桥涵检工程测技术 反射波法检测基桩完整性(1.2)
基桩完整性试验检测报告 低应变(反射波法)
基桩完整性试验检测报告(反射波法)检测单位名称(专用章):报告编号:检测:审核:批准:日期:年月日1、工程概况xx工程,位于,总桩数为x根,桩径(1700~2300)mm,桩体混凝土强度等级C30。
受xx公司的委托,由我院对其在建的xx工程部分基桩进行低应变法桩身完整性检测,以检测工程桩的桩身完整性。
2、工程地质概况根据现场勘探、测试及室内土工试验资料分析,拟建场地地基岩土分布自上而下依次为:第①层:0~1.5m,填土:杂色,松散,稍湿,含植物根茎第②层:1.5m~2.5m,粉质粘土:褐黄,稍密,湿,硬塑,包含沙砾第③层:2.5m~4.0m,碎石土:杂色,中密,稍湿,包含块石第④层:4.0m~12.0m,强风化石英砂岩:灰白色,呈密实状3、检测过程叙述3.1 检测依据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2014)。
3.2 检测目的及抽样方法本次基桩低应变法检测目的为验收性检测。
本工程施工桩总数为根,检测数量为根。
3.3 检测设备及工程检测图4、基桩低应变法检测完整性分类判别标准注:对同一场地、地质条件相近、桩型和成桩工艺相同的基桩,因桩端部分桩身阻抗与持力层阻抗相匹配导致实测信号无桩底反射波时,可按本场地同条件下有桩底反射波的其他桩实测信号判定桩身完整性类别。
5、基桩低应变法检测结果汇总表注:以上桩长、桩径均为施工单位提供6、基桩低应变法检测结论xx工程机械钻孔灌注桩共x根,本次低应变法检测工程桩x根,检测比例为100%,皆为Ⅰ类桩。
波速平均值xx m/s。
本次基桩低应变法检测比例(桩数)符合设计、JGJ106-2014的相关规定,根据以上检测结果,可评定该工程混凝土灌注桩桩身完整性符合验收要求。
7、基桩低应变法检测实测信号曲线。
反射波法检测工程桩桩身完整性
一维干的声波传播速度
VB
E
E ――桩身混凝土弹性模量(MPa/m2)
――桩身混凝土密度(Kg/m3)
2. 反射波检测桩身缺陷的基本原理
2.2.2 桩身波速视为一维杆波速的边界条件
2D
即当
D 1 5桩L 身声 速为
VB
E
波长λ=C/f=VB/f;D为桩径;L为桩长。
工程桩桩身内的纵波声速(C20—C25)范围
预制桩桩身的声速 : 4200 m/s 水下灌筑桩的声速 : 3300-3800 m/s 干作业灌筑桩声速 : 3500-4000 m/s
2. 反射波检测桩身缺陷的基本原理
2.2.3 桩身反射波的传播速度和超声测试波速的关系
一维干的声速
VB
E
超声波的声速
1.概述
1.7 反射波检测基桩完整性的发展概况
1.荷兰于二十世纪六十年代中期开发了反射波法检测基桩完整性方法 2.我国在上世纪八十年代中后期国家基本建设大规模发展的背景下
开发研究并推广了反射波法基桩完整检测技术 3.1995年地质矿产部和建设部联合颁发了《基桩低应变动力检测规程》
(JGJ/T 93-95) 4. 2003年建设部颁发 《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2003) 5. 2004年交通部颁发《公路工程基桩动测技术规程》(JTG/T F81-
◆ 低应变使用的是小锤,锤头是球面 的,它属于“点振源”,激励桩头后, 在桩身内激励产生的是半球面波。这时 产生的波动是三维问题,有试验验证。
远离振源后,可近似视为平面 波,故波速可按平面波处理。实 践证实,这种简化问题之处理方 法是正确的
2. 反射波检测桩身缺陷的基本原理
低应变反射波法在基桩桩身完整性检测中的技术实践
0 3 0 0 0 6 )
可 以判 断桩 头 的情 况 。此外 , 对 于混凝 土灌 注桩 , 尤 其 是水 下灌 注 的长桩 , 桩头 浮浆一 般较厚 , 这 时如果 桩 头 的浮浆未 被 凿掉 , 对 所 得 检 测 曲线 会 有 很 大 的 影响, 主要 因为表 面 的浮浆对 应力 波 的吸收较 大 , 致
