低应变反射波法判断桩基完整性.pdf

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1、低应变反射波法判断桩基完整性赵云龙，李凡，王骏，童进(合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥230009)臣摘要：由于桩基工程是地下隐蔽工程，而施工及土层等复杂因素导致1．1适用范围C桩身质量问题普遍存在，因此检测桩基质量问题十分重要。目前，在我国该方法适用于钢筋混凝土预制桩(预制混凝土方；桩基检测方法有多种，其中反射渡法由于其基本原理简单、快速无损、资桩、板桩、预应力管桩等)和混凝土灌注桩(钻孔灌料判读直观、准确度较高成为检测桩基质量的主流方法。根据在安徽淮北省道连接道路$203中出现不同桩身质量问题，通过低应变反

2、射波法并结注桩、挖孔灌注桩、沉管灌注桩等)的桩身结构完整磐合时域、频域图来判断桩基的完整性。性检测。辱关键词：传感器；时域；频域；激振点；波形图1I2基本原理幕：中图分类号：TU473．1+6文献标识码：B低应变反射波法，先是用重力锤桩顶施加一个瞬一。文章编号：1007—7359(2016)02—0261～03态激震力，产生竖向的瞬态应力波，应力波在桩身传DOI：10．16330／j．cnki．1007—7359．2016．02．093播的过程中。如遇到桩身阻抗变化时，应力波就会在0引言该处发出反射波信号，再由速度传感

3、器接收产生的反射信号，并作出时程(或称为波形)曲线。然后利用随着建设事业的蓬勃发展，桩基础作为一种安信号采集仪对记录的波形进行处理和分析，最后结合全、有效、方便的主要基础形式，应用也越加广泛。地质资料和施工记录，对桩身的完整性作出判断口。但是桩基础多为地下成桩，因此难免会出现诸如：缩检测方法如图l所示。扩颈、断裂、混凝土离析等诸多缺陷。这些缺陷会手锤匕门在不同的程度影响桩基的质量，使桩基达不到设计要求。因此桩基检测工作也越来越引起人们的关注，而低应变反射波法是检测桩身完整性应用最广的一种方法。本文将从低应变检验桩基完整

4、性的基本原理人手，结合在安徽淮北省道连接道路$203中桩基出现图1检测方法不惹图的问题进行分析。$203路线起点位于淮北市青龙山低应变反射波法是以把桩视为～维弹性杆为基火车站附近的青龙山路和孟山南路交叉处，施工范围础的，当在杆的一端施加一个瞬态脉冲力，则会有应起点位于新濉河北岸与省道S101交叉处，终点位于力波沿着杆的轴线像另一端传播，如果在其传播过程临涣工业园基地北路与$203交叉处。工程施工范围中遇到了杆件截面的波阻抗Z发生变化时，则在变化为：K0+914．5K34+771，全长33．857km。沿线经濉界面处会产

5、生反射波。也就是说，人射的应力波在变溪镇、百善镇、四铺镇、韩村镇等城镇，并上跨县道、阻抗的界面上，一部分波沿着界面继续顺着杆的轴线省道、高速等多条重要道路。其中426根基桩采取低向下传播(称为透射波)，而另一部分则从界面反射应变反射波法进行检测，因此能否检测出来基桩的缺回去(称为反射波)。陷直接影响到后期工程的进行。如果划分为杆的上端阻抗z，界面下端阻抗zz，则考虑杆件在界面连续，边界条件应该为：1适用范围以及基本原理U1=U，即u+U，=U，(1)U1=U，即U+：U(2)作者简介：赵云龙(t990一)，男，安徽阜阳

6、人，合肥工业大学土木与水利工程学院在读硕士，研究方向：岩土与地下工程。=即+=(3)_其中u、U和N分别表不界面处位移、速度和轴宽，低频成分较多，相应的应力波能传递到桩身较深向力，下标i、r、t分别表示入射反射和透射波。且部位。轴向力N与应力以及位移u有如下关系：3现场数据采集Ⅳ：×()-：￡dZ这样，就可以推出反射系数R和透射系数R：现场数据采集时，为了保证原始资料准确、无误，詈RrN／：(一1)／(d+1)(4)首先要控制好仪器增益，以期来控制信噪比及避免信R=／N,；(2)+1)(5)号削尖现象。而且对于较长较大

7、的桩，应适当增加锤：望式中：击能量和降低锤击脉冲频率，以克服锤击能量衰减速鍪d=zi／z2=(PlA1V~I)／222(6)度快的弊端。而对于浅部位置波阻抗变化，则要提高脉冲频率。潞R：(Z1-Z2)／(Z1+Z2)(7)，!R=(zZ)／(z。+z)(8)4室内数据分析处理由式(7)可以看出，当桩界面上下两端阻抗相差越大，反射波反射越明显，反射能越大，故可以根4．1时域和频域结合分析据传感器接收信号所得出的曲线图来判断桩的完整桩身完整性分析以时域曲线为主，辅以频域分性。且缺陷越大，曲线图越明显，越容易看出缺陷位析，并

8、结合施工情况等因素进行分析处理。一般来说，詈时域中的信息直观、明了，很容易看到缺陷和桩底反射；频域中的信息间接，需要仔细分析。2测试前的准备工作如图1，该桩长15．7m，直径1．4m，在图2(a)中出现的桩顶发射较为明显，无缺陷反射波；在图22．1桩顶处理(b)中，清晰地看出△仁126．01Hz，△L=c／△桩顶处理的好坏直接关系