嵌岩桩桩底反射的正确辨认
嵌岩桩终孔判定及桩底持力层补强的探讨
、
嵌岩桩终 孔常规判定方法
钻 冲孔常规的终孔判 断 , 目的是保证桩支承在设计要求的 持力层 上 , 并满足《 公路桥涵地基基础设 计规范》 JJ0 4 8 ) (r 2 — 5 r 要求 的不小于 05 . m的嵌岩深度。 1 . 工程桩成孔时 , 将其与勘查报告标 明的持力层标 高核 应
的规章制度要求 , 督促施 工单位做好安全 围蔽 、 置交通警戒 设 标志和安全标志 , 要求施 工单位加 强施 工安 全检查并且责任到
人, 进入 施工现场人员必须 配置安全防护用 品 , 同时检查施工 用电设施 , 对不符合规范的, 要求施 工单位马上整改。 同时针对 工程制作 、 安装施工中存在 的问题 , 目监理部通过 口头通知 、 项 书面通知和会议纪要等多种形式予 以制止和纠正 ,经检查 , 所
作, 并有 效地协调解决 了施工过程 中出现的一系列 问题 , 为工 程创优打下 了坚实的基础。■ ( 作者单位 广州港水运 工程监理公司)
有要求施工单位整改的项 目, 施工单位基本上都 已经按监理要
。 一 帅水
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硬程度却属中等风化岩 。一旦岩石风化程度错判一个等级 , 就
求及 时进行 了整改 , 效果 良好。 在工程施工 的近一年时间里 , 经 业主 、 质监 、 设计 、 施工和监理各单 位的共同努力 , 工程施工得
到了各方 面的一致好评。项 目监 理部在 监理过程 中, 也有效地
控制 了工程质量 、 进度和投资 , 做好 了信息 、 同 、 合 安全管理 工
定及误判后 缺陷桩桩底持力层补强的处理 。
关 键词 : 岩 桩 终 孔 判 定 缺 陷桩 补 强 高压 旋 喷 压 浆 嵌
目前 , 岩桩成孔施工过程 中的终孔入岩判 定问题 , 嵌 尚无 统一的固定标准可循 , 因地 因人而异 的情况较为普遍 。现结合 某公路 改建工程 的桩基施 工实例 , 对嵌岩桩终孔判定及桩底持 力层补强作一些初步探讨 。
嵌岩桩低应变反射波法检测工程实例分析
嵌岩桩低应变反射波法检测工程实例分析摘要:利用低应变反射波法对桩的完整性进行检测能达到较高的检测精度,便于对桩基的整体质量做出及时可靠的分析和判断,进而确保桩基工程的质量。
但是该检测方法在实际应用的过程中也存在着诸多问题,如实测曲线的特点很容易受到多方面因素的影响等。
本文结合工程实例,对嵌岩桩低应变反射波检测法进行了分析和研究。
关键词:嵌岩桩;低应变反射波法,检测;工程实例近几年,我国工程建设行业取得了十分迅速的发展,桩基础也越来越多地应用于铁路桥梁、高层建筑等重要基础工程的建设中,成为我国工程建设领域不可取代的一种基础类型,一旦桩基质量出现问题,就会对工程整体结构的稳定性和安全性造成严重影响,因此,有必2.3离析桩离析是桩基工程中较常见的缺陷,桩的实测曲线波形特点主要是在问题部位会产生和激振脉冲同相位的反射波,反射波波速与完整桩的反射波波速相比要低,通常情况下会小于完整桩波速300~500m/s,若遇到离析问题比较严重的情况,反射的波峰值变化则会更加复杂而无规则,多种信号相互干扰叠加,缺陷反射波宽度大,波形向上漂移,反射波能量衰减快,无桩底反射波。
图5是东江凤凰城幼儿园28#桩的实测曲线,桩径1.2米,桩身设计强度C30,桩端持力层为中风化砂砾岩,实测波速3500m/s,波速明显偏低,桩底4.8米~5.81米处缺陷反射波与桩底反射波相互干扰叠加,桩底反射波不明显,缺陷反射波宽度大,波形向上漂移。
分析判断该桩4.8米左右有明显缺陷,分析判断属Ⅲ类桩。
图6是钻芯结果,该桩0米~3.36米,3.63米~3.91米处砼芯样连续、结构基本完整、呈短柱状,胶结差、局部粗糙、骨料分布基本均匀、芯样侧面存在蜂窝麻面,3.36米~3.63米、3.91米~5.9米处松散,钻进困难,两孔钻芯结果一致,钻芯结果判定该桩桩身完整性属Ⅳ类桩。
钻芯结果比低应变反射波法检测结果更严重。
2.4嵌岩桩桩底有同向反射信号的完整桩。
嵌岩桩桩底低应变反射波曲线特征及实例分析
●—● -l -
嵌 岩 桩 桩 底 低 应 变 反 射 波 曲线 特 征 及 实 例 分 析
景 胜
( 福州铁建工程 质量检测有限公 司) 摘 要 钻 孔灌 注嵌岩桩是桥梁工程 中常用 的一种桩基 础 , 底没有嵌 入基岩或 嵌入深 度未达 到设计 要 桩 求, 桩底混凝土离析或 者桩 底沉渣过厚等情况 时 , 会严重影 响桩基 承载力。 以温福铁路钻孔 灌注 桩 实际检测过程 中出现 的情况为 例 , 粗浅地 归纳出一些桩 底完整及 有缺 陷 的嵌 岩桩 反射波 曲线
斛 锌 :63 _
一c
=
a Z
() 1 ,
式中,= / c ^P 兰。方程() 1的理论解是:
( t ,)= —c)+g +c初 始形 状不 变 的状 态 t和 ( c)
进 行传 播 , 遇桩 身 缺 陷 时会 产 生 反 射 与 透 射 等 。根 据 连续 条件 和 + = 牛 顿第 三定 律 , : 则
