低应变检测省培训共57页文档

一 低应变概念
时域分析法
低应变分 析方法
频域分析法
瞬态时域分析法 （反射波法）
瞬态频域分析法 瞬态机械阻抗法
机械阻抗法
稳态机械阻抗法
一 低应变概念
低应变桩身应变量：
一般小于0.01‰，桩-土系统处于弹性状态 。
一 低应变概念
桩身完整性：①桩身截面尺寸相对变化
②桩身材料密实性
③桩身材料连续性。
二 理论基础
a＝1，则不存在突变，也无反射波。 a＞1时，相当于扩径，为反相反射。 a＜1时，相当于缩径，为同相反射。 a为无穷大，相当于固定端，反射波使固定端处力值加倍，
速度为零。 a为0，相当于自由端，反射波使自由端处速度值加倍，
力值为零。
二 理论基础
低应变法适用性： 1 受检桩的长细比、瞬态激励脉冲有效高频分量的
20%，不少于5根。 ➢ E）《建筑地基检测技术规程》DBJ/T13-146-2019，复合
地基竖向增强体10％，不少于10根，柱下承台不少于1根。
四 现场检测
桩身缺陷：使桩身完整性恶化，在一定程度上引起桩身
结构强度和耐久性降低的桩身断裂、裂缝、夹泥（杂物）、 空洞、蜂窝、松散等现象的统称。
桩身缺陷指标：位置、类型（性质）和程度。
一 低应变概念
低强度桩：
在复合地基中，采用刚性桩或半刚性桩设计的桩身强度为8～ 15MPa的有粘结强度增强体成为低强度桩。（《建筑地基检 测技术规程》DBJ/T13－146－2019）
理论基础是一维波动理论
σ
x
dx
σ+ dx x u
2u x2
1 c2
2u t2
二 理论基础
Z1 Va ↓ Vb ↑ Fa ↓ Fb ↑
Vc ↓ Fc ↓ Z2
桩截面变化情况
桩截面变化处平衡 相容条件：
1 位移连续条件 2 力连续条件 3 速度连续条件 4 应力应变关系
二 理论基础
公式1 E＝ρC2 公式2 Z＝EA/C ＝ ρC A 公式3 F＝±Z v 公式4 v＝±c ε
基桩低应变检测
一 低应变概念 二 理论基础 三 仪器设备 四 现场检测 五 结果分析
一 低应变概念
1 低应变法：
采用低能量瞬态或稳态激振方式在 桩顶激振，实测桩顶部的速度时程 曲线或速度导纳曲线，通过波动理 论分析或频域分析，对桩身完整性 进行判定的检测方法。
低应变法包括：
动力参数法、锤击贯入法、水电效 应法、机械阻抗法、共振法、反射 波法。
思考：激振能量大小影响衰减快慢？影响传播远0/Tp Tp:力脉冲宽度,ms fH:高端截止频率,Hz
钟形力脉冲及其频谱 * 一般情况下，瞬态激振力谱宽可以提高速度响应的测量精度。 思考：铁锤、尼龙锤、硬橡胶锤力信号频谱哪个最宽？ 例题：已知力脉冲宽度Tp，波速c，求特征波长λp 。 (λp=c Tp)
二 理论基础
例题： 1 已知密度ρ、波速c、截面积A，求弹模E，阻抗Z
（ E＝ρC2， Z＝ρC A ） 2 已知波速c、振动频率f，求波长λ。（ λ＝c/f ） 3 透射波、反射波计算。（公式） 思考： 对砼桩而言，波速和质点振动速度相比哪
个大？
三 仪器设备
在检定期内使用 环境条件符合设备要求（包括温度、湿度、
三 仪器设备
传感器：
将非电量转化为电量，指标：灵敏度，线性度，频响，迟滞， 重复性等
一般采用压电式加速度传感器 压电传感器优点：体积小、重量轻、结构坚固、频带宽、稳
定性好、适应场合广
三 仪器设备
激振设备： ➢ 瞬态激振设备：手锤和力棒 ➢ 脉冲宽窄：锤越重，锤头或锤垫材料越软，力脉冲作用时
v：质点运动速度，注意和c不同 c：波速 ρ：密度 A：截面积 E：弹性模量 Z：声阻抗 F：截面力 ε：应变 ±：对应下、上行波
二 理论基础
a=Z2/Z1 反射波力Fb＝Fa(a-1)/(a+1) 透射波力Fc=Fa*2a/(a+1) 反射波速度vb=-va (a-1)/(a+1) 透射波速度vc=va *2/(a+1)
电压波动、电磁干扰、振动冲击等）
三 仪器设备
动测仪：
应在《基桩动测仪》JG/T3055－ 2019 2级标准以上：
采样频率：≥20kHz A/D转换：≥12位 采样点数：≥1024 频率响应：3～3000Hz内幅频误
差≤±5％， 2～5000Hz内幅频 误差≤±10％ 幅值非线性： ≤5％ 传感器安装谐振频率：≥10kHz
间越长，表现为宽脉冲，反之则为窄脉冲。 ➢ 锤头材料依软硬不同依次为：钢、铝、尼龙、硬塑料、聚
四氟乙烯、硬橡胶等。 ➢ 锤垫：一般用1～2mm厚薄层加筋或不加筋橡胶带。 稳态激振设备： ➢ 主要由电磁式激振器、信号发生器、功率放大器和悬挂装
置等组成。要求激振器出力在5～1500Hz频率范围内恒 定，常用的电磁激振器出力为100N或200N，有条件时可 选用出力400～600N的激振器。
波长与桩的横向尺寸之比均宜大于5；对薄壁钢管 桩和类似于H型钢桩的异型桩，低应变方法不适用。 2不能给出桩身纵向裂缝、较深部缺陷方位 3低应变法对桩身缺陷程度只作定性判定 4一般不区分缺陷类型 5测不到桩底反射信号，无法判定整根桩的完整性。 应通过现场试验，依据能否识别桩底反射信号，确 定该方法是否适用。
四 现场检测
抽样规则与抽检数量：
➢ A）柱下三桩或三桩以下承台抽检桩数不得少于1根； ➢ B）30％且不得少于20根；一般项目20％且不少于10根; ➢ C）地下水位以上终孔且持力层通过核验的人工挖孔桩、单节
混凝土预制桩，不少于总桩数的10％且不应少于10根。 ➢ D) 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120－2019，砼灌注桩
二 理论基础
测试原理：
在桩身顶部进行竖向激振，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、 断桩和严重离析等部位）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、滤 波和数据处理，可识别来自不同部位的反射信息， 从而判定桩身完整性情况。
二 理论基础
一维线弹性杆件模型（材质均匀、截面恒定、弹性杆 面积A 弹模E 密度ρ 波速c）