基桩检测技术-小应变

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基桩完整性检测(低应变)作业指导书

基桩完整性检测(低应变)作业指导书

基桩完整性检测(低应变法)1适用范围本作业指导书适用于基桩完整性现场检测。

2 执行标准JTG- F81-01-2004《公路工程基桩动测技术规程》3仪器设备基桩动测仪。

4检测目的检测桩身缺陷位置及影响程度,判定桩身完整性类别。

5资料收集在检测前,应该收集以下资料:1.工程名称、桥梁名称及平面布置图;2.建设、设计施工及监理单位名称;3.基桩的设计桩长、桩径、混凝土强度等级、桩顶及桩底标高;4.施工记录等相关资料;6现场检测6.1检测前准备工作应符合下列规定:1、被检工程应进行工程调查,搜集其工程地质资料、基桩设计图纸和施工记录、监理日志等,了解施工工艺及施工过程中出现的异常情况。

2、根据现场实际情况选择合适的激振设备、传感器及检测仪,检查测试系统各部分之间是否连接良好,确认整个测试系统处于正常工作状态。

3、桩顶应凿至新鲜混凝土面,并用打磨机将测点和激振点磨平。

4、应测量并记录桩顶截面尺寸5、混凝土灌注柱的检测宜在成柱14d以后进行。

6、打入或静压式顶制桩的检测应在相邻桩打完后进行。

6.2传感器安装应符合下列规定:1、传感器的安装可采用石膏、黄油、橡皮泥等耦合剂,粘结应牢固,并与桩顶面垂直。

2、对混凝土灌注桩,传感器宜安装在距桩中心12-2/3半径处,且距离桩的主筋不宜小于50mm。

当桩径不大于1000mm时不宜少于2个测点;当桩径大于1000mm时不宜少于4个测点。

3、对混凝土预制桩当边长不大于600mm时不宜少于2个测点;当边长大于600mm时不宜少于3个测点。

4、对预应力混凝土管桩不应少于2个测点。

6.3激振时应符合下列定:1、混凝土灌注桩、混凝土预桩的激振点宜在桩顶中心部位;预应力混凝土管桩的激振点和传感器安装点与桩中心连线的夹角不应小于45o。

2、激振和激振参数宜通过现场对比试验选定。

短桩或浅部缺陷桩的检测宜采用轻锤短脉冲激振;长桩、大直径桩或深部缺陷的桩宜采用重锤宽脉冲激振,也可采用不同的锤垫来调整激振脉冲宽度。

高应变低应变桩基检测

高应变低应变桩基检测

高应变低应变桩基检测一、定义根据建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003第2.1.6条,低应变:采用低能量瞬态或稳态激励方式在桩顶激励,实测桩顶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断的检测方法。

第2.1.7条,高应变:用重锤冲击桩顶,实测桩顶部的速度和力时程曲线,通过波动理论分析,对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定的检测方法。

高大钊版的《土力学与地基基础》关于大小应变的定义大应变:指激励能量足以使桩土之间发生相对位移,使桩产生永久贯入度的动测法小应变:指在激励能量较小,只能激发桩土体系(甚至只有局部)的某种弹性变形,而不能使桩土之间产生相对位移的动测法。

桩达到极限承载力时,即为桩周土达到塑性破坏。

唯有大应变才能使桩产生一定的塑性沉降(贯入度),所测的土阻力才是土的极限阻力;小应变只能测得桩土体系的某些弹性特征值,而土的弹性变形与其强度之间并没有确定的关系。

因此从理论上讲,小应变不能提供确切的单桩极限承载力,只能用于检验桩身质量。

二、何种桩需要检测建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003第3.3.3条,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。

解释:对于基桩的检测包括单桩承载力及桩身完整性两个部分,这两个部分要求检测的数量不同。

三、低应变与高应变适用范围低应变: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。

低应变法的理论基础以一维线弹性杆件模型为依据。

因此受检桩的长细比、瞬态激励脉冲有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比均宜大于5,设计桩身截面宜基本规则。

另外,一维理论要求应力波在桩身中传播时平截面假设成立,所以,对薄壁钢管桩和类似于H型钢桩的异型桩,本方法不适用。

小应变检测

小应变检测

小应变检测当采用低应变法或声波透射法检测时,受检桩混凝土强度至少达到设计强度70%,且不小于15MPa。

8.1 适用范围8.1.1 本方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置。

8.1.2 本方法的有效检测桩长范围应通过现场试验确定。

8.2 仪器设备8.2.1 检测仪器的主要技术性能指标应符合现行行业标准《基桩动测仪》JG/T 3055的有关规定,且应具有信号显示、储存和处理分析功能。

8.2.2 瞬态激振设备应包括能激发宽脉冲和窄脉冲的力锤和锤垫;力锤可装有力传感器;稳态激振设备应包括激振力可调、扫频范围为10~2000Hz的电磁式稳态激振器。

现场检测8.3.1 受检桩应符合下列规定:1 桩身强度应符合本规范第3.2.6条第1 款的规定。

2 桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同。

3 桩顶面应平整、密实,并与桩轴线基本垂直。

8.3.2 测试参数设定应符合下列规定:1 时域信号记录的时间段长度应在2L/c时刻后延续不少于5ms ;幅频信号分析的频率范围上限不应小于2000Hz。

2 设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长,设定桩身截面积应为施工积。

3 桩身波速可根据本地区同类型桩的测试值初步设定。

4 采样时间间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辨率合理选择;时域信号采样点数不宜少于1024点。

5 传感器的设定值应按计量检定结果设定。

8.3.3 测量传感器安装和激振操作应符合下列规定:1 传感器安装应与桩顶面垂直;用耦合剂粘结时,应具有足够的粘结强度。

2 实心桩的激振点位置应选择在桩中心,测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处;空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上,且与桩中心线形成的夹角宜为90°,激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。

3 激振点与测量传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。

4 激振方向应沿桩轴线方向。

5 瞬态激振应通过现场敲击试验,选择合适重量的激振力锤和锤垫,宜用宽脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号,宜用窄脉冲获取桩身上部缺陷反号。