特征。
关键词
嵌岩桩 桩底
低应变法
反射波 曲线 特征
1 嵌 岩桩 检测理论
( )反 射 波法 理 论 : 射 波 法 理论 基 础是 一 维 1 反 杆 波 动理论 ¨。波动 方程 为 :
a u
2 嵌 岩 桩 桩 底 反 射 波 特 征 分 析
2 1 完整嵌岩桩的桩底反射波特征及工程实例 . 桩底反射信号与激振信号相位关系取决于被测 桩 所进入 的持力 层 的情况 。通 常 情况嵌 岩 桩底 土层 强度 高 于桩 身强 度 , 别 是 当被 测 桩 桩 端 位 于较 为 特 坚硬的岩层上且桩底沉渣清除干净 时, 桩底 反射信 号与激振信号相位相反 , 出现明显的扩径信号 ; 会 有 时在 桩 身混 凝土 强度 与基 岩强 度 接 近 的情 况 下 , 在 检测波形上桩底位置没有明显 的反射信号 。 , 工 程实 例 : 福 铁 路某 特 大桥 6号 墩 3号桩 设 温 计 为嵌 岩桩 , 计 桩 长 4 m, 强 度 C 5, 力 层 为 设 5 砼 2 持 二 长花 岗岩 : 白色 , 风化 。 =10 P ,8 灰 弱 00ka 2d反 射波 法 时域 波形 曲线 见 图 1某 特 大桥 4墩 1~ , 2设 计 为 嵌 岩桩 , 计 桩 长 2 m, 强 度 C 5 持 力 层 为 设 6 砼 2, 凝灰岩 : 绿色 , 灰 弱风 化 。 =l0 P ,4 2ok a 1d反 射 波 法 时 域波形 曲线 见 图 2 某 特 大桥 5 , 0墩 1 1号桩 设 计 为嵌 岩 桩 , 设计 桩 长 1m, 强 度 C 0 持 力层 为 6 砼 3, 花 岗岩 : 白色 , 灰 弱风化 。 = 0 0 P ,8 反射 波 10 ka 2 d 法 时域 波形 曲线见 图 3 。
反射波法对嵌岩桩检测的持征及异常的分析
身轴向方向传播 , 当桩身存 在明显波阻抗差异界面 ( 如桩底 断裂 、 离析 、 夹泥 、 松散 、 固差 、 砼 密实 度低等缺 陷) 或桩端持力层 中出现
软弱层时 , 将产生具 有不同特征的反射波 。通过桩 面接 收分 析波 的初至 、 相位、 振幅等特征 , 则可对桩身结构 的完整 性和桩 端持力 层好坏作出判断 。嵌岩桩 即桩 身人 岩的桩 , 过分 析嵌岩桩 的反 通 射波特征及异常情况来判 断嵌 岩桩 的质量 。此 类桩 型在 桩基 中 具有一定 的数量 , 因此通过对其 的研 究 , 对今后 类似 的工作起到 参考的作用 。
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总第 1 7 1 期 2 0 年第 1 06 期
西部探矿工程
W E T- CHI S - NA EXPIORATI ON ENGI NEERI NG
s re .1 7 e i s No 1
J r 0 6 aL2 0
文 章编号 :0 4 5 1 ( 0 6 0 - 0 0 - 0 10 — 7 6 2 0 ) 1 0 6 2
界 面信 号。
2 某 场 地 概 况
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【・t 06/0‘ ) l1 5 】 e I ,( 5、
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为 12 桩长为 2 . , . m, 0 0 人岩 1 0 . m。 在波形 曲线上 , 可见到 6 5 . m处有一 明显的异常 及能观测到 桩底信号 。 ( 下转第 9页)
质土 : 厚度 4 0 m; . 0 粉细砂 : 厚度 3 2 m; .0 残积土 ( ) 为砂 质粘性 土, 顶面埋深 1. O 1. O 厚度 为 3 1 m; 2 4 ~ 5 5 m; .0
嵌岩桩桩基检测及桩底部沉渣处理探讨
l C o n s t r u c t i o n & n 肺 q c t
嵌 岩桩桩基检测及桩 底部沉渣处理探讨
P i l e F o u n d a t i o n De t e c t i o n a n d P i l e Bo t t o m S e d i me n t T r e a t me n t o f Ro c k S o c k e t e d P i l e
r e f e r e n c e t o s i mi l a r e ng i n e e r i ng
【 关键词】 嵌岩桩; 桩基检测; 桩底部; 沉渣; 处理 ; 探讨
【 K e y w o r d s ] r o c k s o c k e t e d p i l e ; p i l e f o u n d a t i o n ; p i l e b o t t o m ; s e d i m e n t ; t r e a t m e n t ; d i s c u s s i o n
施, 最后对处理结果进 行了分析, 为类似 工程提供参考 。