建材 技 术与应 用 1 / 2 0 1 3
垂直 ; 其次 , 在现场检测过程中要检查传感器的安装 是否与桩面完全耦合 , 是否与桩身轴线平行以及安 装 的位置是 否 避开 了钢筋 笼 的 主筋 ( 其 目的是 减 少 主筋对检测信号 的干扰 ) 。另外 , 经常有检测人员 为 了测 试简 便 , 会 少用 耦合 剂或 不用耦 合剂 , 最后 导
部分 , 直至露 出坚硬的新鲜混凝土表面 , 敲击点与传 感器安装点打磨平整 , 桩头干燥 , 并且断开桩与垫层 的连接 。其 中经常遇到的是桩头松散 , 从动测曲线
上 得 到 的是 一 组 毫 无 规 则 的 、 失 真 的 曲线 ( 如图 1 所示 ) , 其实 在 检 测 过 程 中根 据 锤 击 的响 声 就 基 本
使传到桩身的应力波能量衰减 , 当桩身有缺陷时, 缺
陷位 置 的反射 波变 得很 小甚 至完全 测不 到缺 陷反射 波, 从而 影响 到对桩 身完 整性 的判定 。
引 言
基桩低 应 变检测 方法 中用 于检 测桩 身完 堑 l 生的 方法 有反射 波 法 、 机 械 阻抗 法 、 水 电效 应 法 , 目前 普 遍 采 用 的是 反 射波 法 , 其 基 本 原 理是 在 受 检 桩 桩 顶 施 加 一个 竖 向的激振 力 , 弹性 波沿 着桩 身 向下传播 ,
处, 并磨成 大小 合适 的平 面 , 平 面应 与桩 身轴线 基本
四种常用基桩完整性检测方法对比分析
四种常用基桩完整性检测方法对比分析某高速公路桥梁工程桩,桩径:1600 mm;桩长:43.5 m,桩型钻孔灌注桩。
桩基验收检测方案为超声波透射法检测,分别对次桩依次采用:超声波透射法检测,低应变反射波法检测,钻孔取芯完整性检测,钻孔电视检测四种检测方法对其进行完整性判定。
一、超声波透射法检测检测目的:基桩的完整性仪器型号:RSM-SY7(F)采用四只45KHz超声波跨孔探头,一次提升同时完成四管,六剖面的测试,从超声波测试结果来看,发现有五个剖面在6.8-7.0米处,出现幅值超判据情况。
再对该桩6.9米处异常点波形观察,异常点信号首波幅值和后续谐振波信号都偏弱,但其声速正常。
由于是在同深度,多剖面信号异常,在与施工方沟通排除声测管焊接因素的影响,在做钻孔取芯前,使用低应变反射波法检测进一步查明缺陷情况。
二、低应变反射波法检测检测目的:基桩的完整性仪器型号:RSM-PRT(M)采用加速度传感器,通过改变不同的锤击频率及不同的采样间隔对该桩的 6.8米处的,缺陷进行核查判断。
采用加速度传感器,通过改变不同的锤击频率及不同的采样间隔对该桩的 6.8米处的,缺陷进行核查判断。
第一次采集结果:信号在6.8米处有较小幅值的同相反射。
第二次采集结果:变换传感器安装位置信号在 6.8米处有较大幅值的同相反射,并可见第二次、第三次缺陷反射。
第三次采集结果:采用频率较高的钢筋敲击,提高缺陷位置精度,同相缺陷反射幅值较小,但也很清晰,可见微弱第二次缺陷反射。
最终低应变检测核定其缺陷位置在距桩顶 6.8米处,与超声波投射法检测缺陷深度相符,因低应变数据缺陷较为严重,怀疑桩大面积断桩,决定采用钻孔取芯进一步验证其缺陷情况。
三、钻孔取芯完整性检测检测目的:基桩的完整性仪器型号:钻孔取芯机采用钻机对该桩进行钻孔取芯检测,着重观察该桩 6.9米处混凝土完整性情况,但通过对芯样的目测观察,在 6.9 米处未取出连续较完整的芯样,以钻孔取芯检测结果出具报告也很难判定该桩缺陷情况。
低应变反射波法在基桩完整性检测中的应用分析探讨
低应变反射波法在基桩完整性检测中的应用分析探讨摘要:目前我们常用的一种基桩检测方法就是低应变反射波法,本文简要的对低应变反射波法的改进方法以及它的局限性进行了分析,同时又对低应变反射波法测桩的基本原理进行简单的介绍,并根据在工程实践中经常遇到的一些问题提出相应的解决办法。