大应变和小应变的区别

大应变和小应变的区别

1、大应变便是弹性伸服超出极限,2、小应变便是正在塑性变形范畴之内大应变试桩的基根源基本理:用重锤冲打壮顶,使桩-土爆收脚够的相对于位移,以充分激励桩周土阻力战桩端支启力,通过拆置正在桩顶以下桩身二侧的加速度传感器战拆置正在重锤上的加速度传感器交支桩战锤的应力波旗号,应用应力波表里分解处理力战速度时程直线,进而判决桩的拆载力战评介桩身品量完备性.小应变测桩身结构完备性的基根源基本理是:通过正在桩顶施加激振旗号爆收应力波,该应力波沿桩身传播历程中,逢到没有连绝界里(如蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷)战桩底里时,将爆收反射波,检测分解反射波的传播时间、幅值战波形个性,便能推断桩的完备性.动尝考查的抽检数量确定:1、柱下三桩或者三桩以下的启台抽检桩数没有得少于1根.2、安排等第为甲级,或者天量条件搀杂、成桩品量稳当性较矮的灌注桩,抽检数量没有该少于总桩数的30%,且没有得少于20根;其余桩基工程的抽检数量没有该少于总桩数的20%,且没有得少于10根.之阳早格格创做大应变检测[编写本段]定义:用重锤冲打桩顶,真测桩顶部的速度战力时程直线,通过动摇大应变检测表里分解,对于单桩横背抗压拆载力战桩身完备性举止判决的检测要领.为修筑业构制物下部结构桩基类品量检测术语.系天基检测典型GB50202-2002-条确定工程桩应举止拆载力考验.5.1.6、5.1.8确定应干那些考查的依据.[编写本段]效率与本理:正在修筑工程中,对于百般分歧办法成桩且拆载上部荷载的桩前提的桩所举止的品量检测要领;大应变检测(也喊下应变检测,)的脚段与效率是测出桩的桩身完备性战拆载力.大应变检尝试桩的基根源基本理:用重锤冲打壮顶(睹左图),使桩-土爆收脚够的相对于位移,悬降重锺冲打考查以充分激励桩周土阻力战桩端支启力,通过拆置正在桩顶以下桩身二侧的加速度传感器战拆置正在重锤上的加速度传感器交支桩战锤的应力波旗号,应用应力波表里分解处理力战速度时程直线,进而判决桩的拆载力战评介桩身品量完备性.大应变检测相对于而止有小应变检测,小应变检测桩身结构完备性的基根源基本理是:通过正在桩顶施加激振旗号爆收应力波,该应力波沿桩身传播历程中,逢到没有连绝界里(如蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷)战桩底里时,将爆收反射波,检测分解反射波的传播时间、幅值战波形个性,便能推断桩的完备性.桩基其余的检测要领另有:单桩横背抗压静载考查,单桩横背抗拔静载考查,单桩火仄静载考查,钻芯法,声波透射法.有闭用例:“大应变”战“小应变”二者的辨别:1.考查的要领分歧.大应变需用吊车吊重锤协共(普遍咱们正在现场瞅睹拆个棚子,检测24小时安排,那便是大应变);小应变用仪器协共脚锤敲打即可(弄个仪器正在桩头处敲一下那是小应变).PAX 大应变挨桩分解仪2.检测时间性:大应变需待砼达到安排强度时圆可干,小应变则砼达7天强度时即可干.2.二者得出的检测数据分歧:大应变测出桩的桩身完备性战拆载力.,而小应变(也喊矮应变)则能测桩身完备性.3.大小应变的能量分歧,大应变不妨检测出桩身较深处的缺陷,而小应变只可检测出桩顶部分的缺陷.二者皆是通过挨打桩身,通过返回的旗号的连绝性去推断桩身的资料的连绝性,并以此去推断桩身的品量.桩基检测典型籍一、挖空题(20分,每题2分)1、下应变测桩时,若逢到桩身某截里有缩颈或者断裂,则会爆收上止推伸波;若桩侧某部位上阻力明隐删大,会爆收上止压缩.2、下应变测桩时,应共时正在桩身拆置2只加速度传感器战2只应变传感器.3、正在真测直线拟适时,普遍采与力直线或者速度直线或者上止波直线动做鸿沟条件举止拟合. 4、暂时采与的真测直线拟合法步调中,桩的力教模型为一维连绝杆模型.5、下应变检测桩拆载力时,若采与自由降锤,则锤重宜与桩预估极限拆载力的1.0%-1.5%.6、正在真测直线拟合法时,采用的土的最大弹性变形值Q没有得超出相映桩单元的最大估计位移值.7、下应变动测战矮应变动测的基础辨别正在于:下应变测桩拆载力时应使桩周土加进塑性状态,而矮应变测桩只消有明隐的桩底反射波形出现.8、下应变动测中真测桩身应变值,通过F=ε•E•A变换成力,式中E是桩身资料弹性横量,A为传感器拆置处的桩身截里里积.9、单桩笔直拆载力正在安排估计时应分别按桩身结构强度战天基土对于桩的笔直支启力举止估计,与其小者.10、下应变检桩分解历程中,判别桩身有宽重缺陷战断桩时,β值应≤0.6.二、采用题(20分,每题2分)1. 闭于下应变检测.请对于下列各题采用最符合的问案(假设桩的少度适中).(12分)(1)桩顶的最大冲打加速度范畴是.A.(50~500)m/s2;B.(500~5000)m/s2;C.(5000~50000)m/s2.(2)桩顶的最大量面疏通速度范畴是.A.(0.1~0.4)m/s;B.(0.4~0.8)m/s;C.(0.8~5.0)m/s.(3)桩身的最大压应变范畴是. A.1.0×10-6~1.5×10-5; B.1.5×10-5~1.5×10-4;C. 1.5×10-4~1.0×10-3(4)桩顶的最大动位移范畴是. A.(2~6)mm B.(6~8)mm;C.(18~50)mm.(5)正在桩顶下对于称拆置的加速度传感器战对于称拆置的工具式力传感器对于锤打偏偏心的敏感程度是.A.加速度旗号对于偏偏心最敏感;B.力旗号对于偏偏心最敏感;C.加速度战力旗号对于偏偏心共样敏感. (6)二根资料战阻抗相共的弹性杆,短杆少度为L1,少杆少度为L2,且L2>>L1.短杆以速度V0碰打处于停止状态的少杆.则正在少杆中传播的压力脉冲波少为.A.L1;B.2L1;C.L2;D2L2.1、有一砼桩,分别采与下应变、矮应变战超声波三种要领举止检测,其中以 A 测出的桩身波速最小.2、下应变测桩时,时常使用桩身完备性系数β值判别桩身品量,那里β的物理意思是 C .A.传感器拆置截里与被测截里的里积比;B.上部完备截里与被测截里阻抗比;C.被测截里与上部完备截里的阻抗比.3、下应变测桩时得出一组力——时间直线战一组速度——时间直线,那里的速度是指 C .4、有一根预制砼桩,采与锤打法动工,桩尖需脱透一稀真砂层加进硬粘土层,正在脱透的一瞬间桩身会出现: A5、CASE法分分解桩拆载力时,下列的C种桩型较为符合.6、下应变测桩时,若测出的力一时间直线出现下频振荡波,那证明 B .7、真测直线拟合法得出的某根桩的拆载力称为 C .8、下应变测桩时得出的“传播到桩身的锤打能量是指C .9、下应变检测时必须正在桩身共一截里处,拆置二只加速度传感器战二个应变传感器,且应付于称安插,其主要脚段是. BA、预防其中一只传感器益坏,而支集没有到数据B、减小偏偏心锤打的效率C、预防单只传感器处,果桩身品量而效率截止10、对于一根桩端处正在粘土层中的摩揩桩,当桩顶受到锤打的冲打后,则 B .A.桩端附近桩身锤打压力大于桩顶处;B.桩端处的锤打压应力小于桩顶处;C.桩端与桩顶处应力相等.三、利害题(精确的挨“√”,过得的挨“×”).(20分)(1)下应变考查战横背抗压静载考查一般,理当央供最大锤打力超出单桩拆载力个性值的2倍.()(2)战矮应变反射波一般,凯法令桩身完备性系数β的估计属杂理*式,纵然对于等截里匀称桩也需对于土阻力举止假定,果此估计截止也为估算值.()(3)环型应变式力传感器拆置必须紧揭于桩侧表面.()(4)桩顶背下的最大动位移战背下的最大量面疏通速度正在时间上是对于应的.()(5)一根真足自由的半无限少等阻抗杆,一端施加轴背冲打后,正在任性时刻战部位,上止波恒等于整.()(6)下应变传感器的矮频个性与下频个性共样要害.()(7)对于尝试波形的精确性判读比真测直线拟合法更要害.()(8)一根少度为20m的灌注桩,动测桩顶最大动位移为,残存重降(贯进度)为.真测直线拟适时可与各单元土模型的最大弹性位移值(sq)为3.0~.()(9)桩顶锤打力是通过测面处环型应变式力传感器直交测定的.()(10)当锤打没有存留偏偏心时,桩头被挨烂多数是由于推应力过大制成的.()(11)预制桩交头存留漏洞,则按下应变真测速度波形的峰-峰值决定的一维桩身波速偏偏矮.()(12)正在《修筑基桩检测技能典型》JGJ106中,确定下应变法没有克没有及检测嵌岩桩的拆载力.()1、CASE法把桩视为一维弹性杆件. (√)2、CASE阻僧系数JC值与桩端土颗粒大小有闭,颗粒越大,则JC值也越大. (×)3、正在下应变直线拟合法分解后,可分别得出桩的侧阻力战端阻力,此时的侧阻力可动做该桩的上拔拆载力. (×)4、由真测直线拟合法得到的桩贯进度应与考查时真测的贯进度基础普遍. (√)5、普遍天道,矮应变能测出桩的深部缺陷,而下应变只可测出桩的浅部缺陷. (×)6、当真测的力波战速度波峰值出进较大时,应最先使二个峰值安排正在重合位子. (×)7、下应变检测拆载力时,支集的波形中应有明隐的桩端反射波出现.(√)8、采与真测直线拟合法时,只消拟合得出的直线与相映真测直线符合,则拟合得出的拆载力值应是唯一的. (×)9、正在直线拟适时,若拟合得出的力——时间直线正在2L/C附近出现下频振荡,则证明拟合给定的阻僧系数偏偏小(或者桩的总土阻力偏偏下).(√)10、为包管拟合分解所需的数据,直线采样少度(F—t直线战v—t直线)应从传感器受到冲打旗号to时起,到to+2L/c时止.(×)四、问问题(共30分,每题10分)2. 下应变考查采与锤矮打准则的脚段是什么?(4分)3. 若排除锤打偏偏心、桩头启裂等果素,确定混凝土桩下应变真测的力战速度直线第一峰比率仄衡情况没有克没有及举止安排的缘由是什么?(4分)4. 某根桩桩少L=60m,桩身波速等于c=4000m/s.下应变考查时采样频次为20kHz,采样面数为1024,荷载降下沿宽度为2ms.问采与波形拟合法分解拆载力时有何问题?(4分)5. 某一根桩的矮应变尝试波形反映出缺陷很明隐,但是下应变尝试波形反映出的缺陷程度较沉微,问那根桩的桩身存留何种缺陷?(4分)6. 请指出图7(a)、图7(b)战图7(c)三个下应变真测波形各自反映出的桩的拆载性状.三个波形中哪个(或者哪几个)波形适用于《修筑基桩检测技能典型》JGJ106第9.4.9条给出的凯法令公式(又称RSP法)估计拆载力.如果没有适用RSP法,您认为更符合采与凯司的哪种子要领?(6分)7. 按图7(a)、图7(b)战图7(c)三个波形分别大略证明:采与波形拟合法决定拆载力时,哪一大概时间段的直线拟合品量最为要害(注:可用“2L/c往日”、“2L/c以去”、“2L/c附近”等词汇证明而没有给出时间范畴)?(6分)8. 用应力波表里阐明少度适中的混凝土预制桩挨桩时桩身破坏的本果及破坏出现的大概部位.(6分)9、怎么样判决下应变测桩所支集的力战速度波形的劣劣?。