【 A b s t r a c t ] T h i s a r t i c l e t a k e s a p r o j e c t a s ne a x a m p l e , t h e s p e c i i f c c i r c u m s t n a c e s o f t h e p r o j e c t a r e s m n m a i f z e d , t h e r e a s o n s f o r h t e t e s t r e s u l t s
【 中图分类号] T U 4 7 3 . 1 【 文献标志码I A 【 文章编号】 1 0 0 7 . 9 4 6 7 ( 2 0 1 7 ) 0 8 . 0 0 3 0 . 0 2
摩擦桩,嵌岩桩,支撑桩的区别
摩擦桩,嵌岩桩,支撑桩的区别摩擦桩,嵌岩桩,支撑桩的区别:原来桩只分为支撑桩和摩擦桩,后来才有嵌岩桩。
如果桩穿过并支撑在各种压缩土层时,主要依靠桩侧土的摩阻力支撑垂直荷载,这样的桩就称为摩擦桩。
主要用于岩层埋置很深的地基。
桩穿过较松软的土层,柱底支撑在岩层或硬土层等实际非压缩土层时,基本依靠柱底土层抵抗力支撑垂直荷载,这样的桩称为嵌岩桩。
嵌岩桩承载力较大,较安全可靠,基础沉降也较小。
支撑桩我感觉可理解为嵌岩桩!所谓支承桩是指桩端进入桩基持力层,进入持力层的深度根据设计要求或按规范要求。
嵌岩桩是指桩端嵌入岩面的桩基持力层,因根据设计要求,如穿过强风化、弱风化、岩面嵌入,与岩层紧密结合,形成嵌岩桩。
摩擦桩通常只考虑桩侧摩阻力D*H*τ;狭义的端承桩就是只考虑桩端反力的作用即A*σ;而嵌岩桩除了要考虑A*σ,还要考虑桩侧摩阻力D*H*τ。
有了这个计算原则,就可以判定桩的设计类型了,如果桩周约束很强,且桩底支承很差,那就是摩擦桩了;反之是端承桩;介于之间的按嵌岩桩设计!1、属于哪类桩:关于桩的承载类型,在新的桩基规范(JGJ 94—2008)中第11页,第3.3.1.1条“按承载性状分类“中有明确说明(与老规范第3.2.1.1条相同);对于嵌岩桩,至今我还没有看到比较明确的界定。
JGJ 84—92标准中说:桩的下部有相当一段长度浇筑于坚硬岩层中的钻孔灌注桩;刘金砺在他的著着中认为是:桩端穿过土层嵌入基岩中的桩,在老桩基规范第3.3.4条和新的桩基规范第13页第3.3.3.6条中有一些相关内容。
从以上来看,总的概念就是:桩端穿过土层嵌入基岩中的桩就是嵌岩桩。
对此我有不同看法,我在和老桩基规范主要起草人、嵌岩桩的主要研究者黄求顺先生面对面的讨论嵌岩桩的有关问题时,也讨论过这一问题。
2、施工桩基的实际承载类型,还要结合施工实际情况确定,不能简单套用规范。
例如:人工挖孔桩有护壁的桩段就不能计算摩阻力;岩体不完整的桩段嵌岩摩阻力要适当折减;有新近填土或未固结土的桩段还要计算负摩力等等。
嵌岩桩检测
人工挖孔嵌岩桩检测岩土二班刘思炎学号20070110710 随着我国国民经济快速增长和人民生活水平的提高,无论是办公条件还是住房需求都向高层发展,因此许多大中城市的高层建筑拔地而起。
在地质条件良好的情况下,绝大多数高层建筑首选基础形式为人工挖孔桩,因为人工挖孔桩桩径大,桩端可扩孔至桩径的1.3~3倍,通过风镐或爆破使桩端嵌入中风化或微风化基岩中1~3倍桩径的深度,单桩承载力特征值在1.5×104kN~2×104kN,甚至更高。
人工挖孔桩的应用使得检测其承载能力等各方面质量有着重要意义,作为学生从事现场经验很少,那么借鉴有经验者的实验结果作为参考成为很好的途径。
以下为从网络搜集的切实可行的人工挖孔嵌岩桩的检测方法,希望能在搜集资料的过程中有所得。
工程桩应进行承载力检验是现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)和《建筑地基础设计规范》(GB50007-2002)以强制性条文的形式规定的;桩身完整性检测和单桩承载力检测是GB50202质量检验标准中的2项主控项目。
行业标准《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)3.3.5条文中也规定了工程桩竣工验收前要进行桩身完整性检测和单桩竖向承载力检测。
也就是说,必须提交桩身质量合格、单桩承载力满足设计要求2项主要内容的检测报告,这样的桩基工程竣工验收时才能评定为合格工程。
但是目前由于做承载力检测费用较高,因此仍有不少人工挖孔桩只做低应变桩身完整性检测,不愿做单桩承载力检测,这将在某种程度上给建筑工程留下隐患。
目前桩基检测市场进行单桩承载力的方法大致有以下4种。
静载荷试验根据JGJ106-2003中3.3.5条规定,应采用单桩竖向抗压承载力静载试验进行验收检测,但是人工挖孔嵌岩桩单桩承载力很高,无论是做锚桩反力静载试验还是做堆载反力静载试验,其费用都较高,建设方或开发商都很难接受。
在设备或场地条件受到限制无法进行单桩承载力检测时,可以在场地上选1个小直径桩或在4根工程桩中间设计1根小直径模拟试验桩做静载荷试验,用其试验结果来推算其他大直径桩的承载力。
桩基础检测常见问题解答,很详细!