关键词:低应变反射波法基桩检测近年来,低应变反射波法被广泛的应用在桩基完整性检测中,这种方法就是首先间接的通过波形分析,然后根据快捷方便特等点判定基桩是否具有完整性的,但与此同时这种方法又有一定的局限性,因为在实际的检测中,单通过对桩身完整性的判断根本不能达到标准,因此这种检测的方法适用于有丰富经验的检测人员,本文是根据作者从事多年的低应变检测工作,从而对工作中遇到的一些问题进行讨论并分析。
1 低应变反射波法基本原理用手锤敲击桩头就是低应变反射法检测桩身结构完整性的基本原理,应力波的反射以及透射这两种介质波阻抗的大小会决定其能量的大小,在整个过程中敲击所产生的应力波,一直会沿着桩体本身向下传播,声波的透射和反射会在遇到波阻抗界面时产生。
同时根据波动理论我们可以知道,将波速、声时以及振幅等结合起来,就能够清楚的判断出桩的缺陷大小、位置以及完整性等,当应力波遇到扩底或扩径的情况时,波阻抗会变大,此时入射波与反射波的相位就会相反;而当应力波遇到断裂、缩径或者离析的情况时,波阻抗就会变小,此时入射波与反射波的相位就会相同。
在建立一维弹性杆模型的基础上我们才能够了解低应变反射波法的理论依据,在一维弹性杆的理论中,低应变反射波法这种检测方法不能在H型钢桩和薄壁钢管桩中使用,而是要求应力波在桩体本身传播时平截面的假设要成立,因此桩的横向尺寸比与瞬态激振脉冲的波长以及被检桩的长径比都不能过小,同时在一维弹性杆理论中,遇到桩身阻抗发生变化时,弹性波就会产生透射以及反射,将被检桩受到一瞬态激振力时,桩体顶部被激发所产生的弹性波就会沿着桩体本身向下传递。
桩基完整性(低应变试验)试验方法
1 桩基完整性(低应变试验)1.1一般规定:(1)低应变反射波法适用围为:混凝土灌注桩、混凝土预制桩、预应力管桩及CFG 桩。
(2)对桩身截面多变且变化幅度较大灌注桩,应采用其他方法辅助验证低应变法检测的有效性。
(3)受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70%,且不应低于15MPa 。
1.2检测原理:低应变法目前国普遍采用低应变反射波法,为狭义低应变法,其通过采用瞬态冲击的方式(瞬态激振),实测桩顶加速度或速度响应曲线,以一维线弹性杆件模型为依据,采用一维波动理论分析判定基桩的桩身完整性。
因此基桩必须符合一维波动理论要求,满足平截面假定和一维线弹性杆件模型要求,一般要求其桩长远大于直径即长径比大于5或瞬态激励有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比大于5。
1.3检测方法及工艺要求(1)检测前的准备工作a 受检基桩混凝土强度至少达到设计强度的70%,或期龄不少于14天时方可报检。
b 施工单位填写报检表,经监理工程师签字确认后,至少提前2天提交给现场检测人员。
c 施工单位向检测单位提供基桩工程相关参数和资料。
d 检测前,施工单位做好以下准备工作:①剔除桩头,使桩顶标高为设计的桩顶标高。
②要求受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与桩身设计条件基本相同。
③灌注桩要凿去桩顶浮浆或松散破损部分,并露出坚硬的混凝土表面。
④桩顶表面平整干净且无积水。
⑤实心桩的第三方位置打磨出直径约10cm 的平面,平面保证水平,不要带斜坡;在距桩第三方2/3半径处,对称布置打磨2~4处(具体见图1),直径约为6cm 的平面,打磨面应平顺光洁密实图2 不同桩径对应打磨点数及位置示意图0.8m<D≤1.25m D≤0.8m图2 不同桩径对应打磨点数及位置示意图⑥当桩头与垫层相连时,相当于桩头处存在很大的截面阻抗变化,会对测试信号产生影响。
因此,测试前应将桩头侧面与断层断开。
⑦准备黄油1~2包,作为测试耦合剂用。
⑧在基坑检测,应提前将基坑水抽干,并搭设好梯子,便于上下。
反射波法(P.I.T.)基桩完整性检测激振技术
反射波法(P.I.T.)基桩完整性检测激振技术摘要;本文介绍了基桩完整性测试仪(P.I.T.)的基本性能。
简要论述了反射波法的基本原理。
