低应变反射波时程曲线分析

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1、工程桩低应变反射波时程曲线解析主讲赵竹占2003.12PhotobyBauerPileQuality:Alwayslikethis?©2001GRL’sMessyArtOralsolikethat?Whattodo?IntegrityTestingSonicPulseEcho;TransientResponse(PIT)SmallhammerimpactdeviceAccelerometermeasuresresponse(defect)方法原理反射波法是以应力波在桩身中的传播特征为理论基础，当应力波在假定的一维均质杆件（桩）中

2、传播时，其纵向的振动微分方程为：⑴⑵方法原理由波阵面动量守恒条件：⑶方法原理⑸方法原理反射系数透射系数⑷方法原理当桩底为支承桩，胶结良好，波阻抗近似不变时，时，由⑷，⑸可知应力波为全透射，无反射信号，一般看不到桩底反射。但先决条件是激振的能量充分影响到桩底情况下。则方法原理当界面上从高阻抗进入低阻抗时（），如磨擦桩的桩底、断裂、离析、缩径等缺陷。，则，，由⑷式可知与异号，下行的压缩波，上行的拉力波，由⑸式可知与符号一致，反射波与入射波同相。方法原理当界面上从低阻抗进入高阻抗时，如扩径桩或嵌入高阻抗的嵌岩桩，此时由于则，由⑷，⑸式

3、可知与同号，反射应力同入射的压缩波，而与相反，反射波与入射波反相。曲线解析一、完整桩一般完整桩在时程曲线上的反应：对于摩擦桩和嵌岩桩表现有三种情况：桩底反射与初始入射波同相；桩底反射不明显,以及桩底反射与初始入射波先反相后同相。如图所示：图1：该状径.377mm，桩长8m的振动沉管桩，设计砼强度等级C25,设计承载力为600KN,经测试后桩底反射明显,Vp值为3400m/s,经静荷载试验加载1216KN时,桩累计沉降量为7.63mm,卸载后桩顶回弹量为2.74mm,桩的残佘沉降为4.62mm，属完整桩。图1完整桩波形图图2：该桩

4、为桩径1000mm，桩长30.3m钻孔桩，桩身完整,波速在3700m/s,砼设计强度C30,在8m以前曲线下降,为粉砂土较好地层反应,桩底反射与入射同相,桩底反射明显.图2完整桩波形图图3：该桩为桥梁桩，Φ800mm，桩长25.5m。桩身完整,波速在3500--3600m/s，砼设计强度C30，在４m后曲线下降，为粉砂土较好地层反应,桩底反射与入射同相，桩底反映明显。图3完整桩波形图图4：该桩设计桩径φ1200mm,长53m,C25,进入中风化，二桩桩身完整，桩底反射明显。0-4号Vp=3598m/s,桩底呈同相反射，有沉渣;0

5、-7号桩Vp=3549m/s,桩底呈反相反射，嵌岩较好。图4完整桩波形图图5：该桩径1400mm，桩长26m钻孔桩，桩身完整，23m处为砂卵石层，孔壁坍塌，造成扩径，呈反向反射，但未见桩低反射，下图曲线在23m呈反相扩径，並可见26m处桩底反射。波速=3400-3500m/s。图5完整桩波形图图6：该桩径1000mm，桩长34m钻孔桩，桩土作用在时域波形中有明显反映，0-13m为粉质黏土，13-31m为淤质黏土，31-32m含砾黏土，32-33.5m强风化，33.5m以上中风化。曲线完整,桩底反相,说明嵌岩良好．图6完

6、整桩波形图图7：该桩径1200mm,桩长26m，砼强度C25。桩尖持力于微风化安山粉岩2m，距桩头10-20m的地层较好，曲线上抬，桩底反射与入射波呈同相，说明有沉渣，波速在3500m/s，其桩身完整。图7完整桩波形图曲线解析二、缩径桩缩径桩在时程曲线上的反映比较规则，缩径部位的缺陷呈先同相后反相，或仅见到同相反射的信号，视严重程度，可能有多次反射，此类缺陷桩一般可见桩底信号。如图所示：图8：该桩径为1000mm，桩长56m钻孔桩，地质条件为20m上部为粉砂，下部为淤泥。从曲线分析4m左右扩径，19.5m左右缩径和地层界面的综合

7、反映。经取芯岩性在19m处取得岩性一侧夹泥，是缩径致。图8缩径桩波形图图9：该桩径426mm，桩长18m沉管桩。钢筋笼长6m，设计承载力标准值320kN,经测试:桩身6.5-7m处存在缩径或局部离析，其原因成桩时拔管太快所致，说明钢筋笼底部存在缺陷，但桩底基本可见，属Ⅱ类桩。图9缩径桩波形图图10：该桩径600mm，桩长19.2m钻孔桩。桩头有约4m护筒，直径1.0m，在护筒底部有800mm缩径明显，并在5m处扩径，可见2次反射，桩底反射明显，计算Vp＝3650m/s判别属于正常完整Ⅰ类桩。图10缩径桩波形图图11：该桩径150

8、0mm，桩长44.5m钻孔桩。桩设计混凝土强度C25,测试时发生在2m处同向子波反射幅值高于初至波，并有后继的多次反射，解释人员误认为传感器黏结引起的正常振荡而判为Ⅰ类，经证实在2.2m左右桩身严重缺陷（夹泥），应属于Ⅲ类，后凿去桩头缺陷上部段，重新接桩。