基桩动测仪(小应变)操作规程

基桩动测仪(小应变)操作规程

基桩动测仪操作规程
一、检测人员到达检测现场后,要对基桩情况先进行了解,决定采用何种传感器和何种击振方式进行试验。

二、试验前要对桩头进行处理,桩头混凝土不应有松动或离析情况,应为平整和良好混凝土面,测试点要用磨光机打磨一个5cm的平面,要求平面水平光滑。

三、等桩头处理完毕,连接仪器和传感器,将传感器用黄油、橡皮泥等粘性耦合剂粘结在桩头测点上,并压紧。

四、打开主机,设置各种参数,并做好各项原始记录。

五、要求击振人员敲击桩头指定部位,观察采集信号,在采集到四条相似信号时停止敲击,并对信号进行初步分析,发现虚假或异常信号及时复测。

一般每个桩采集2~4组信号,分别保存,对于大直径或重要部队桩基,可多布测点。

六、对于存有疑问的信号,可采用变换测点和变换击振物品的方法予以验证。

七、试验完成后将仪器、传感器擦拭干净放入仪器箱。

收集所有与试验有关资料,返回试验室进行数据处理工作。

八、其他注意事项
仪器和传感器为精密仪器,在运输和使用时要注意防震、防潮,现场使用时要注意防止太阳暴晒。

桩基础小应变检测.doc

桩基础小应变检测.doc

桩基础小应变检测
桩基础小应变检测?以下带来关于桩基础小应变检测原理,相关内容供以参考。

1、桩基础
桩基础由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。

若桩身全部埋于土中,承台底面与土体接触,则称为低承台桩基;若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上,则称为高承台桩基。

建筑桩基通常为低承台桩基础。

广泛应用于高层建筑、桥梁、高铁等工程。

2、小应变检测
低应变动力检测常用在桩基完整性检测中,基本原理:通过在桩顶施加激振信号产生应力波,该应力波沿桩身传播过程中,遇到不连续界面和桩底面时,将产生反射波,检测分析反射波的传播时间、幅值和波形特征,就能判断桩的完整性。

优势:如设备简单,方法快速,费用低,是普查桩身质量的一种有力手段,最受建设单位和施工单位的欢迎。

小应变的理论基础是一维应力波理论,基本原理是用小锤冲击桩顶,通过粘结在桩顶的传感器接受来自桩中的应力波信号,采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应,反演分析实测速度信号,获得桩的完整性。

一维应力波理论有一个重要的假设即平截面假设,即假设力和速度只是深度和时间的函数。

理论上,如果杆的长度L远大于杆的直径D,可将其视为一维杆,实际上,如果L/D7,认为可近似作为一维杆件处理。

当桩顶受到锤击点锤击时,将产生一个四周传播的应力波,类似半球面波,除了纵波外,还有横波和表面波,在桩顶附近区域内,平截面假设不成立,只有传到一定的深度即X7D时,应力波沿桩身向下传播的波阵面才可近似看作是平面,即球面波才可近似看作是平面波,一维应力波理论才能成立。