桩基础检测常见问题解答,很详细!常用的桩基检测的主要方法有静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等。
在桩基检测中,各个检测手段需要配合使用,利用各自的特点和优势,按照实际情况,灵活运用各种方法,才能够对桩基进行全面准确的评价。
在检测中我们常会遇到各种问题,以下列出常见30个问题。
1.什么情况下,施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值?检测数量有什么要求?答:当设计有要求或满足下列条件之一时,施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值:(1)设计等级为甲级、乙级的桩基;(2)地质条件复杂、桩施工质量可靠性低;(3)本地区采用的新桩型或新工艺。
检测数量在同一条件下不应少于3 根,且不宜少于总桩数的1%;当工程桩总数在50 根以内时,不应少于2 根。
2.什么情况下,施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值?检测数量有什么要求?答:单桩承载力和桩身完整性验收抽样检测的受检桩选择宜符合下列规定:(1)施工质量有疑问的桩;(2)设计方认为重要的桩;(3)局部地质条件出现异常的桩;(4)施工工艺不同的桩;(5)承载力验收检测时适量选择完整性检测中判定的Ⅲ类桩;(6)除上述规定外,同类型桩宜均匀随机分布。
3.混凝土桩的桩身完整性检测的抽检数量应符合那些规定?答:混凝土桩的桩身完整性检测的抽检数量应符合下列规定:(1)柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1 根。
(2)设计等级为甲级,或地质条件复杂。
成桩质量可靠性较低的灌注桩,抽检数量不应少于总桩数的30%,且不得少于20 根;其他桩基工程的抽检数量不应少于总桩数的20%,且不得少于10 根。
注:a.对端承型大直径灌注桩,应在上述两款规定的抽检桩数范围内,选用钻芯法或声波透射法对部分受检桩进行桩身完整性检测。
抽检数量不应少于总桩数的10%。
b.地下水位以上且终孔后桩端持力层已通过核验的人工挖孔桩,以及单节混凝土预制桩,抽检数量可适当减少,但不应少于总桩数的10%,且不应少于10 根。
反射波法在检测嵌岩桩中的应用
式中 :— —反射系数 ; F T —透射系数。 — 对较少的试验 获得 了混凝土配 比中各个因素的变化对混凝土性能的 影响 , 因而 , 不需要精确的优化准则 即可获得解决实际问题 的较好 并
格来决定。 应用应使 混凝土配合 比设计也应有相应 的变化。 当计算机的应用 日益普 遍后 ,这 些以表格 为主 的方法的应用价 参 考文献: 值 不同程 度的降低 了。混凝土配 比中的很 多规律都被编写成 了成 熟 … 贺 东青 , 任志 刚. 混凝土 配合比设计 方法研 究综述【 . 建材科技 , J 国外 】 的计 算机程序 , 工程 师在市场上很容易得到此类程序。 但在早期的此 2 0 2 () 2 3 . 0 6,74 : — 4 3 类程序 中, 优化的规则往 往并没有严格 的系统 阐述 , 化往往 是在计 优 f】 2冯浩 , 朱清江. 混凝土外加 剂工程应用 手册I】 K. : 北京 中国建筑工业 出
Y R=一 l Z 一 I/z + )=一 、 V[ 2 Z ) ( 】 。 (
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在 xd + x截面处的 内力为 :
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由达朗伯原理列 出杆微元 d x的运动微分方程 为 :
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式中 : 卜 广义波阻抗 , sm; N/ P——桩身混凝土密度 ,gm。 k/ ; c ——纵波在桩身混凝 土中的传播速度 , s m/;
1 基本 原 理
寸
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反射波法是 以应力波在桩 身中的传播反射特征为理 论基础 的一 种 方法。 该方法假定桩 为连续弹性的一维均质杆件 , 并且不考 虑桩周 土体对沿桩身传 播的应力波 的影响 。 取直杆 的轴线作 X轴 , 假设变形前的原始截面积 A、 密度 p、 弹 性模量 E及其他材料性 能参数均 与坐标 无关 , 各运动参 数仅为 X和 t 的函数 , 各截面 的纵 向位移可表示为 UXto 直杆 ( , 设任一截面 X处 得纵 向应变为 £( )内力为 Px , X, (}则有 :
低应变反射波法在嵌岩桩桩身质量检测中的应用
低应变反射波法在嵌岩桩桩身质量检测中的应用摘要:低应变反射波法是工程桩检测中常用的检测方法,具有操作简单、费用低廉、效率高等优点。
本文对低应变反射波检测原理进行了详细的介绍,并结合两个工程实例,分析了低应变反射波法在灌注桩桩端性状检测中的应用,旨在为有关需要提供帮助。
关键词:低应变反射波法;灌注桩;检测随着我国社会经济的快速发展,建筑行业也取得了巨大的进步。
