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1、·线路/路基·低应变反射波法在预应力混凝土管桩检测中的应用史兴华(铁道第三勘察设计院岩土工程总公司 天津 300251) 摘 要:低应变反射波法是基桩完整性无损检测的一种方法。介绍该方法在预应力混凝土管桩检测中的应用情况。关键词:低应变反射波法;预应力混凝土管桩;应用+ 中图分类号:TU473116文献标识码:B文章编号:10042954(2004)06006202低应变反射波法是建立在一维均质弹性杆件基础1 概述上的,它的数学模型是一种理性化的模型。虽然预应近年来,预应力混凝土管桩因其具有施工速度快、力混凝土管桩因材质均匀,较好符合一维弹性杆件的对环境
2、影响较小、承载力高、成桩质量相对可靠等优理论模型,但在工程实际应用中,反射波传播过程中受点,被广泛应用于我国沿海地区松软场地的各类工程到的影响因素很多,并且现场测试中不同的操作方法中。预应力混凝土管桩与灌注桩等其他桩型相比,有得到的结果也略有差异。着其自身特点。其主要表现在多节接桩、空心、桩头与在现场开展检测工作时,要结合预应力混凝土管桩身材质不同等。容易出现的桩身质量问题一般有接桩的自身特点,采取可靠措施,消除或减弱不良因素影桩不良、裂隙及断裂、桩身局部破碎、法兰脱落等几种响,获得真实反映桩身特征的良好信号。情况,随着施工方法及场地地质条件的不同,上述桩身
3、3 低应变反射波法应用于预应力混凝土管桩检测质量问题出现的概率也发生变化。桩基质量的好坏,直接影响到上部结构的安全。(1)检测时间利用低应变反射波法快速准确检测基桩工程质量可以预应力混凝土管桩在施工后应尽快进行低应变检避免发生大的工程质量事故,同时也为后续检测方法测。由于预应力混凝土管桩施工后不涉及桩身混凝土提供较好的技术参数。的龄期、强度问题,这样就给桩施工后短时间内进行低应变检测提供了条件。众所周知,桩周土的阻抗对反2 低应变反射波法的原理及特点射波信号有较大的影响,在桩施工后短时间内,桩周土反射波法是以应力波在桩身中的传播特征为理论受扰动尚未恢复,桩周
4、侧阻力小,这样反射波的能量衰基础的一种方法。该方法假定桩为连续弹性的一维均减就小,测得的信号清晰,提高了曲线分析的准确度和质杆件,并且不考虑桩周土对沿桩身传播的应力波的可靠度。同时,由于低应变检测进行的时间早,可以为影响。测试时在桩顶竖向激振,弹性波沿着桩身向下后续检测方法提供较好的技术参数,使后续的检测方传播,当桩身存在明显的波阻抗差异界面或桩身截面法(如单桩竖向静载荷试验、高应变动力检测等)更具积发生变化,将产生反射波,经接受、放大、滤波和数据有针对性。处理,可识别来自不同部位的反射信息。通过对反射下面是一工程实例,图1为桩施工完2h内所测信息进行分析计
5、算,判断桩身混凝土的完整性,判定桩曲线,图2为成桩10d后所测曲线。身缺陷类型及位置。其数学模型如下225U25U2-C2=05t5x1 其中,C=(E/ρ)2为沿桩身传播的纵波波速。图1 施工完2h内低应变实测曲线由图1可以看出:由于成桩时间很短,桩周土尚未收稿日期:20040213作者简介:史兴华(1966—),男,工程师,1989年毕业于中国地质大学。恢复,桩周土的阻抗对反射波信号影响较小,测得的信号清晰,接桩部位反射明显。62铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2004(6)©1995-2006TsinghuaTongfangOp
6、ticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·线路/路基·图2为成桩10d后所测曲线。由于此时桩周土已部分恢复,桩周土的阻抗对反射波信号有了较大的影响,接桩部位反射已不十分明显。图3 激振点与接收点关系示意图2 成桩10d后低应变实测曲线中,由于侧覆土压力的作用,桩身也会产生不易察觉的(2)激振方法倾斜。这时,由于桩身两侧所受的土压力不同,桩身容激振锤及振源频率的选择对能否获得良好信号非易产生张裂隙;并且随着时间的推移,裂隙有可能继续常关键。不同直径和长度的桩底以及缺陷的深浅不同发展,从而导致桩身断裂,影响工程质量。此时如果仅所要求
7、的最佳激振频率都有所不同。激振能量大,频仅进行单次测试,并且传感器安装在桩身倾向的一侧,率低,激振信号穿透力强,衰减慢,适宜检测深部缺陷就有可能不能发现桩身缺陷,从而导致误判。及桩底;高频成分丰富的应力波方向性好,能探测的缺检测倾斜桩或具有倾斜趋势的桩时,应首先将传陷精度高,但衰减快,适宜探测浅部缺陷。感器安装在桩身受拉应力的一侧,并要重复测试。由于预应力混凝土管桩直径一般较小,桩长较长,图4～图6是某工程基桩检测实例长径比(L/d)较大,并且是挤土桩,桩周土阻尼较大,休止一段时间后,低应变反射波法检测时容易出现桩底反射不明显甚至没有桩底反射的现象。出现这种
8、情况时,不要为追求桩底反射,一味地用低频重锤,加大锤