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桩基检测方案(低应变、超声波、钻芯及高应变法)

桩基检测方案(低应变、超声波、钻芯及高应变法)

桩基检测方案工程名称:建设单位:检测方法:低应变法、声波透射法、钻芯法及高应变法编制单位:编制人:审批人:编制日期:一、工程概况本项目位于广东省,采用冲孔灌注桩基础,桩径为φ1200~φ1800mm,设计混凝土强度为C35,总桩数为72根。

二、检测目的和依据2.1 检测依据根据国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003,现提供基桩检测的详细施测方案。

2.2 检测目的根据相关规范、规程要求及本项目的特点,确定采用以下检测方法进行检测:(1)低应变法检测:目的是检测桩身结构完整性,并为高应变和钻芯检测桩确定桩位提供依据。

(2)声波透射法检测:目的是检测桩身结构完整性。

(3)钻芯法检测:目的是检验桩身砼质量、桩身砼强度是否满足设计要求;桩底沉渣是否符合设计及施工验收规范要求;桩底持力层是否符合设计要求;施工记录桩长是否属实。

(4)高应变法检测:目的是检测单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。

三、检测项目和具体内容3.1 低应变检测3.1.1 检测数量根据本项目的要求,确定抽检数量为37根。

检测桩号由相关单位确定3.1.2 检测设备检测仪器采用岩海公司出产的RS-1616K(p)基桩动测仪。

3.1.3 检测原理基桩反射波法检测桩身结构完整性的基本原理是:通过在桩顶施加激振信号产生应力波,该应力波沿桩身传播过程中,遇到不连续界面(如蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷)和桩底面时,将产生反射波,检测分析反射波的到时、幅值和波形特征,就能判断桩的完整性。

假设桩为一维线性弹性杆,其长度为L,横截面积为A,弹性模量为E,质量密度为ρ,弹性波速为C(C2 = E/ρ),广义波阻抗为Z=AρC,推导可得桩的一维波动方程:∂2u/∂t2=C2∂2u/∂x2-R/ρA假设桩中某处阻抗发生变化,当应力波从介质I(阻抗为Z1)进入介质II(阻抗为Z2)时,将产生速度反射波Vr和速度透射波Vt。

令桩身质量完好系数β=Z2/Z1,则有Vr=Vi×(1-β) /(1+β)Vt=Vi×2/(1+β)缺陷的程度根据缺陷反射的幅值定性确定,缺陷位置根据反射波的时间tx由下式确定Lx=C×tx/23.1.4 技术要求1、检测桩头处理(由施工单位完成)(1)凿去桩顶浮浆、松散或破损部分,露出坚硬的混凝土表面,使桩顶表面平整干净无且无水。

基桩动力检测低应变反射波法

基桩动力检测低应变反射波法

基桩动力检测低应变反射波法第一节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 =ρcA (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),ρ为桩的质量密度(单位为kg/m3),ρc为桩的声特性阻抗或声阻碍抗率(单位为kg/m2s)。

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λ大于桩的直径)。

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ρc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σT = σ1 [2A1 /(A1+A2)]σR= σ1[(A2 – A1) /(A1 +A2)] (2.2)及v T = v1 [2A1 /(A1+A2)]v R= -v1[(A2 – A1) /(A1 +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A1=A2,或Z1=Z2,则有σT = σI v T =v IσR= 0 v 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。

小应变检测[最新]

小应变检测[最新]

低应变法(小应变法)一、基本要求与内容(1)施工后,宜先进行工程桩完整性检测后进行承载力检测。

当基础埋深较大时,桩身完整性检测应在基坑开挖至基底标高后进行。

桩身完整性抽样检测,检测桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别,检测方法应采用低应变法。

低应变法试验应由具有相应检测资质的单位承担。

(2)当采用低应变法抽检桩身完整性所发现的Ⅲ、Ⅳ类桩之和大于抽检桩数的20%时,宜采用低应变法在未检桩中继续扩大抽检。

(3)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。

3)当施工质量有疑问的桩、设计方认为重要的桩、局部地质条件出现异常的桩、施工工艺不同的桩数量较多,或为了全面了解整个工程基桩的桩身完整性情况时,应适量增加抽检数量。

(4)当采用低应变法检测时,受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%,且不小于15MPa。

(5)低应变法的有效检测桩长范围应通过现场试验确定。

(6)桩身完整性类别应按低应变法桩身完整性类别判定表判定。

低应变法桩身完整性类别判定表二、核查办法(1)核查试验是否由具有相应检测资质的单位承担。

(2)核查检测报告内容是否符合规定。

(3)核查检测报告是否附有桩身完整性检测的实测信号曲线。

(4)核查检测报告有无桩身波速取值、桩身完整性描述、缺陷位置及桩身完整性类别、无时域信号时段所对应的桩身长度标尺、指数或线性放大的范围及倍数或幅频信号曲线分析的频率范围、桩底或桩身缺陷对应的相邻谐振峰间的频差等基本信息。

三、核定原则凡出现下列情况之一,本项目核定为“不符合要求”。

(1)出具检测报告的单位无相应检测资质。

(2)应采用低应变法检测的单位工程无相应检测报告或检测数量不足。

(3)评价结果桩身完整性类别为Ⅳ类的桩,又未采取补强措施。

小应变基本理论和常用方法

小应变基本理论和常用方法

填空题:1:低应变法是采用(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。

2:低应变动力检测方法包括(反射波法)和(机械阻抗法)3:低应变动测反射波法是通过分析实测桩顶(速度响应信号)的特征来检测桩身的(完整性),判别桩身(缺陷)位置及影响程度。

4、低应变反射波法、桩身混凝土纵波波速的定义为(C=√(E/ρ));缺陷的深度计算式为(ΔT/2∙C)(均写出表达式即可)。

5:低应变法的理论基础以(一维线弹性杆件)模型为依据。

因此受检桩的长细比、瞬态激励脉冲有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比均宜大于(5),设计桩身截面宜(基本规则)。

6:速度导纳是指(响应速度与激励力之比)。

7:在时域曲线上所显示的动力检测力脉冲波越宽,它的频谱(越窄),(低频成分)越丰富;反之,力脉冲波越窄,其频谱(越宽),(高频成分)越丰富。

8:桩身缺陷越严重,缺陷处透射波强度越(弱)。

9:当桩身存在着离析时,波阻抗变化主要表现为(ρ•C)的变化当桩身存着缩径时,波阻抗的变化主要表现为( A )的变化。

10:某截面受力大小为F,截面积为S,该截面所受平均应力大小为为(F/S)。

11:弹性模量为E的线弹性体,写出应力、应变间基本关系式(σ=Eє)12:当初始入射波F1沿X正向(向下)传播尚未达到阻抗变化界面前,下行波就是(入射波),无(上行波)13:初始入射波F i沿X正向(向下)传播,到达阻抗变化界面将产生(反射和透射)14:透射波在截面变化处总是(不)改变方向或符号,且截面缩小处透射波的幅值(大于)入射波。