在建筑工程施工中,灌注桩以其施工无振动、无挤土、噪音小等优点得到了广泛的应用。
而灌注桩的桩端性状对灌注桩承载力具有极大的影响,关系到工程的质量和安全。
因此,对灌注桩桩端性状的检测具有十分重要的现实意义。
基于此,笔者进行了相关介绍。
1 低应变反射波法的检测原理分析低应变反射波法检测是以一维波动方程为理论基础。
把桩当为连续均质的弹性杆,研究桩顶在动态任用下,弹性杆的纵向波动,以一维波动理论为基础的桩土体系动态响应。
在桩顶施加激振力后,产生的应力波沿桩身以波速C向下传播,应力波通过桩阻抗Z(Z=ρCA,ρ为桩的质量密度,C为波在桩身内的传播速度,A为桩的横截面积)变化时,一部分应力波产生反射向上传播,另一部分应力波产生透射向下传播。
Z1,Z2表示上下部分桩的波阻抗,V为质点的运动速度,脚码I、R、T表示入射、反射、透射。
在桩端混凝土与桩端的界面上:(1)当Z1<Z2时,说明波阻抗变大,反射波与入射波反向。
在嵌岩桩低应变的曲线中,反映为桩端位置反向反射明显,表明桩端嵌入良好的基岩中。
(2)当Z1=Z2时,入射波完全透射,无反射波。
在嵌岩桩低应变的曲线中,反映为无桩底反射。
(3)当Z1>Z2时,说明波阻抗变大,反射波与入射波反向。
在嵌岩桩低应变的曲线中,反映为桩端位置同向反射明显,表明桩端嵌岩性状较差。
2 工程实例及分析2.1 实例1某商品房小区2#楼,框剪结构,基础形式采用冲(钻)孔灌注桩,设计要求桩端持力层为中风化花岗岩。
桩身砼强度为C35,场地土层简况自上而下为:①中细砂,层厚约9.5m;②淤泥夹砂,层厚约4.3m;③残积砂质粘性土,层厚约2.6m;④强风化花岗岩,层厚约5.6m;⑤中风化花岗岩,岩石单轴饱和抗压强度平均值91.34MPa。
低应变反射波法现场采集和室内分析的注意事项
低应变反射波法现场采集和室内分析的注意事项摘要:讲述反射波现场采集和室内分析的注意事项,并通过一些实例来证明,以提高低应变检测水平。
关键词:反射波法现场室内0 前言低应变法检测是以电子检测技术和结构动力学分析为基础的一种检测桩身完整性方法。
其中反射波动测技术应用较为广泛,其检测目的是检测桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别。
但由于桩身截面变化和土阻力作用均会产生反射波,为了准确判定桩身是否有缺陷位置,掌握好现场采集和室内分析的要领显得非常重要。
1 现场采集1.1 测试时间混凝土的强度和弹性模量达到一定值时,手锤敲击桩头才可能产生应力波并在桩中传播。
根据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)规定:受检桩混凝土强度不低于设计强度的70%且不低于15MPa。
所以对于灌注桩特别是长桩一般选在龄期达到28天后进行;对于预制桩由于桩侧摩阻力有时效性,如果有条件可在打入后即进行低应力检测从而有利于获得桩底反射。
1.2 现场条件及桩顶处理现场检测应先了解成桩工艺、桩长、桩身混凝土等,一般宜在开挖至设计桩顶高处且未浇垫层及承台时测试,已浇垫层的要先行脱离方可进行检测。
检测前要保持桩顶平整,对于预制桩与要将疏松部分截出,灌注桩要将浮浆或不密实段截除后用砂轮在桩顶磨平,使激振点与采集点都直接在混凝土上以减少测试中的二扰。
1.3 传感器安装与选用传感器安装存在一个安装谐振频率问题,指的是传感器与桩身粘结后产生一个固有频率,同时振源敲击也产生一条频带,如果安装谐振频率在该带内,则必然引起共振而使信号上下震荡。
因此须保证传感器与桩体紧密连接以使安装谐振频率变高,常用的方法是使用橡皮泥等耦合剂。
传感器安装另一个要注意的是不能用手持传感器。
手持传感器,安装弹性大,安装刚度小,谐振频率小,测传感器接收的振动不仅有被测桩的振动,还有安装谐振,产生寄生振荡,容易采集到具有振荡的波形曲线,对浅层缺陷反应不是很明显。
目前常用的传感器有速度型和加速度型两种。
嵌岩桩桩端反射信号特征分析
嵌岩桩桩端反射信号特征分析一、概述嵌岩桩是桩端支承于中等风化程度以上岩层的一种桩型,其承载力主要由基桩岩层嵌入段和桩端提供。
在设计阶段通过调整基桩入岩长度、进入的岩层性状,嵌岩桩可以提供较大的承载力,另外嵌岩桩桩端嵌固段可认为是固定端,基桩稳定性较好,可在承载阶段有效防止沉降,因此在需要提供较大承载能力,严格控制沉降的公路桥梁工程中,嵌岩桩获得了大量的应用。
由于嵌岩桩具有上述的工程特性,嵌岩桩的入岩深度及桩端持力层岩性好坏就成为了决定其承载力大小的主要影响因素。
为了控制基桩工程质量,保证基桩持力层性状满足设计的要求,在嵌岩桩施工结束后,对其嵌岩质量进行检查和评价就很有必要。
质量检查评价可通过核查基桩成孔记录进行,另外也可根据相关规范要求采用钻芯法钻取桩底持力层的方式直观判定桩底岩层性状或者采用低应变反射波法进行波形分析的方式间接评判。
在这些方法中,核查施工记录无法检查出施工过程可能出现的持力层误判情况,钻芯法存在费用较高,作业时间较长且钻孔对桩身结构有所破坏的缺点,只能代表性地少量检测,但低应变法在实施过程中具有设备简便,方法快速,费用低,结果可靠的优点,其作为公路桥梁基桩普查的一种有效方法获得了广泛的应用。
