻芯法“一孔之见”的不足[2,3]，为设计、施工定桩长提供更加全面、可靠的地质依据以及桩身质量检测提供一种有效的手段。

2 管波探测法

2.1 管波探测原理

根据弹性波理论，在弹性介质中传播的震动按传播空间划分为体波和面波，体波包括横波和纵波，体波在无限空间中传播；面波包括瑞利波和勒夫波，面波在波阻抗的界面附近传播[4]。在充满液体的钻孔与周围地层之间形成一个明显的波阻抗，当波传播至该界面时就像一个新的“震源”，激发了沿钻孔轴方向传播的波，称为管波[5]，在界面处发生反射振幅如下：

其中：A0为入射波的振幅；R为界面的反射系数；……