15:若在桩顶检测出的反射波速度信号与入射波极性相反,则表明在相应位置截面(扩大)。

16:虽然波速与混凝土强度二者并不呈一一对应关系,但二者整体趋势上(呈正相关关系)。

17:声波透射法以超声波的(声速)和(振幅)为主,(频率)和(波形畸变)为辅来判断混凝土的质量。

桩基检测小应变结果

桩基检测小应变结果

桩基检测小应变结果对于基桩的理论假设是建立在一维波动理论上来描述杆的波动问题的.这种理论假设只是在特定边界条件下的假设,在实际基桩测试过程中,由于复杂的地质条件、施工方法和技术,这种假设有时并不能得到完全满足,应在检测过程中予以注意。

虽然低应变冲击能量小,所激发桩周土阻力很小,但桩周土阻力对应力波传播的影响非常大。

不同地质条件,在基桩检测中均会对检测结果产生不同的影响和干扰。

根据反射波法理论,这种干扰的大小主要取决于基桩本身和围岩的波阻抗差异。

根据桩身和围岩波阻抗差异,对围岩与基桩的关系进行分析:(1)桩周及桩底为同一地层或波阻抗差异较小的交互地层时,满足一维波动理论的假设条件。

检测曲线异常则由基桩本身的缺陷所致。

(2)桩周地层为波阻抗差异较大的交互地层时,由于地层界面处波的反射可能引起曲线异常,所以,对检测曲线异常的解释就存在多解性,即可能是由于基桩本身的缺陷所致,也可能是由于基桩周围的地层变化所致。

此时应注意在排除地层产生异常的可能性后,进一步确定基桩本身是否存在缺陷.当基桩测试的波形出现异常时,要准确判断异常是由基桩的缺陷引起还是地层变化所引起。

单纯从波形上分析解释比较困难,可将同一场地、同一桩型被测桩的结果比较分析,即借助于有关的地质资料和检测波形进行综合分析研究,方可得到准确的判断结果。

(3)当桩尖坐落在土壤、沙层和黏土等波阻抗比较小的地层上时(摩擦桩),桩体混凝土和持力层的波阻抗差异较大,桩身波阻抗大于桩底波阻抗,此时桩底反射信号明显。

(4)当桩尖坐落在砂岩、石灰岩、变质岩等与混凝土波阻抗差异较小或接近的岩层中时,对嵌岩桩,当桩底嵌固良好时,桩底反射较明显。

(5)当桩尖坐落在花岗岩、玄武岩等与混凝土波阻抗差异较大的岩层中时,桩身波阻抗小于桩底波阻抗;对嵌岩桩,当桩底嵌固良好时,桩底反射较明显。

小应变法基桩检测技术交底书

小应变法基桩检测技术交底书

基桩检测技术交底书1、检测内容及目的采用低(小)应变反射波法对基桩桩身完整性进行检测。

根据要求基桩桩长一般不大于40.0m的桩应进行低应变反射波法桩身完整性检测;2、检测依据《铁路工程基桩检测技术规程》(TB 10218-2008)3、检测前准备工作(1) 桩顶应凿至设计标高且桩顶面应为硬实混凝土面并大致水平。

传感器安装点和激振点应打磨光滑并处于水平状态。

将被测桩头除去浮浆,凿出松动和有裂缝破损部分,表面应平整干净无积水,露出密实混凝土面,大致凿平。

建议在破除桩头时,应避免采用爆破、破拆车等容易破坏桩头的措施。

对于预应力管桩,当法兰盘与桩身混凝土之间结合紧密时,可不进行处理,否则必须将其截除磨平后方可进行检测。

(2) 对于钢筋混凝土灌注桩,当激振点在桩顶中心时,传感器安装点与桩中心的距离宜为桩半径的2/3;当激振点不在桩顶中心时,传感器安装点与桩中心的距离宜为桩半径的1/2。

当桩径不大于800mm时不宜少于2个测点,当桩径大于800mm时且不大于1250mm时不宜少于3个测点,当桩径大于1250mm时不宜少于4个测点。

对于预应力混凝土管桩,激振点和传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处,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°。

(3) 激振点与传感器安装点应避开钢筋笼的主筋影响,建议距离桩的主筋不小于50mm。

(4) 当桩头侧面与混凝土垫层相接时,除非对测试信号没有影响,否则应凿除断开。

(5) 建议检测时避免大型机械通过,或爆破等振动源产生。

接下页:传感器安装点和激振点示意图见下图1,结合现场桩基桩径情况进行清洁磨平。

激振点传感器安装点D≤0.8m 0.8m<D≤1.25m 1.25m<D≤2.0m 图1 实心桩不同桩径激振点和传感器安装点布置示意图。

桩基静载与大小应变.doc

桩基静载与大小应变.doc

桩基静载与大小应变桩基静载与大小应变?以下带来关于桩基静载与大小应变的介绍,相关内容供以参考。

1、桩基静载试验桩基静载试验是一项方法成立,理论上无可争议的桩基检测技术。

在确定单桩极限承载力方面,它是目前最为准确、可靠的检验方法,判定某种动载检验方法是否成熟,均以静载试验成果的对比误差大小为依据。

因此,每种地基基础设计处理规范都把单桩静载试验列入首要位置。

一般情况下,桩基静载试验的成果数据,如单桩承载力、沉降量等均认为是准确、可靠的,这已为无数的工程实例证明。

2、大小应变大小应变,专业名称是高应变动测法和低应变动测法。

高应变动测法用重锤激振,使桩产生大贯入度。

由于作用力和应变量越接近于桩的实际受力状态(贯入度≥1.5mm),桩土体系的相互作用越能得到实现,所以,用高应变动测法即可检测桩的极限承载力,又可检测桩身的完整性。

低应变动测法如机械阻抗法、水电效应法等主要用于检测桩的完整性检测,间接地推算工程桩的允许承载力。

在测试过程中,要求土的应力-应变关系保持在线性变形阶段内。

具体的应用情况视规范规定确定。

根据《JGJ 94—2008 建筑桩基础技术规范》有下列情况之一的桩基工程,可采用高应变动测法对工程桩单桩竖向承载力进行检测:1、除本规范第9.4.3 条规定条件外的桩基;2、设计等级为甲、乙级的建筑桩基静载试验检测的辅助检测。

桩身质量除对预留混凝土试件进行强度等级检验外,尚应进行现场检测。

检测方法可采用可靠的动测法,对于大直径桩还可采取钻芯法、声波透射法;检测数量可根据现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106 确定。

对专用抗拔桩和对水平承载力有特殊要求的桩基工程,应进行单桩抗拔静载试验和水平静载试验检测。

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灌注桩小应变检测规范

灌注桩小应变检测规范

灌注桩小应变检测规范篇一:基桩低应变检测桩头处理要求广州市盛通建设工程质量检测有限公司基桩低应变检测桩头处理要求1、凿去桩顶浮浆、松散或破损部分,露出坚硬的混凝土表面,桩顶表面平整干净且无积水;2、桩头埋在水平地面以下时,开挖至桩头出露不少于10cm的深度,所开挖的坑槽大小应满足一人在坑内弯腰敲锤需要的活动空间;3、桩顶的材质、强度、截面尺寸与原桩身基本等同;对于预应力管桩,当法兰盘与桩身混凝土之间结合紧密时,可不进行处理,否则应采用电动锯将桩头锯平;4、妨碍正常测试的桩顶外露主筋、箍筋应割掉,特别是横贴在桩面上的箍筋须割掉;5、灌注桩桩面必须用打磨机磨平检测点和锤击点,桩径小于或等于1200mm 时磨4个点,桩径大于1200mm时磨5个点,打磨点为直径100mm的圆形。

