桩基低应变检测方法.docx

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1、桩基低应变检测方法范文三：桩基低应变完整性检测桩基低应变完整性检测引言近几十年，我国工程创办蓬勃进展，桩根基在高层建筑、大型厂房、桥梁码头、海上钻井平台及核电站等重要工程中被广泛应用。由于桩基属于地下隐秘工程，桩基施工过程中受到所处地质条件、施工技术工艺等多种因素的影响，成桩难免存在各种缺乏，影响成桩的质量和使用效果，譬如缩径、扩径、离析或夹泥，甚至断桩等不利缺陷。如何快速、切实的评价桩身质量，是桩基检测工程一向所关注的话题。而低应变检测具有设备简朴简捷、检测快速等优点被广泛应用于桩基检测工程中。技术原理反射波法检测是建立在一维波动理论根基上，在数学上模拟桩的一维应力波传播，计算反射、透射和波

2、的叠加，根据波形的奇怪处境推断桩的完整性。反射波法检测，是通过敲击桩顶，产生的应力脉冲以波的形式沿桩体传播，应力波在传播的过程中遇到桩体界面变化时，将表现为桩身阻抗变化而产生反射波，通过安装在桩顶的传感器接收到波的变化，由应力波沿桩身向下传播遇到有缺陷的界面或到达桩底产生反射然后返回桩顶的时间来判断桩身内的缺陷位置。对于嵌固于土体中的桩，由于桩长L一般远大于桩径d,因此，将桩作为一维弹性值杆，考虑桩士相互作用，那么桩身质点振动速度V（x,y）得志下面的一维波动方程：在式（1）中：-振动质点到震源的距离；t-质点振动的时间；k-桩周土弹性参数；C-桩周土阻尼系数；A-桩的截面积；C-纵波在桩中的

3、传播速度，且得志C=?为桩的密度；E为桩的弹性模量。应力波在桩体中的传播时间（加）及桩长（L）,可用下式计算出不同岩土介质中桩的纵波波速：布置方案根据桩径大小，桩心对称布置24个安装传感器的检测点:实心桩检测点宜在距桩中心2/3半径处：空心桩的激振点和检测点宜为桩壁厚的1/2,激振点和检测点与桩中心连线形成的夹角宜为90检测采集数据时需要留神的地方主要有以下几点：L安装传感器部位的混凝土应平整；2 .传感器安装应与桩顶面垂直，应与锤击点保持在一个水平面上;3 .用耦合剂粘结时，应具有足够的粘结强度；4 .传感器安装位置应远离钢筋笼的主筋，以裁减外露主筋对测试产生干扰信号。若外露主筋过长而影响正

4、常测试时,应将其隔短；5 .传感器与桩头的粘结，要求越近越好。图1桩基低应变检测布置示意图工程案例勘察内容：广州某幼儿园桩基检测装置说明：低应变检测设备勘查结果：广州某幼儿园地基根基全部采用预应力管桩，共计76根，设计桩径500,设计桩长3040m,桩身於设计强度等级C80,桩端持力层为强风化混合层，单桩承载设计值1700KN。本次共抽检5根工程桩，测试结果见表1.特征波形图见图2:图2低应变检测波形图从上图中可以看出，在Ilm处左右，存在一个较强的反射波，说明此处存在这一个叫明显的缺陷。范文四：低应变桩基检测方法2反射波检测基桩完整性的技术要点一（二）上期在“反射波检测基桩完整性的技术要点一

5、（一）”一文中议论了：反射波法检测基桩完整性如何获取桩底反射以及反射波信号的数据处理问题。本文进一步议论信号处理后如何分析判断桩身的完整性。三.桩身完整性的分析与推断解释1 .首先要有合格的反射波记录即屡屡鼓舞的反射波一致性好，且有桩底反射波；或击振的一致性不太好，但可见或朦胧可见桩底反射波；或经过信号处理以后可以见到桩底反射波。这种反射波记录，可以认为它能够反映桩身客观性状，是稳当的、合格的记录，有了这样的反射波记录，才能为我们切实推断解释桩身完整性奠定根基。2 .桩身完整性不能单纯从反射波的波形记录去推断解释取得了梦想的反射波记录，是否就可以从这些记录来推断解释桩身的完整性呢。答案是不成以