结合理论及工程实践对反射波法(P.I.T.)基桩完整性检测激振技术进行探讨。
给其他应用反射波法(P.I.T)进行基桩完整性检测的工程技术人员以启示。
关键词:反射波法;基桩;完整性;激振技术1、引言反射波法是一种应用一维弹性波传播原理,检测桩身混凝土完整性,推定缺陷类型极其在桩身中位置的基桩低应变完整性检测方法。
该方法模型简单合理,检测准确性高,是目前应用最为普遍的基桩低应变完整性检测方法。
激振技术虽表面看似简单,其中有相当的技术含量,是检测成败的关键。
低应变基桩完整性检测中激振的原则要求是:激振能量适中,激振力的波动模式单一,只含纵波。
而激振点位置,激振能量大小、激振脉冲宽度等是激振技术的关键环节。
本文对这些问题进行探讨。
2、反射波法的应力波模型及检测原理当埋入土中的桩,受一瞬态激振力施加于桩顶时,其振动特征一般应按桩土相互作用的原理来描述。
这时首先假定桩为均匀的一维杆件,各界面的应力是均匀分布的。
由于应力波在混凝土中的传播速度远大于应力波在桩周土中的传播速度,故人们总是把应力波在桩身中的传播特性用一维波动方程来解释。
(1)式中:U为桩身某单元在x方向上的位移;C为应力波在桩身中传播的速度C=E/E为桩身混凝土的弹性摸量;为桩身混凝土的容重;当弹性波在桩体中传播,遇到一个波阻抗不同的质量缺陷时,即、A、C 中的任何一项发生变化(A为桩身横截面的有效面积),即形成波阻抗界面。
应力波在传播过程中,遇到该界面就会产生反射和透射,也就是说有一部分能量传回第一界面,而另一部分能量传入第二界面。
根据界面声压连续及振速连续的两个条件,可得其界面质点振动速度和压力表达式如下:3、激振技术3.1检测前制定合理的激振方案接到检测任务进入现场前,充分了解收集有关被检桩桩长、桩径、施工工艺、混凝土强度等级、工程地质状况等有关工程信息,根据具体工程情况制定有针对性的检测方案,不同锤重的一组激振手锤,不同重量的力棒、不同厚度、不同软硬程度的锤垫。
低应变反射波法检测基桩桩身完整性技术的探讨
低应变反射波法检测基桩桩身完整性技术的探讨摘要:根据多年基桩检测经验,分析了反射波测桩原理和适用范围,阐述了反射波法检测前和检测过程中的工作重点及反射波法检测基桩桩身常见缺陷的时程曲线波形特征,以及反射波法检测技术存在的主要问题,并对反射波法检测基桩时要想获得可靠的信息和对桩身完整性做出准确的评判进行了总结。
关键词:反射波法;基桩完整性;缺陷波形特征;存在问题反射波法是基桩低应变桩身完整性检测中最常用的方法,虽然该方法现场检测相对简单,但如果检测前的桩周土等资料收集不全、桩头处理不到位、检测中的激振方式、传感器的选择不当以及检测数据分析人员的实际经验不足等都会影响最终桩身完整性的判定。
1、低应变反射波法测桩原理及适用范围基桩完整性的反射波法检测技术是以一维波动理论为基础的。
它是在桩身顶部进行竖向激振产生弹性波,弹性波沿着桩身向下传播,当桩身存在明显波阻抗差异的界面(如桩底、裂缝、断桩和严重离析等)或桩身截面积变化(如缩径或扩径)部位,将产生反射波,经接收放大,通过分析实测曲线特征,以判断桩身完整性。
本方法适用于混凝土灌注桩和预制桩等刚性材料桩的桩身的完整性检测与判定,最大有效检测深度桩长50 米。
2、低应变反射波法测桩前的工作重点2.1 现场信息收集。
收集基桩的设计、施工及相关地质资料等信息;2.2 桩头处理到位。
桩头与桩身的材质、强度和截面尺寸应基本相同,桩顶面应破除至新鲜混凝土面,且与桩轴线基本垂直,测点和激振点要磨平;2.3 通过现场比对试验以确定激振设备和传感器;2.4 混凝土灌注桩桩身混凝土强度至少达到设计强度的70%,且不小于15MPa 及混凝土龄期最好在成桩后14 天以上检测。
3、低应变反射波法现场检测过程中注意事项3.1 采样频率与采样间隔应设置合理,否则对后期数据处理分析增加难度;3.2 力锤敲击时,应使其作用力方向垂直于桩顶水平面且自由弹起,采用力棒激振时应使其自由下落;3.3 数据采集过程中,各测点应重复检测3 次以上,且检测的波形具有良好的一致性。