打磨点在桩面上的分布:桩中心磨1 个点,其余点则磨在与桩中心距离为桩半径的三分之二,且等间距位置上(见下图)。

1篇二:桩基检测方法及取样数量的规定江西省力学学会基础工程检测与研究专业委员会赣力基础[2009]第001号关于江西省建筑基桩及复合地基检测方法及取样数量的规定本专业委员会全体委员、全省各地基基础工程检测单位:为了严格执行国家规范标准,确保我省基础工和使用安全可靠,本专业委员会组织省内结构专家、地基基础检测专家根据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003、J256-2003)、《建筑地基处理技术规范》(GB79-2002、J220-2002)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)、《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)、《既有建筑地基基础加固技术规范》(JGJ123-2000-2002)及江西省建设工程安全质量监督局对地基基础检测的有关规定,综合近几年来我省地基基础检测验收的成功经验,现对各类桩基及复合地基检测方法及取样数量作出如下规定,各地基基础检测单位应严格执行。

基桩检测技术-小应变

基桩检测技术-小应变

基桩检测技术——反射波法1.反射波法测桩基完整性原理在桩顶激振,弹性波沿桩身向下传播,在桩身存在明显波阻抗面(如桩底、断桩或严重离析)或桩身截面积变化(如缩颈或扩颈)部位,将产生反射波,桩的特性满足一维波动方程。

2.检测方法2.1桩头处理桩头处理的好坏直接影响测试信号的质量。

因此,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等同。

灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散、破损部分,露出坚硬混凝土表面;桩顶应平整干净无积水;敲击点和传感器粘接部位应打磨平整,否则多次锤击时信号重复性较差;外露主筋过长应截去,避免高频影响。

当桩头与承台或垫层相连时,对测试信号会产生影响,测试时桩应与混凝土承台断开;当桩头侧面与垫层相连时,除非对测试信号没有影响,否则应断开。

2.2传感器的安装和激振操作(1)传感器用耦合剂粘结时,粘结层应尽可能薄;传感器底安装面应与桩顶面紧密接触。

传感器安装部位应在距桩中心2/3半径处;激振以及传感器安装均应沿桩的轴线方向。

(2)为了能对室内信号分析发现的异常情况提供必要的比较或解释依据,检测过程中,同一工程的同一批桩的试验操作宜保持同条件,不仅要对激振操作、传感器和激振点布置等某一条件改变进行记录,还要记录桩头外观尺寸和混凝土质量的异常情况。

(3)桩径增大时,桩截面各部位的运动不均匀性也会增加,桩浅部的阻抗变化往往表现出明显的方向性。

故应增加检测数量,通过各接收点的波形差异,大致判断浅部缺陷是否存在方向性。

每个测点有效信号不少于3个,而且应具有良好的重复性,通过叠加平均提高信噪比。

(4)瞬态激振通过改变锤的重量及材质,可改变冲击入射波的脉冲宽度及频率成分。

锤头质量较大或刚度较小时,冲击入射波脉冲较宽,低频成分为主;当冲击力大小相同时,能量较大,应力波衰减较适合于获得长桩桩底信号或下部缺陷的识别。

2.3测试参数设定从时域波形中找到桩底反射位置,仅仅是确定了桩底反射的时间,根据△T=2L/C,只有已知桩长L才能计算波速C,因此桩长参数应以实际记录的施工桩长为依据,按测点到桩底的距离设定。

桩基完整性(低应变试验)试验方法

桩基完整性(低应变试验)试验方法

桩基完整性(低应变试验)试验方法1.1 基础完整性检测(低应变试验)1.1.1 适用范围低应变反射波法适用于混凝土灌注桩、混凝土预制桩、预应力管桩和CFG桩。

对于桩身截面多变且变化幅度较大的灌注桩,应采用其他方法辅助验证低应变法检测的有效性。

受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70%,且不应低于15MPa。

1.1.2 检测原理低应变反射波法是目前国内普遍采用的低应变法。

它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5.1.1.3 检测方法及工艺要求1.1.3.1 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,施工单位需做好以下准备工作: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。

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.在基坑内检测,应提前将基坑内水抽干,并搭设好梯子,便于上下。

e。

搜集受检桩的相关技术资料,包括工程概况、基桩的设计参数、场地的工程地质资料以及施工记录情况。

小应变

小应变

图4 桩身截面减小实测波形图
(b) L1处桩截面增大
如图5所示,在L1
处有 n
Z1 A 1 1 Z 2 A2
, 0。 F
可得结论:截面减小处,VR与VI反号,而VT与VI同号。
图5 桩身截面增大实测波形图
(3)桩身发生断裂 如图6所示,桩身在L1处完全断开,Z2相当于空气的 波阻抗, Z2 趋于0。可得: 可得结论:应力波在断开处发生反射,由于透射波
Z1 1C1 A1 n Z 2 2 C 2 A2
2.2 应力波在阻抗界 面处的反射与透射
如图2所示,应 力波在阻抗界面处产 生反射与透射。
图2应力波的反射与透射
根据应力波理论,由连续条件、牛顿第三定律以 及波阵面动量守恒条件,得
U R FU I U T TU I
射波、反射波、透射波, T 为反射系数, F 为透射系 数,其中
U 为应力波的速度,下标 R 、I 、T 分别表示入
2 T 1 n
1 n F 1 n
3 试验步骤
3.1测试步骤
测试前须收集土层断面图、桩横截面积、长度、总体布 置和打桩工程的一般性能等资料。测试前消除海绵状的突出 部分和松散混凝土,使桩的表面干净平整,使桩头上有压贴 加速度计和用锤敲击的表面。测试步骤如下: (1)连接仪器和电源,打开电源开关,预热数分钟,调 测试仪器至待命工作状态; (2)将加速度传感器安装在桩头的平整部位; (3)用小锤短促而有力的锤击桩头数次,采集锤击所得 信 号; (4)从微机屏幕上选区满意的波形曲线并存盘; (5)根据波的反射特性,对记录曲线进行分析、计算, 评价桩身质量及完整性。
(b)夹泥
Z C n1 1 1 1 1 Z 2 2C2

桩基检测小应变

桩基检测小应变

桩基检测小应变
小应变检测也称为低应变动力检测,它是相对对大应变动力检测而言的。

低应变检测是从事岩土工程检测、结构检测、工程物探、工程测绘、房屋质量检测、室内环境质量检测、环境化学检测、环境工程、安全评价、水务设计与建设行业、水利水电行业、铁路、公路交通行业、化工、市政等行业岩土工程、地质灾害、环境保护相关的技术服务、咨询、开发工作,以及与上述业务相关的延伸业务。

