改进型低应变法检测既有公路桥梁桩基完整性的数值分析.pdf

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1、2014年第2期广东公路交通GuangDongGongLuJiaoTong总第131期文章编号：1671—7619(2014)02—0017—03改进型低应变法检测既有公路桥梁桩基完整性的数值分析孙晓立，鲁昌河(广东华路交通科技有限公司，广州510420)摘要：与新建公路桥梁桩基检测相比，由于实际条件的限制，常规低应变法无法有效检测既有公路桩基的完整性。提出了改进型低应变法，通过合理设置传感器位置，有效避免承台对信号传输的干扰。数值分析结果表明：改进型低应变法可以较好地检测既有公路桩基的完整性，具有较好的工程应用前景。关键词：改进型低应变法；既有公路；桩基；完整性中图分类号：U446．3文献标

2、识码：A0概述和缩颈单桩承台。桩基为嵌岩桩，桩和承台均为近年来，我国四川、云南等地区地震频发，地混凝土，桩为均质圆桩。桩和承台总长11．9m，其震后公路桥梁桩基完整性对桥梁结构的正常营运中桩长11．2m，嵌固在承台中0．1m，承台为方形，影响较大。此外，桩基设计或施工质量不佳、软土边长为1．2m，厚度为0．8m；单桩模型的长度为侧向变形等原因，也会造成营运高速公路桥梁桩11．2m，桩为均质圆桩。桩与承台的弹性模量为3．0×10mPa基出现病害。低应变反射波法由于设备简单、操，?白松比为0．2，密度为2420kg／m。作简便、技术较为成熟，在新建结构基桩检测中使为了提高信号检测质量，应在桩截面的

3、正上方布用频率最高，然而由于实际条件的限制(承台或墩点，激振点在承台平面桩中心位置，传感器和激振柱干扰、通车需要)，传统低应变方法检测营运公点间距不应超过2／3R(R为桩的半径)。锤击位置路桥梁桩基完整性的效果较差。营运公路桥墩的取为承台顶面的中心点，测点取在距离锤击位置承台及上部结构对波的传递造成干扰，在实际检0．15m处。测过程中容易造成误判，对桩基检测的时域分析荷载作用位置及测点布置位置如图1所示。增加了难度。为减少承台和上部结构对桩基检测重锤传感器重锤的干扰，本文提出了一种改进型低应变检测方法，口即在承台顶面上钻孔直至桩顶，并将传感器安装承台传感器在孔中的桩顶面上，在承台顶面上锤击，通

4、过传感器接收桩顶的信号，据此来分析桩的完整性。为了客观评价该方法的应用效果，本文建立了单桩桩承台的数值模型，模拟了桩基的缺陷，应用传统低应变法和改进型低应变法分别对其进行了模拟测试，根据数值分析结果比较两种检测方法的应用效果。1建立数值模型本节采用单桩承台模型，包括完整单桩承台图1传统低应变法和改进型低应变法示意图科技项目：广东省交通运输厅科技项目(编号：2009一O2—012)作者简介：孙晓立(1975．06一)，男，湖南衡阳人，博士后，高级工程师，主要从事公路工程与岩土工程方面的研究。E．mail：sunxiao1~428@sina．COm·17·2014年第2期孙晓立改进型低0应O变0法

5、一O检县0测0既0有0公0路桥梁桩基完整性的数值分析总第131期∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞O∞∞幻2．2缺陷单桩承台的测试结果。。003缩颈桩单桩承台各个测点处的速度时间曲线。。002如图9～图12所示。对比缩颈单桩承台测得的四0~0001Lf¨。条曲线发现，测点1、测点3对缺陷位置和桩底的。la一ao—，I时间s反射均不如测点2、测点4清晰。测点2、测点4能缩颈处_0。。。2够较为清晰地反映出缺陷的位置，有很明显的缩底枉反射颈信号，根据计算可得缺陷位置为5．3m，与实际缺图12缩颈单桩承台测点4处速度时间曲线陷5．4m非常接近。3结论通过建立数值模型，分析了传统低应变法和改进型低应变法测试既

6、有公路桥梁桩基完整性的／、＼，、，、⋯广．．一一一一有效性。根据数值分析可见，改进型低应变法通。V。。过钻孔将传感器布置在桩顶面上，能够有效规避1上部结构对小应变法检测既有承台桩基的干扰，获取清晰的桩底反射信号和缺陷处的反射信号，对图9缩颈单桩承台测点1处的速度时问曲线桩身完整性的检测及桩长的确定有很好的适用性。参考文献：[1]陈小三．低应变反射波法检测桩基完整性的模拟分析[D]．西安：西安建筑科技大学，2011．／，＼、———[2]谷学倩．变频技术在桩基低应变检测中的应用研／，．．．．．o究[D]．大连：大连海事大学，2012．倒0Ⅺ＼＼／。。[3]张维维．动刚度在基桩动测中的应用[D]．武

7、汉：华中科技大学，2009．底桩豆射[4]钟文森，袁春辉，赖德芳．基于ANSYS的完整桩机图l0缩颈单桩承台测点3处速度时间曲线械阻抗分析[J]．佛山科学技术学院学报(自然科学版)，2013(1)：78—83．[5]徐天平，柯李文．PIT低应变动力试桩理论及试验f。l研究[J]．岩石力学与工程学报，1996(3)：103—109．O0000、fL一／＼[6]林亚超，王邦楣．砂性土中单桩和桩基的模型