反射波法检测基桩技术
反射波法检测基桩完整性的探讨
文章编号:100926825(2007)0620121202反射波法检测基桩完整性的探讨龚献忠摘 要:结合工程实践经验,介绍了反射波法的基本原理,利用反射波法对判断完整桩、缩颈、扩径、离析、断裂或夹层等现象的依据进行了阐述,并对现场测试中需注意的相关问题进行了论述,为设计和施工验收提供了可靠的依据。
关键词:反射波法,基桩检测,缩颈,离析中图分类号:TU473.16文献标识码:A 作为基桩完整性检测的常规手段,低应变反射波法在我国有多年的发展历史并已纳入国家规范,由于此种方法具有野外数据采集快速、方便,测试资料分析简单、精确,费用低廉等优点,因此其被众多的检测单位所采纳与使用[1,2]。
现结合工程实践经验,浅谈在检测中应该注意的一些问题。
1 反射波法基本原理由于应力波的波长λ大于桩径d,且桩长L一般远大于桩径d,可将桩视做一弹性杆件体,用锤锤击桩顶后,产生的应力波在桩体内按一维波动方程传播:92U 9t2=c292U9x2(1)c=Eρ(2)其中,c为波速;E为桩的弹性模量;ρ为桩材料的密度。
如果不考虑桩周土的影响,当桩身阻抗发生变化时,可简化求解出反射波的运动速度V R与入射波的运动速度V之间的关系式为:V R=Z1-Z2Z1+Z2(3)Z=ρcA(4)其中,Z为桩身阻抗;A为桩的截面积。
当桩身有缺陷时,缺陷处波阻抗发生变化,Z1≠Z2,V R≠0,产生向上的反射波,由此可以通过对桩的完整性进行判断。
2 判断依据1)完整桩:其任意两个截面A i=A i+1,各截面阻抗相等,桩身内不产生反射波,桩顶的加速度传感器测量得到的各截面上的反射波的信号为0。
2)缩颈:表现为弹性波由桩顶向下时A i>A i+1,即由大截面传播到小截面(缩颈处阻抗变小)。
反射波到达桩顶时,检波器测到的应力波与初始冲击压缩波的方向一致,且反射波的速度方向也与入射波相同。
3)扩径:表现为弹性波由桩顶向下时A i<A i+1,即由小截面传播到大截面(扩径处阻抗变大)。
反射波法检测基桩完整性
仪器设备——接收传感器
速度传感器 加速度传感器 ICP(内置前放)
较强烈的冲击或震动都会导致传感器的性能下降或损坏,所以应防止传感器 从高处跌落或被压在重物之下
仪器设备——接收传感器
足够的量程范围、动态范围、灵敏度;良好的 阻尼特性。
速度传感器:磁电式;将振动速度转换为电量; 常用下限频率10、14、28、38Hz,阻尼0.60.7,灵敏度大约300mv/cm/s.
由于速度传感器的高频不足,浅部缺陷(<2m)辨别困难; 并非所有浅部缺陷都难以识别,如果采用合理振源、合理安 装方法和处理方法,它还是可以识别大部分浅部缺陷,只是 较加速度传感器差而已。
由于低频不足,使用速度传感器检测桩长大于40m时,时域 波形的桩底反射特征往往模糊不清,频域曲线难见整桩的一 阶谐振。
的影响 桩在变形时横截面保持为平面,沿截
面有均布的轴向应力
满足以上假定条件时,桩可视为一维杆件
基本原理——波的传播
当在桩顶垂直施加一瞬时作用力后,桩的端面 上的质点受力后产生振动,而振动的传播就形 成了波,此时弹性波就会沿着桩身进行传播。
1、激振产生的是半 球面波,要求垂直 激振,只产生纵波;
现场检测
检测过程中应:
1)严格按检测规范进行检测;
2)遵循国家有关安全生产的规定; 3)数据出现异常,立即查找原因,确定是否重新检测; 4)对低应变法检测中不能明确桩身完整性类别的桩或Ⅲ类桩,
可根据实际情况采用静载法、钻芯法、高应变法、开挖等 适宜的方法进行验证检测 5)当采用低应变法、高应变法和声波透射法检测桩身完整性发 现有Ⅲ、Ⅳ类桩存在,且检测数量覆盖的范围不能为补强 或设计变更方案提供可靠依据时,宜采用原检测方法,在 未检桩中继续扩大检测。当原检测方法为声波透射法时, 可改用钻芯法。
浅析低应变反射波法基桩检测技术
的电 源开关, 进入采集系 统根据具体 情况 进行
相关阻 直 大的, 要相应加大激振
器的质最.