桩基检测小应变的注意事项:
1)现场测试准备。

准备工作的好坏直接影响测试结果的准确性可靠性。

在检测前务必注意以下几点:
a.桩头处理严格符合铁路基桩检测技术规程;
b.搜集必要的地质资料;
c.传感器安装点需充分打磨平整。

2)传感器的选用安装。

在对基桩进行低应变反射波法测试时选用高灵敏度加速度传感器检测。

检测时,在将浮点工程动测仪、计算机、传感器和电源按要求连接好后,把传感器用粘贴剂粘在检测桩桩顶轴心平面处,传感器应尽可能平行于桩身轴线,位置一般在钢筋笼之内远离力棒的敲击点,传感器与桩头一定要粘贴牢固,因为不同的粘结方式对实测波形影响很大,安装不牢会使波形失真,给波形分析带来困难甚至造成误判,所以传
感器与桩头应绝缘、密贴,不得有气泡。

根据实测经验认为,在桩头平整的条件下,采用橡皮泥安装传感器可获得理想的桩身完整性实测曲线。

3)激振方式的选择。

在实际检测中,要根据不同条件,采用不同的激振方式,合理调整激振,能量要适中,以取得满意的测试效果,敲击时要垂直于桩顶,避免连击。

大小应变检测

大小应变检测

大小应变检测
小应变检测也称为低应变动力检测,它是相对对大应变动力检测而言的。

原理:
低应动力变检测常用在桩基完整性检测中,基本原理:通过在桩顶施加激振信号产生应力波,该应力波沿桩身传播过程中,遇到不连续界面(如蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷)和桩底面时,将产生反射波,检测分析反射波的传播时间、幅值和波形特征,就能判断桩的完整性。

小应变的理论基础是一维应力波理论,基本原理是用小锤冲击桩顶,通过粘结在桩顶的传感器接受来自桩中的应力波信号,采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应,反演分析实测速度信号,获得桩的完整性。

一维应力波理论有一个重要的假设即平截面假设,即假设力和速度只是深度和时间的函数。

小应变的理论基础是一维应力波理论,基本原理是用小锤冲击桩顶,通过粘结在桩顶的传感器接受来自桩中的应力波信号,采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应,反演分析实测速度信号,获得桩的完整性。

一维应力波理论有一个重要的假设即平截面假设,即假设力和速度只是深度和时间的函数。

运用:低应变检测在基桩检测中的应用
大应变检测用重锤冲击桩顶,实测桩顶部的速度和力时程曲线,通过波动理论分析,对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定的检测方法。

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基桩检测技术——反射波法1.反射波法测桩基完整性原理在桩顶激振,弹性波沿桩身向下传播,在桩身存在明显波阻抗面(如桩底、断桩或严重离析)或桩身截面积变化(如缩颈或扩颈)部位,将产生反射波,桩的特性满足一维波动方程。

2.检测方法2.1桩头处理桩头处理的好坏直接影响测试信号的质量。

因此,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等同。

灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散、破损部分,露出坚硬混凝土表面;桩顶应平整干净无积水;敲击点和传感器粘接部位应打磨平整,否则多次锤击时信号重复性较差;外露主筋过长应截去,避免高频影响。

当桩头与承台或垫层相连时,对测试信号会产生影响,测试时桩应与混凝土承台断开;当桩头侧面与垫层相连时,除非对测试信号没有影响,否则应断开。

2.2传感器的安装和激振操作(1)传感器用耦合剂粘结时,粘结层应尽可能薄;传感器底安装面应与桩顶面紧密接触。

传感器安装部位应在距桩中心2/3半径处;激振以及传感器安装均应沿桩的轴线方向。

(2)为了能对室内信号分析发现的异常情况提供必要的比较或解释依据,检测过程中,同一工程的同一批桩的试验操作宜保持同条件,不仅要对激振操作、传感器和激振点布置等某一条件改变进行记录,还要记录桩头外观尺寸和混凝土质量的异常情况。

(3)桩径增大时,桩截面各部位的运动不均匀性也会增加,桩浅部的阻抗变化往往表现出明显的方向性。

故应增加检测数量,通过各接收点的波形差异,大致判断浅部缺陷是否存在方向性。

每个测点有效信号不少于3个,而且应具有良好的重复性,通过叠加平均提高信噪比。

(4)瞬态激振通过改变锤的重量及材质,可改变冲击入射波的脉冲宽度及频率成分。

锤头质量较大或刚度较小时,冲击入射波脉冲较宽,低频成分为主;当冲击力大小相同时,能量较大,应力波衰减较适合于获得长桩桩底信号或下部缺陷的识别。

2.3测试参数设定从时域波形中找到桩底反射位置,仅仅是确定了桩底反射的时间,根据△T=2L/C,只有已知桩长L才能计算波速C,因此桩长参数应以实际记录的施工桩长为依据,按测点到桩底的距离设定。

速度传感器灵敏度大于300mv/cm/s;加速度传感器灵敏度大于100mv/g。

采样时间间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辩率合理选择;采样频率越高,则采集的数字信号越接近模拟信号,越有利于缺陷位置的准确判断。

时域信号采样点数不宜少于1024点。

稳态激振是按一定频率间隔逐个频率激振,要求在每一频率下激振持续一段时间,以达到稳态振动状态。

频率间隔的选择决定了速度幅频曲线和导纳曲线的频率分辨率,它影响桩身缺陷位置的判定精度;间隔越小,精度越高,但检测时间很长,降低工作效率。

一般频率间隔设置为3Hz、5Hz或10Hz。

每一频率下激振持续时间的选择,理论上越长越好,这样有利于消除信号中的随机噪声和传感器阻尼自振项的影响。

3.实测曲线判读解释的基本方法3.1缺陷存在可能性的判读判断桩身缺陷存在与否,需要分辨实测曲线中有无缺陷的反射信号(波至时刻设为△t),及分辨桩底反射信号(波至时刻设为△tb),这对缺陷的定性及定量解释是有帮助的。

另外,利用tb可换算桩身平均纵波速,从而评价桩身存在缺陷的严重程度。

此外还应认真分析施工工艺、地质资料等,排除由于桩周土层波阻变化过大等因素造成的“假反射”现象。

3.2定量解释:(1)缺陷位置计算:L c=△t·C0/2,(1)——波速,可由其它同类完整桩计算或由混凝土标号估算。

C):(2)缺陷规模(厚度LC=(△t/-△t)C/2 (2)LCC——缺陷段纵波速,其值可根据定性解释,结果参照表1选取。

△t/、△t——分别为缺陷段顶、底面反射波的波至时刻。

3.3桩身完整性类别判定:3.3.1判定方法采用时域和频域波形分析相结合的方法进行桩身完整性判定,亦可根据单独的时域或频域波形进行完整性判定。

一般在实际应用中以时域分析为主,频域分析为辅。

3.3.2判定标准根据实测信号特征进行桩身完整性判定的分类标准见表2。

显然缺陷类别的判定是定性的。

需要强调的是,仅仅依靠信号特征判定桩身完整性是不够的,需要检测分析人员结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况等进行综合分析判定。