6、的。理由如下：（1）缺陷的反射波记录存在多解性我们已经知道：缺陷产生反射波的条件是缺陷所形成的波阻抗界面，有好多种缺陷形成的波阻抗界面奇怪往往是一致的。例如：缩径、离析、夹泥、空洞、蜂窝、裂缝等缺陷，它们都是缺陷部位的上界面波阻抗比桩身正常波阻抗低，这个波阻抗界面，产生的反射波相位都是和直达波同相位的，其差异仅仅是缺陷反射波波幅略有不同，这就形成缺陷反射波的多解性。(2)除了多解性之外，还存在假奇怪回响。例如，扩径缺陷的下界面，是缩径如图12。这个缩径奇怪是否要判定呢,鲜明不能判，它是假奇怪；还有假设是逐步的扩径然后又突然缩回到正常的桩径如图13,可见逐步扩径的波阻抗是渐变的，产生不了扩径类的

7、反射波，但后面的突然缩径，由于波阻抗的突变却会产生明显的缩径奇怪，于是会展现缩径类反射波，就有可能把扩径缺陷误判为缩径。(3)地层的突变也会产生假奇怪由于地质处境的繁杂性，桩周的地层有时会遇到地层由软突然变硬的状况,如图14就是这种例证。图中上部为淤泥(或淤泥质黏土)下部突变为硬塑黏土，于是地层存在一个明显的波阻抗界面。当我们击振桩头产生向下传播的弹性波(或称应力波、声波)时，桩周的地层也会通过桩身的质点的振动引起相应的振动，在地层的波阻抗界面同样会产生反射，于是在反射波记录中就夹杂了地层的反射波见图14中的R。这也是一种假奇怪。(4)扩径上界面产生屡屡反射也会展现假奇怪信号图15是扩径界面产

8、生的屡屡反射波记录。图中R、R、R分别为扩径界面产生的一次、二次和三次反射波，可见奇次的反射波与直达波相位相反,偶次反射与直达波同相位。鲜明，偶次反射波R是一个错误的信息，是假奇怪。图16是一个长23.1m、桩径llmm原地灌注桩实测反射波记录，可见同时有扩径和缩径缺陷的反射波存在。从中可见扩径的一次、三次反射波与直达波同相位，而扩径的二次反射与直达波反相位，在其后面还存在缩径类缺陷，这时对桩身完整性的全面分析见图16中桩身形状的描述。可见扩径缺陷的偶次反射不是桩身的缺陷，它是一个假奇怪。3 .如何解决反射波记录的多解性和挨弃假奇怪(1)首先要了解基桩产生缺陷的类型与理由暂以原地灌注桩为例说明

9、桩展现缺陷的理由如下：A.钻孔灌筑桩水下灌注：钻孔钻进速度快，且泥浆密度不当，泥浆的循环方式不当会使泥浆护壁才能差，造成塌孔。在桩底部位塌孔形成沉渣、在桩中部塌孔形成断桩、在桩中小范围塌孔形成夹泥、在桩顶部位塌孔形成桩头低强度;混凝土浇注管没有符合要求的止水阀，甚至没有止水阀措施，桩底将会展现蜂窝或离析；在浇注混凝土过程中，由于计算混凝土在钻孔中的上升高度有误，或不慎将导管拔出混凝土面，或因停电、混凝土供给中断，导管拔出，使孔内混凝土顶端带有泥浆沉渣、混凝土的混合物，再持续浇灌混凝土，会使中间存在薄弱夹层，造成断桩；混凝土和易性差、首次浇灌混凝土方量缺乏、浇注导管进水、在混凝土初凝阶段地下水径

10、流等，使桩身混凝土局部离析；钻孔终孔后，清孔不模范、清孔后没能实时浇灌混凝士、下钢筋时碰撞孔壁，都有可能造成桩底存有沉渣；浇灌混凝土过程中沙层塌落会形成扩径，同时会使计算好的混凝土充盈系数得志不了使孔底沉渣、浮浆托出到建筑0m,造成桩头混凝土强度低。当地层黏土层的塑性较好，下好钢筋笼后，又不能实时浇灌混凝土，黏土被地层压力缩入孔中，形成缩径。B.沉管灌注桩水下灌注：沉管的直径一般在377426,长度在40m以内。在施工过程中，当沉管下沉到设计深度的持力层后，即可浇灌混凝土,在软地层如拔管速度过快，士会挤向刚浇灌的混凝土形成夹泥或缩径；假设浇灌的混凝土的方量缺乏以使混凝土在沉管内的高度保持在2m