化为一根有约束条件的一维弹性杆. 当 在桩顶
施 加一脉冲力使 其产生弹性应力波, 通过桩顶 的 传感器 接近桩所产生的动态响 分析应力 应
大小和波形是否完整等问 不断调整 题, 振幅增
度p 等变化时的波阴 抗, Z=pCA
当应力波沿桩身传播时, 遇到波阴杭 变化界面时将产生反射和透射, 而反射的相位 和幅值大小由波阻杭变化决定。假设在基桩
析、 判断. 经大量实践表 明传感器 安装在桩半 径或四 分之三半 径处, 脉冲 锤击 频率对测试信
号达到最佳效果。
荡, 映缺陷更明显。 反 所以建 议在分析桩身存
小脉冲力持续时间短,力谱高频成份丰富, 判 断缺陷位置精度较高。在检测时激振器的落 高要相同, 作用力垂直, 激振力大小均匀。对 2. 3 波形采集 仪器安装经检查无误后, 再打开仪器设备
桩 身完整性来保证工程质量, 排除隐患, 避免 工程质量事故的发生。反射波法检侧基桩是 建立在一维弹性杆波动理论之上的, 它将桩简
加速度型传感器灵敏度应大于 100 mV棺 , 传 感器的布点位置对实测波形是有影响的。根 据应力波理沦, 当应力波在桩顶端传播时不是
对基桩完整性的实测波形质量影响并不大. 只要在检 测时不影响激 避免传感器电 振, 缆线 接触钢筋就可以。 这样, 避免了 桩完整 因基 性
检测带来的经济损失. 提高了工作效率。 高阻尼速度型传感器、加速度型传感器
中得到广泛应用。笔者结合工作实际, 就低应 变反射波法基桩检1 1 4 技术进行了探讨。
振等特点。 速度 加 传感器 除具有高阴 尼所有 特
点外 还具有高灵 敏度、 频带宽的特点 缺桩检 侧选用的传感器, 可选宽带谱振频率较高且阻
浅谈低应变反射波法检测基桩完整性
浅谈低应变反射波法检测基桩完整性近年来,随着波动理论的的深入研究和电子技术,计算机技术的迅速提高以及微型便携机的大量普及,反射波法诊断桩身完整性技术取得了很大的发展和日益广泛的应用。
该方法能够有效的判断桩身的局部缺陷。
是一种经济、轻便、高效的桩基完整性检测手段。
低应变反射波法源于应力波理论,基本原理是在桩顶进行竖向激振,使桩中产生应力波,弹性波沿着桩身向下传播,当桩身存在明显波阻抗界面(如桩底、断裂或离析、夹泥等部位)或桩身截面积变化(如缩颈或扩径)部位,将产生反射波,利用特定的仪器设备经接收、放大、滤波和数据处理,可识别来自桩身不同部位的反射信息。
通过对反射信息进行分析计算,来判断桩身完整性,判定桩身缺陷的程度及其位置。
反射波法适用于检测混凝土桩的桩身完整性,判定桩身缺陷的程度及位置,它属于快速普查桩身质量的一种方法,由于其具有检测速度快、费用低和检测覆盖面广的优点,它已成为基桩完整性检测中应用最为广泛的方法。
反射波法在实际应用中存在许多问题应引起注意和重视,否则将对基桩完整性检测的效果产生较大的影响。
笔者根据多年来现场及室内工作经验,现将日常低应变检测中常见的几个注意事项总结如下:一、桩头处理在低应变反射波法现场信号采集工作中,桩头处理的好坏关系到测试是否能够成功的重要因素,也是测试前需要准备的关键性步骤。
在实际工程中,往往由于破桩头不到位,桩顶面存在浮浆或低强度混凝土,此外,在破桩头时很容易使桩顶混凝土出现裂纹或疏松、破碎,有时桩头被水或淤泥等覆盖,所以在检测时必须对桩顶面进行处理,但在大多情况下,很多测试工作人员忽略了这一点,结果无论怎么改变传感器及其安装位置或激振方式,始终得不到理想的信号曲线。
因此,桩头应为达到设计标高的有效桩头,必须凿去表面浮浆,处理到有新鲜含骨料的混凝土为止,且桩头不能破碎,含水,不能有杂物,要尽量保证桩头干净,平整。
这可以通过随身携带凿子以凿平安装点和锤击点或委托施工方在测试前用电砂轮打磨4至5个小平面,这样有利于传感器的安装和力棒的锤击。
反射波法检测混凝土基桩质量的实例分析
Ab ta tRe ov ru d te p o lmsi y a c q a t t o sri e e t n me o fc n  ̄t i ,tr u h a sr c v le ao n h rbe n d n mi u ni wi lw t n rf ci t d o o c ep l ho g y t h a l o h e
E a l An ls f i u lyT s u igR f cinMe o x mpe ay i o l Q ai et s e et t d s Pe t n l o h
Z U C a g 几 H hn 一
( un d n oh nB i igE gn e n u lyT s S t n G a g ogF sa ul n n i r gQ ai et t i ) d ei t ao
V
一
者, 用振 动加 压 将单 管打 入 到 设计 深 度 , 管 内灌 往
入 一 定 高 度 的 混 凝 土 后 向 上 提 管 ; 管 时 管 尖 活 瓣 提
√
八
~
.