本文在低应变法理论的基础上,收集了工程实践中多种不同的嵌岩桩桩端低应变反射波波形,结合钻芯验证结果对嵌岩桩桩端波形特征进行分析,同时相应地总结其一些规律和特点。
二、低应变法基础理论反射波法的理论基础以一维线弹性杆件模型为依据,受检桩的长细比要求瞬态激励脉冲有效波长与桩的横向尺寸之比应大于5且应力波在桩身中传播时应满足平截面假定,其在没有土阻力影响的情况下波动方程为:其波动方程解为上行波:;下行波:;在界面阻抗Z发生变化情况下,应力波将产生反射波和透射波,根据界面处力平衡和速度连续条件得:上述式中Z为界面阻抗,,为质量密度,为弹性波速,为桩身截面面积,V 为质点运动速度,F为截面处作用力。
根据上述波动理论可以得到入射波在桩身传播过程中的3点规律:1)当Z1<z2时,反射波的速度与入射波的速度反相(异号);< p=""></z2时,反射波的速度与入射波的速度反相(异号);<>2)当Z1=Z2时,反射波的速度=0,入射波直接传播,无反射波产生;3)当Z1>Z2时,反射波的速度与入射波的速度同相(同号);三、嵌岩桩桩端波形特征分析根据上述反射波传播理论并结合工程实践中的典型波形,通常可以从以下六种类型的波形进行归纳和分析嵌岩桩桩端反射波的波形特征。
反射波法在检测嵌岩桩持力层上的应用
力层 波阻抗为 Z, 。对于强度 高的岩层 , , 2 z< 即岩层界面可视 为 Z 波阻抗相对变 大 ; 而桩底沉渣 、 桩底 以下一定深度 范围 内岩层 中存 在软 弱夹 层 或 断 裂 破 桩碎 带则 可 视 为 波 阻抗 相 对 变 小 。 根 据 上 述 原 理 用 反 射 波 法 辅 以必 要 的钻 孔 抽 芯 法 检 测 能 够 比较
一
、
V
播, 传播过程 中遇 到波阻抗界面 时会发生 反射和透射 。用 特征 线 法 求 解 上 述 一 维 波 动 方 程 , 根 据 波 阻抗 界 面 两 侧 力 平 衡 及 再 速度连续的边界条件可 以得 出:
V = i1 p /1 p rV (一 ) (+ ) -
V = V1 (+ ) t 2 i/ 1 1 3 3 1Z Z 3 #。 =
3 检测实例
笔者通过对几 千根嵌岩桩 的低应变 反射波法 的检测并对 其中的几十根桩的钻孔 抽芯对比发现 , ( 孔灌注嵌岩桩桩 钻 冲) 底持力层主要存在 以下几个方面的问题: 桩底有沉渣或桩底没 有真正支承在 设计 所要求的岩层 上即桩底 持力层 强度 不够, 桩 底 持 力 层 厚 度 不 及 三 倍 桩 径 , 底 岩 层 严 重 破 碎 或 岩 层 中有 破 桩
z 的大小, 当波阻抗减小( z) 反射波 v 与入射波 v 同 z 时, < r i
相位 , 当波阻抗增大 (,z) 反射波 v 与入射波 v 反相位。 z> 时, r i 嵌岩桩 的力学模型如图 1假 设桩身 的波阻抗为 Z, , 桩底持
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图5
广东科技 2 1 . 总第 2 : 00 3 3 期 3
V P
A , 2 , 的 横 截面 积 。 =r / 桩 r 4 D 当在 桩 顶 施 加 一 激 振 力将 产 生 应 力 波 , 力 波 开 始 向下 传 应
反射波法解决嵌岩桩入岩深度和桩底沉渣问题应用
广东科技2012.10.第19期(下转第182页)反射波法解决嵌岩桩入岩深度和桩底沉渣问题应用探讨鲁劲风(安徽省勘查技术院)1前言嵌岩桩是桩端嵌入基岩一定深度的灌注桩,它在高速公路和铁路的大型桥梁、高层建筑的基础中被大量使用。
它具有承载力大,沉降小等优点,但若桩身质量存在缺陷或桩底沉渣,将直接影响基桩的承载力,可能造成基础的超常沉降,从而影响建筑物的安全,产生严重后果。
因此,如何检测桩端沉渣和入岩深度对嵌岩桩的质量控制至关重要。
嵌岩桩的质量控制除了桩本身的混凝土浇筑质量外,另一个重要的因素是桩端嵌岩质量的好坏。
嵌岩质量一方面由嵌岩深度和桩端岩性控制;另一方面就取决于桩端沉渣的厚度。
传统检验桩端沉渣最直接的方法就是钻孔取芯,但这种方法耗时长、费用大、无法普遍采用。
但利用反射波法检测信号在桩端处的反射特征可以定性地判断桩端沉渣情况,还能定量取得桩体入岩深度。
2嵌岩桩测试曲线的特征及判别依据基桩低应变反射波法检测的原理基于应力波在一维杆中的传播机理,当满足λ>D <L (λ=C/f )时,即桩径远小于桩长,且小于入射波长时,可假设桩为一维杆件,应力波在桩身内的传播满足一维波动理论。
在桩顶施加一激振,桩身内产生质点振动,其响应便以波动的形式在桩身中传播。
应力波自桩顶往下传播,遇到波阻抗Z 变化界面时,产生反射波和透射波。
依据弹性波反射理论,反射波波速(V r )、透射波(V t )与入射波波速(V i )存在下列关系:V r =V i Δz 1-z212V t =V i Δ2z 112假定应力波从阻抗为Z 1的介质进入阻抗为Z 2的介质,则有:当Z 1>Z 2,即波阻抗减小时,V r 与V i 同号,反射波与入射波同相;当Z 1=Z 2,即波阻抗不变时,V r =0,V t =V i ,入射波完全透射,无反射波产生;当Z 1<Z 2,即波阻抗增大时,V r 与V i 反号,反射波与入射波反相。