11、,这时在沉管外的土体挤压下，进入前次刚浇注的混凝土,造成缩径；浇灌的混凝土塌落度小、和易性差，拔管时对混凝土产生的摩擦力，可将混凝土带动，造成离析；设计桩距过小，又不能采用间隔跳打沉管。严重时，士的挤压力会将相邻桩挤压，形成全断面水平裂缝，成为断桩，微弱时，根据地层的地质性能也可能造成缩径；沉管底部的混凝土预制桩尖质量差，在打入沉管时，有可能桩尖碎裂，造成泥沙等进入沉管，与底部混凝土混合成一层强度很低的混合物，使桩底不能进入持力层而“悬空”俗称“吊脚桩”；地下水的径流，会使前次浇灌完还处于初凝阶段的混凝土局部展现离析。C.人工挖孔灌注桩当桩径大于08m,地层较硬且地下水位很深时，可采用人工挖孔

12、，挖到设计深度时，下钢筋笼，浇灌混凝土，就形成人工挖孔灌注桩。这种桩在正常处境不会有沉渣，但假设混凝土的和易性不好，浇灌混凝土方式不当，仍有可能展现蜂窝、空洞、离析等缺陷。但是人工挖孔的护壁（如图17）会对反射波检测产生干扰。（2）从上面的论述可见对桩的完整性推断解释务必掌管下面的背景资料：A.由工程地质勘查单位，供给场地地层地质信息和地层的分层和力学性能的工程地质勘查报告；B.设计单位根据场地地质信息和建筑要求举行桩基设计的要求；C.施工单位根据设计要求举行施工的相关信息包括：原地灌筑桩的成孔方法和工艺、以及原地灌筑桩灌筑过程的记录（施工班报表）。这是由于在上述桩的施工过程中的失误，都有可能

13、是产生桩身缺陷的理由。我们只有掌管了上述旁证资料，通过综合分析，才可能对基桩的完整性做出正确推断解释。(3)桩身完整性推断解释的典型实例A.桩长34.7m、桩径l200mm的钻孔灌注桩的处理分析过程图18（八）是反射波原始信号，由直达波可见桩头处理的不好，击振波不是标准的钟形信号，同时也不见桩底反射波(这是由于波形显示压缩的起因)。现将该桩的处理分析过程示范如下：由于是长桩，声波传播过程高频衰减较多，桩底反射信号包含的低频成分会较丰富，应选用O.5KHz低通滤波，滤波后直达波已很圆滑，但仍没有桩底反射信号，如图18(b);用指数放大后可见明显的桩底反射波，如图18(c)o此时可确定桩头和桩底，

14、即可判断桩长，有两种确定桩长的方法：1)如下图由直达波的峰顶到桩底反射波的峰顶，但由于桩底反射波频率已降低，其周期较长，所以判断的声时(或桩长)会有一点误差，由于这种方法轻易判定，故较多用这种方法判定；2)由直达波的起点到桩底反射波的起点确定桩长，但是由于波的起点不是很明显，在确定时也有误差，用这种方法确定桩长的较少。下一步对桩身完整性举行分析：1）在268m处有一与直达波同相位的反射信号，理应是缩径类缺陷反射，到底是何种缺陷？有多种可能，如缩径、蜂窝、空洞、离析、二次浇灌面、夹泥、断裂等到底是何种缺陷，分析如下：一般在26m处断裂不大可能，可以撰弃；假设26m处的地层是黏土，且缩性指数较大，

15、成孔后间隔时间较长才浇灌混土，那么有可能是缩径；假设不是缩径，那么有可能是蜂窝、离析、二次浇灌面、夹泥。这须进一步分析混凝土浇灌过程的记录来判断。如水下灌注，浇筑导管的止水阀存在问题，浇筑时有空气进入，那么可能是蜂窝、空洞。假设有地下水的径流，有可能是离析。假设浇灌过程因故中断浇灌，可能是二次浇灌面。假设上面的问题都可挨弃，那么可能是夹泥。所以要从浇灌过程的施工记录，场地工程地质勘查报告，去探索佐证加以确定。2）在7.1m处有扩径反射波信号，有两种可能：一是扩径，假设工程地质勘查报告说明7m处是沙层,同时混凝土浇灌量比正常桩多，可以断定是扩径缺陷；假设上面的结论都不成立，那么基桩倾斜的可能性就对比大。有关基桩倾斜的特征和检测方法请参见吴庆曾编著的“基桩声测与动测技术”一书的第15章反射波法检测基桩倾斜度。B,还有大量实例如：扩径的屡屡反射记录、多缺陷的反射波记录、离析缺陷桩反射波记录、扩底桩的反射波记录、断桩的反射波记录、桩头下部严重缺陷的“反射波”记录等的测试实例的分析过程。限于篇幅，不一一在此列举。感兴趣的可参见吴庆曾编著的“基桩声测与动测技术”一书的第14章反射波法测试资料的推断解释。有关基桩倾斜的特征和检测方法请参见该书的第15章反射波法检测基桩倾斜度。（