/ 一 \
/ 一
打开 , 混凝 土 进 入孔 底 , 尖 活瓣 在 外 侧 阻 力 作 用 管
— — 1一
~
基桩动力检测反射波法动测技术
基桩动力检测反射波法动测技术反射波法是在桩身顶部进行竖向激振产生弹性波,弹性波沿着桩身向下传播,当桩身阻抗存在明显差异的界面(如桩底、断桩和严重离析等)或桩身截面积变化(如缩径或扩径)部位,将发生反射波,经接收放大、滤波和数据处理可以识别来自桩身不同部位的反射信息,据计算桩身波速,以判断桩身完整性及估计混凝土强度等级并校核桩的实际长度。
一、反射波法动测原理桩完整性的反射波法诊断技术是以一维波动理论为基础的。
由一维波动理论可知,桩阻抗是其横截面积,材料密度和弹性模量的函数Z = EA/C =p cA (2.1)式中Z为桩的广义波阻抗(单位为N・s/m),c为桩的声波速度(单位为m/s),E为桩的弹性模量(单位为N/m2),p为桩的质量密度(单位为kg/m3),p c为桩的声特性阻抗或声阻碍抗率(单位为kg/m2s)o将一维波动理论用于线弹性桩(桩的长度远大于直径且入射波波长大大于桩的直径)o在桩顶锤击力作用下,产生一压缩波,此波以波速c沿桩身向下传播。
假定桩的材料沿长度不变(即p c不变),则桩的阻抗变化仅依赖截面积的变化。
截面的任何变化都使部分入射波产生反射。
反射波和透射波的幅值大小及方向由前述的理论决定。
(一)不考虑桩周阻尼的的影响,桩顶入射波在变截面处的反射与透射[% = C1 [2A1 /(A1+A2)]I o R= 01KA2- A1) /(A1+A2)](2.2)及v T = v1[2A1 /(A1+A2)]:V R= -V1[(A2 - A J 4A1+A2)](2.3)式中下标I、R、T分别表示入射、反射和透射。
由式(1.2)及式(1.3)可得:(1)对于截面均匀,无缺陷的桩,即A/A2,或Z『Z2,则有°T = °I V T =V I°R= 0V R = 0(2.4)可见,均匀桩不产生反射波,入射波以不变的波速和应力幅值与方向向下传播。
若在桩的顶端安装加速度传感器,则可测得各截面反射波加速度信号(或速度信号)为零。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Ⅱ类桩实例分析
0. 03
cm/s
2: # 232
0. 01
0. 00
MA: 3.00 MD : 2.00 LE: 35. 00 W S: 3856 LO: 0.64 H I: 0.00 PV: 0 T1: 50
T1 -0.01 0 5 10 15 20 25 30
现场检测技术方法
安装传感器
传感器安装点及其附近不得有缺损或裂缝; 当锤击点在桩顶中心时,传感器安装点与桩中心的距离 宜为桩半径的三分之二; 当锤击点不在桩顶中心时,传感器安装点与锤击点的距 离不宜小于桩半径的二分之一; 对于预应力管桩,传感器安装点、锤击点与桩顶面圆心 构成的平面夹角宜为90度。 对于大直径桩,宜在不同位置选取2~4个测点 尽量避开钢筋、混凝土质量有问题的位置
数据分析处理
时间域分析
在测试波形上辨认反射波,由反射波的形态、相位和到达时间,确定反 射界面的性质、程度和位置
桩长及缺陷位置计算
L cT / 2 L' ct / 2
波速一般采用同一工地内 多根已测完整桩桩身纵波 速度的平均值。
检测结果评价
I类桩—桩身结构完整,可正常使用。 II类桩—桩身基本完整,有轻度缺陷, 不影响正常使用。 III类桩—桩身有明显缺陷,对桩身结构 承载力有影响,应采用其它方法进一 步抽检确定其可用性 IV类桩—桩身存在严重缺陷,对桩身结 构承载力有严重影响。
0. 05
0. 00
MA: 3.00 MD : 2.00 LE: 40. 00 W S: 4285 LO: 0.67 H I: 0.00 PV: -8 T1: 53