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二、是非题(正确的打“√”,错误的打“×”,17题,每题2分,共34分)1、浙江省建筑工程地基基础检测机构资质标准规定,检测机构的注册资金应在100万元以上。
()2、瞬态激励脉冲的宽度不仅与锤垫材料软硬程度有关,也与锤重有关。
()3、当存在桩长比施工记录严重偏短时,无法用《建筑基桩检测技术规范》JGJ106判定。
()4、反射波法的桩顶响应测量属相对测量。
()5、当低应变测桩采用磁电式速度传感器时,传感器的幅频特性以及相频特性均与阻尼比有关。
()6、单桩水平极限荷载可取桩身折断或钢筋应力达到流限的前一级荷载。
()7、单桩竖向抗拔静载试验在试桩上拔量累计超过100mm时,即可终止加载。
()8、单桩竖向抗压静载试验可根据桩顶沉降随时间的变化特征,取沉降~时间(s~lgt)曲线尾部明显向下曲折的前一级荷载为极限承载力。
()9、单桩竖向抗压静载试验卸载可一次卸至零。
()10、和竖向抗压桩一样,竖向抗拔桩验收检测时的加载量不得小于单桩竖向抗拔承载力特征值的2.0倍。
()11、声波透射法检测桩身混凝土缺陷是根据主频下降加以判断的。
()12、声波垂直入射到波阻抗界面的平面声波会发生反射。
()13、声波透射法可以检测出桩身混凝土的二次浇灌面、裂缝、龄期、标号。
()14、为保证拟合分析所需的数据,曲线采样长度(F—t曲线和v—t曲线)应从传感器受到冲击信号to时起,到to+2L/c时止。
()15、CASE法把桩视为一维弹性杆件。
()16、受检桩中不同深度位置的混凝土芯样试件抗压强度代表值中的平均值为该桩混凝土芯样试件抗压强度代表值。
()17、静力触探试验可测定比贯入阻力、锥尖阻力、侧壁摩阻力和贯入时的孔隙水压力。
()三、简答题(14题,每题3分,共42分)1、浙江省建筑工程地基基础检测机构资质标准规定,检测机构必须具备哪几项检测能力?2、同一根钢筋混凝土桩,用高应变法,低应变法和声波透射法检测的波速是否一致?为什么?3、桩身夹泥桩用低应变反射波法检测获取的波形特征是什么?4、低应变测桩时,如果测振传感器安装点与激振点保持一定距离,则测得的一维纵波速比真实的波速高还是低?如果桩身有较大的截面变化,则测得的波速比真实的高还是低?5、单桩竖向抗拔静载试验的开始试验时间有何规定?6、何谓单桩水平临界荷载?如何确定?7、单桩竖向抗压静载试验的目的是什么?8、单桩竖向抗压静载试验的终止加载条件是什么?9、采用概率法声速异常值判据时,异常值的大小是否与声速的绝对大小有关?10、为何要强调在同一根桩的各检测剖面的检测过程中,声波发射电压和仪器设置参数应保持不变?11、高应变试验采用重锤低击原则的目的是什么?12、若排除锤击偏心、桩头开裂等因素,规定混凝土桩高应变实测的力和速度曲线第一峰比例失调情况不能进行调整的理由是什么?13、基桩取芯检测的目的是什么?14、根据《土工试验方法标准(GB/T50123-1999)》,室内土工试验主要有哪些?四、实例题(16题,共60分)1、某工地桩径377mm,桩长18.0m,设计钢筋笼为1/3桩长,低应变测得时程曲线见下图,请分析该曲线桩,如有缺陷指出深度及缺陷性质。
嵌岩桩桩底反射的正确辨认
较 大 的 区别 , 身 结 构 完 整 的 端 承 桩 或 摩 擦 桩 的 测 桩 试 曲线 较 简 单 且 相 似 , 在 直 达 波 与 直 达 波 相 位 相 即 同的桩底反射波之 间 , 曲线 比较 平 缓 , 有 明显 的 桩 没 问 反 射 ( 1 ; 桩 身 结 构 完 整 人 岩 较 深 的 嵌 岩 桩 图 )而 测 试 曲线 , 直 达 波 和桩 底 反 射 波 之 间 , 在 曲线 并 不 平
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判 定 桩 身 完 整 与 否 的前 提 。嵌 岩 桩 是 桩 端 嵌 入 基 岩
一
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定 深度的大直径灌 注桩 , 要用 于高速 公路 和铁 主
厂 一 、
一
路 的 大 型 桥 梁 、 层 建 筑 和重 型 厂 房 等 建 筑 物 的 基 高 础 。 由于嵌 岩 桩 的 测 试 曲线 中存 在 着 较 强 的人 岩 反 射 , 其 桩 底 反 射 与 端 承 桩 或 摩 擦 桩 的 桩 底 反 射 相 使 比难 以辨 认 , 以 , 检 测 人 岩 较 深 的嵌 岩 桩 桩 身 完 所 在 整 性 时 , 往 不 能 正 确 辨认 其 桩 底 反 射 , 致 桩 身 声 往 导
要 正 确 辨认 嵌 岩 桩 的 桩 底 反 射 , 应 该 了解 嵌 就 岩 桩 测 试 曲 线 的形 成 并 掌 握 其 特 征 。人 岩 较 深 的嵌
岩 桩 测 试 曲线 与端 承 桩 和 摩 擦 桩 的 测 试 曲线 相 比有
经 大 量 测 试 发 现 , 嵌 入 的 岩 层 越 硬 人 岩 反 射 波 的 桩 幅 值 就 越 大 , 后 的 负 向 跳 动 幅 值 也 就 越 大 。桩 嵌 其 入 的 岩 层 越 深 入 岩 反 射 后 的 曲线 在 零 线 下 方 行 走 的
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嵌岩桩桩底反射的正确辨认