3.3.3无桩底反射时的判定表2中没有列出桩身无缺陷或缺陷轻微但无桩底反射这种信号特征的类别划分。

事实上,低应变法测不到桩底反射信号这类情形受多种因素,如:(a)软土地区的超长桩,长径比很大;(b)桩周土约束很大,应力波衰减很快;(c)桩身阻抗与持力层匹配良好;(d)桩身截面阻抗显著突变或沿桩长渐变;(e)预制桩接头影响。

其实,当桩侧和桩端阻力很强时,高应变同样也测不出桩底反射。

所以,上述原因造成无桩底反射也属正常。

此时的桩身完整性判定,只能依据经验、参照本场地和本地区的同类型桩综合分析或采用其他方法进一步检测。

另外,根据测试信号幅值大小判定缺陷程度,除受缺陷程度影响外,还受桩周土阻尼大小及缺陷所处深度影响。

因此,如何正确判定缺陷程度,特别是缺陷明显时,如何区分是Ⅲ类桩还是Ⅳ类桩,应仔细对照桩型、地质条件、施工情况结合当地经验综合分析判断。

不仅如此,还应结合基础和上部结构型式对桩的承载安全性要求,考虑桩身承载力不足引发桩身结构破坏的可能性,进行缺陷类别划分,不宜但凭测试信号定论。

桩身混凝土中的缺陷与施工方法密切有关。

不同的施工方法出现的缺陷类型以及不同类型的缺陷出现的几率都不一样。

4.桩基常见缺陷4.1水下灌注桩常见缺陷:4.1.1断桩(包括全面夹泥和夹砂)这类缺陷多半因为导管提升时冒口,新注入的混凝土压在封口的泥浆上,以及因机械故障而停止灌注过久,提升导管时将已初凝的混凝土拉松,或继续施工时对表面未加清理等原因造成。

断桩部位往往不是一个薄层,而是具有相当厚度的一个缺陷,检测时不难发现。

4.1.2局部截面夹泥或缩径产生这种缺陷是由于导管插入深度不适当,导致混凝土从导管流出向上顶托时,形成湍流或翻腾,使孔壁剥落或坍塌,形成局部断面夹泥或周边环状夹泥。

该缺陷将影响桩的承载面积,同时由于钢筋外露而影响耐久性,对这类缺陷应尽可能检出其面积大小,以便核算桩的承载力。

4.1.3分散性泥团及“蜂窝”状缺陷其成因与孔壁因混凝土骚动而剥落有关外,还与混凝土离析及导管中压入的空气无法完全排出有关。

此类缺陷影响混凝土的强度。

4.1.4集中性气孔当导管埋入厚度较深,混凝土流动性受阻(不足)时,间歇倒入导管的混凝土会将导管中气体压入混凝土中无法排出,有时会形成较大的集中性气孔,将影响断面受力面积。

4.1.5桩底沉渣在灌前清孔不净,将导致桩底沉渣。

对端承桩而言,桩底沉渣过厚会导致桩受力时沉降位移,因此应进行桩底压浆处理。

4.1.6桩头混凝土低强区在混凝土灌注过程中,封口混凝土或砂浆与水接触,在顶拖过程中会混入泥水,因而强度较低,灌注完成后应将其凿除,若未彻底凿除,则形成桩头低强度区。

在桥梁桩中,桩顶低强区非但影响承载力,而且当河底变化时很容易被水流冲刷和腐蚀。

由于桩顶一般均已露出地面,可采用多种方法对混凝土强度进行检测,所以其测值也可作为全桩混凝土强度检验值。

4.2干孔灌注桩常见缺陷干孔灌注桩的混凝土通过升降机或溜管送到浇注面,常见缺陷有:4.2.1混凝土层状离析及断桩:在地下水较高的地区,常因地下水涌入孔中来不及抽干,浇入的混凝土被水冲刷或浸泡,而形成层状离析,严重时砂石呈层状堆积,水泥浆上浮形成断桩。

4.2.2局部夹泥或“蜂窝”干孔灌注时常因孔壁护筒渗漏,涌入泥水形成局部夹泥,或灌注时未捣实,形成“蜂窝”状缺陷。

4.2.3局部严重离析由于混凝土注入高度超过施工规定,往往形成石子滚到边缘的离析现象,此时石子集中区易形成“蜂窝”,而砂浆集中区因声速下降而被误判。

4.2.4桩底沉渣未清孔即注入混凝土形成桩底沉渣。

4.3常见缺陷波形描述4.3.1完整桩实测波形一般呈自由振动衰减,速度传感器实测波形规则。

对于摩擦桩,桩底反射明显,易于读取反射波到达时间,桩身混凝土平均波速较高。

对于嵌入基岩的端承桩,由于声抗相近,在桩较长时,桩底不易辨别。

如果端承桩实测波形有明显反射,在排除了高阻抗的情况下,就要怀疑桩尖有沉渣。

4.3.2裂缝类缺陷包括裂纹、裂缝、缩颈、离析、沉渣、夹泥等。

因为遇到此类缺陷的反射波都与入射波同向。

波形一般呈规则反射。

若缺陷位置不深,可明显判别第一反射点,第二反射点等。

裂纹对波形的影响在振幅上不太明显。

裂缝除对波幅有较大衰减外,还导致波频降低。

夹泥现象一般发生在地层变化和软地层区域,判读时可结合地质资料对应起来看。

沉渣发生在钻孔底部,有打桩(成孔)记录时,很容易判别。

当桩身严重离析时,其波速较低反射波幅减少,频率降低产生反射信号不明显,信号变宽。

缩颈现象一般也与地层变化有关,有时孔壁坍塌、低应力较高区段也可能造成缩颈现象。

在等截面桩身中,一般缩颈与扩颈是伴生的,它与单纯的缩颈在波形上有区别。

4.3.3断桩断桩是桩基工程的极大隐患。

在动测桩基完整性时,单根断桩较易判别,实测波形往往初始规则衰减,在对应桩身断裂处的波形出现较大幅值的低频迭加,波幅也明显降低,无桩底反射信号。

但在群桩或有承台、框架结构的单桩,有低频迭加,不一定是断桩。

断桩产生的原因主要是因为施工质量差,如浇注时将导管拔出、管底密封不好而进水、钢筋笼上浮而引起;也可能是浇灌完后,桩身混凝土终凝前受外界因素影响而断裂,常表现为贯穿整个横截面的裂缝;或二次浇注间隔时间过长形成断桩(层)。

断裂一般表现为夹杂、一层阻抗较低的介质,在波形曲线上形成同相反射,且往往为多次反射,间隔时间相等,表征断裂位置的第一反射脉冲幅值较高,前沿比较陡峭。

由于断桩处声波难以下传,一般桩底难以辨认,如果是无夹杂的裂缝或断层也可以辨认桩底反射。

4.3.4浅部缺陷由于浅部缺陷不像深部缺陷容易判别,常需要与同一场地其他桩相比较判断。

若使用同一力棒敲击同一批桩,入射脉冲的宽度相差应不大,这一点常作为判断是否存在浅部缺陷的重要依据。

浅部缺陷一般用加速度传感器使用小锤敲击检测,因为速度传感器测时,要么直达波振动频率掩盖了缺陷,要么滤波等处理将浅部缺陷给掩盖了。

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