T1 -0.05 0 5 10 15 20的长度不同,分别为18米 和40米。对比两棵桩的波形, 0台-8桩的桩底反射比2墩-4 桩的桩底反射强烈、清晰的 多。就是说桩长越长,桩底 反射的清晰程度越小。这是 因为应力波在混凝土中的传 播是有一定的损耗的。当桩 长过长时,损耗加大,传感 器所接收的信号变弱,则长 桩的桩底反射就不那么清晰 了。
扩径(颈)(阻抗增大)
局部阻 抗增大
全界面 阻抗增大
基本原理
小结
对于缩颈类缺陷(缩径、空洞、离析、裂 缝等),反射波与入射波同相 对于扩颈类缺陷,反射波与入射波反相 当桩长和桩径一定时,桩身强度愈大、桩 侧土强度愈小,桩底反射信号愈强;反之, 桩身强度愈低、桩侧土强度愈大,桩底反 射信号愈弱。
现场检测技术方法
安装传感器
传感器的耦合点及锤的敲击点都必须干净、平整、 坚硬、无积水,所以在测试前应对桩头进行必要 的处理——清除桩头表面的浮浆及其他杂物、在 桩头打磨出两小块平整表面分别用以安放传感器、 手锤敲击。妨碍正常测试的外露主筋应割掉。 安装完毕后的传感器必须与桩顶面保持垂直,且 紧贴桩顶面,在信号采集过程中不得产生滑移或 松动。
桩身缺陷会引起基础失稳 。必须在结构施工前找出 并处理缺陷桩。 反射波法是基桩低应变 无损检测中最为有效和 普遍采用的方法
基本原理
声波传播示意图
•检测桩身混凝土 的完整性
半球面波 平面波
•推定缺陷类型及 其在桩身中的位置
基本原理
缩径(颈)(阻抗减小)
局部阻 抗缩小
全界面 阻抗缩小
基本原理
基本原理
典型缩径曲线
基本原理
典型扩径曲线
基本原理
典型扩底曲线
仪器设备
主要组成
主机系统 敲击设备 接收传感器 分析处理软件
现场检测技术方法
收集资料 工程名称、地点,建设、勘察、设计、 监理、施工单位名称 桩基础施工平面图 桩的成孔工艺 成桩机具及工艺 工程桩设计资料和施工记录 岩土工程地质勘察报告
发现了“问题” 怎么办?
与其它桩比较 重新PIT试验 (清理桩头,露出坚硬混凝土) 如果近桩头,则开挖 需要桩身取芯 是利用重锤锤击桩头使桩头产生一个永久性 位移而得出桩的极限承载力和桩身结构完整 需要PDA试验 资料 需要静载试验 补桩 (或修复桩) 认可桩 (?) - 是群桩? 危险? 其它? 每一种选择都有其相应的费用支出
1)充分了解仪器及场地和桩型特点,进行 细致的测前准备: A)选择合适的锤,一般中小桩备好专用手锤 和小尺寸力棒,长大桩则应带好足够重量的 力棒。 B)根据桩型、桩头状况,选择合理的传感器。 C)根据天气状况,桩头准备情况和所选用 传感器,选择合适的耦合剂和安装方式
现场检测技术方法
现场检测要点
Ⅰ类桩实例分析
0. 05
cm/s
2: # 36
0. 03
0. 00
MA: 1.00 MD : 3.60 LE: 18. 00 W S: 3896 LO: 0.00 H I: 0.00 PV: 0 T1: 114
T1 -0.03 0 4 8 12
Toe Vel 16 m
0. 10
cm/s
1: # 92
现场检测技术方法
耦合剂的选择
一般可用黄油、凡士林、橡皮泥等作耦合剂
原则:使传感器与桩紧密结合在一起,传感器能 准确记录桩顶质点的振动 作用:类似一个滤波器,可滤除一部分桩顶质点 振动的高频成分 选择:耦合时耦合剂要尽量薄,粘性要大,粘结 性最好不要受水等的影响
现场检测技术方法
现场检测要点
2)认真测试头几根桩,注意波形是否合理, 桩底和浅部缺陷的反映是否正常; 3)传感器、振源、安装方式、参数设置等在 头几根桩上调试结束后,即可迅速在余下桩中 展开,过程中应记下疑难桩(或在疑难桩上多 花时间详测)、注意各桩的桩底反射情况和浅 部缺陷情况,同时还应注意信号的一致性,每 条桩上应确保三条以上一致性较好的信号; 4)详测疑难桩,换用传感器和激振锤及激振 点,仔细推敲该桩可能存在的问题
反射波法检测基桩完整性 技术方法及设备
桩基低应变反射波法基本原理描述
在桩顶施加低能量冲击荷载,实测加速度(或 速度)响应的过程曲线,运用一维波动理论的 时域和频域分析,对被检桩的完整性进行评判。
桩基础,主要基础型式, 地下隐蔽工程,承受建 筑物的全部荷载并将其 传递给地基,基桩质量 的好坏直接关系到建筑 物的安全。