阎 鸣(青岛海地工程检测所 青岛 266071)
摘要:由于嵌岩桩测试反射波曲线含有入岩反射信息,使其桩底反射与摩擦桩或端承桩的桩底反射相比较,难以辨认,容易造成误判,产生不良后果。
为此,本文着重论述了入岩较深的嵌岩桩的桩底反射。
其意义是提高基桩检测水平,避免检测误判,准确评价成桩质量。
关键词: 嵌岩桩 入岩反射 桩底反射 正确辨认
1.前言
在基桩完整性检测中,只有先找到桩底的反射才能准确评价桩身质量。
所以正确辨认桩底反射是判定桩身完整与否的前提。
嵌岩桩是桩端嵌入基岩具有一定深度的大直径灌注桩,它主要用于高速公路和铁路的大型桥梁、高层建筑、重型厂房等建筑物的基础中。
但是,由于在嵌岩桩的测试曲线中存在着较强的入岩反射,使其桩底反射与摩擦桩或端承桩的桩底反射相比难以辨认,所以,在检测入岩较深的嵌岩桩桩身完整性时,一些缺乏检测经验或测惯了摩擦桩或端承桩的检测人员,往往不能正确辨认它的桩底反射,导致桩身声速计算不准,缺陷位置判别有误。
甚至使原来的合格桩成为桩长不够、桩底软弱、不满足设计要求的桩,施工无法正常进入下道工序。
在有的地区,由于上述误判使得施工单位被迫补桩,造成不必要的经济损失和不良影响。
2.嵌岩桩测试曲线的特征
要正确辨认嵌岩桩的桩底反射,就应该了解嵌岩桩测试曲线的形成,掌握其特征。
入岩较深的嵌岩桩测试曲线与摩擦桩或端承桩的测试曲线相比较有较大的区别,对于桩身结构完整的摩擦桩或端承桩,他们的测试曲线比较简单也比较相似,即在直达波与直达波相位相同的桩底反射波之间,曲线比较平缓没有明显的缺陷反射,如图1所示。
然而,对于桩身结构完整,入岩较深的嵌岩桩的反射波曲线,在直达波与桩底反射波之间,曲
线并不平缓,因为在入射应力波(波前面为压缩应力波)
由软弱地层进入坚硬的岩层时,地层的波阻抗增大,使
得此处产生了一个非常明显的与直达波相位相反的“入
岩反射波”(即波前面为拉伸应力波),当压缩应力波进
入嵌入岩层中的桩身混凝土后,由于桩周岩层的密度相
对均匀,使得压缩应力波的阻抗相对减小,导致入岩反
射后的曲线从基线的上方降至基线以下,然后又缓慢地升至基线的附近。
经大量测试发现,桩嵌入的岩层越硬,“入岩反射波”的幅值就越大,其后的负向跳动的幅值也就越大;桩嵌入的岩层越深,入岩反射后的曲线在基线下方传播的时间就越长。
如图2、图3、图4所示。
其中图2与图3相比,图2显示桩嵌入的岩层相对图3中桩嵌入的岩层软,或图2中岩层的密度,与其上覆地层的密度差,相对比图3中的要小。
而图3 与图4相比,图3显示桩嵌入岩层较浅,图4显示桩嵌入岩层较深。
如果把嵌岩桩测试曲线在时域里压缩,则可看到嵌岩桩测试曲线的另一特征,即由于“入岩反射”的一次反射和二次反射曲线相位相反,且前者曲线的尾段与后者曲线的首段重合,如图5所示。
以上是入岩较深的嵌岩桩比较典型的测试曲线,而在许多情况下由于受到各种因素的影响,嵌岩桩的测试曲线变得更加复杂,但是上述嵌岩桩测试曲线的特征是不变的。
3.嵌岩桩桩底反射的辨认
正是由于嵌岩桩测试曲线的上述特征,使得对嵌岩桩测试曲线认识不足时,对桩底反射辨认不清,甚至造成误判。
图6所示,被测桩长22.38m,混凝土强度设计值为C 25,图中9.225ms是误判的桩底反射时间,计算出的桩身声速高达4852m/s,显然桩底的判断是错的,12.33ms为实际桩底反射时间,桩身声速为3630m/s。
由于误判桩底反射时间使得桩身声速高出实际范围,该桩被判桩长不够。
图7所示,被测桩长19.0m,混凝土强度设计值为C 25,图中8.575ms为误判的桩底反射时间,桩身声速4431m/s;10.12ms为实际桩底反射时间,桩身声速为3754m/s。
由于误判桩底反射时间,造成不仅桩长不够,而且误判桩底软弱。
另外,当用公式:
2
P V L t ′×=′计算桩身缺陷位置时,由于桩底反射时间误判,导致桩身缺陷位置判断不准。
怎样才能正确辨认入岩较深的嵌岩桩的桩底反射,笔者认为,首先要牢牢掌握嵌岩桩测试曲线的建设的迅猛发展,嵌岩桩也越来越多地被用于桥梁基础。
但是嵌岩桩在成孔过程中特征,既然是入岩较深的嵌岩桩,其桩底反射就必然复合于“入岩反射”波的重合段之中,有了这一概念,就不会将入岩反射前的负向跳变定为桩底反射的误判。
其次,要善于积累、总结检测经验,注重收集准确的相关数据,学会运用对比测试的方法,如检测时要知道被测桩的实际桩长及桩身混凝土强度设计值,利用混凝土强度对应的正常声速估算反射时间,初步判断曲线中桩底反射位置,然后结合同一根桩的多次测试及相邻同类桩的对比测试,最终确定桩底反射时间。
这样就避免了图7中盲目将入岩反射后的负向跳动的最大幅值定为桩底反射的误判。
4.结束语
随着桥梁遇到的复杂地质情况以及在混凝土灌注过程中碰到的各种各样的问题,使得嵌岩桩测试曲线复杂多变,桩底反射更加难以辨认。
这就需要检测人员在平时的检测工作中勤积累、多总结,掌握嵌岩桩测试曲线的形成机制及其特征,学会运用对比测试的方法,注意收集准确的相关数据,只有这样,我们才能在检测中以不变应万变,在复杂的嵌岩桩测试曲线面前,我们都可以利用平时积累的经验和所掌握的技术方法正确辨认出嵌岩桩的桩底反射,提高检测水平,避免误判,准确评价桩身质量,保证施工顺利进行。
以上是笔者的初步认识,不当之处欢迎指正。
康科瑞2007.11.19。