基于低应变法检测混凝土桩桩身完整性技术探究

《基于低应变法检测混凝土桩桩身完整性技术探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于低应变法检测混凝土桩桩身完整性技术探究　　摘要：随着社会的发展，人们对高层建筑的需求不断扩大，因此混凝土桩得以迅速发展。采用低应变法对混凝土桩的检测，因其仪器设备轻便，操作简捷，检测速度快，费用低，对场地的要求小，对桩身结构非破损，波形数值准确，可对工程桩进行普查，被广泛的应用在建筑、公路桥梁、铁路工程当中。低应变法是为工程质量评判出具公平、公正、科学可靠的检测结果，是保证工程质量的重要基础和手段。那么，在低应变法检测过程中关键技术的处理及对检测数据的正确评定，是必须要注意的问题。本文就低应变法检测混凝土桩的完整性技术进行了探

2、讨。关键词：低应变法；检测；混凝土桩；完整性。中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：1、检测原理及特点1.1原理及基本假设10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（即波阻抗发生变化）时，将产生反射波，检测分析反射波的传播时间、幅值、相位和波形特征，得出桩身缺陷的位置、大小、性质等信息，最终对桩基的完整性给予评价。基本假设：桩身为一维、连续、均质、线弹性杆件，不考虑桩周土的影响，不考虑桩土耦合面的影响。1.2特点用低应变法检测混凝土桩的完整性，仪器

3、设备轻便，操作简捷，检测速度快，费用低，对场地的要求小，对桩身结构非破损而不影响其正常使用，波形数值准确，可对工程桩进行普查，被广泛的应用在建筑、公路桥梁、铁路工程当中。影响低应变法准确度的因素较多，如桩身混凝土强度、桩周土约束、激振能量、桩身材料阻尼和桩身截面阻抗变化等因素。《建筑基桩检测技术规范》(JGJ/106-2003)中规定：低应变法使用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷程度及位置。理论依据是建立在一维线弹性杆件模型基础上，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

4、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，低应变法不适用。另外，低应变法要求受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa。由于低应变法对桩身缺陷程度只做定性判定，对于桩身不同类型的缺陷，低应变测试信号中主要反映出桩身阻抗减小的信息，缺陷性质往往较难区分。102、影响低应变法检测混凝土桩完整性的因素2.1仪器设备和瞬态激振设备的影响2.1.1仪器设备。应尽量选用自振频率较高的加速度传感器。因加速度信号积分相当于低通滤波，这种滤波作用对尖峰毛刺特别明显

5、，信号不易失真。速度传感器的体积和质量均较大，其安装谐振频率受安装条件影响很大，安装不良时会大幅下降并产生自身振荡，虽然可通过低通滤波将自振信号滤除，但在安装谐振频率附近的有用信息也将随之滤除。2.1.2瞬态激振设备。《建筑基桩检测技术规范》(JGJ/106-2003)中规定：瞬态激振操作应通过现场试验选择不同材质的锤头或锤垫，以获得低频宽脉冲或高频窄脉冲。除大直径桩外，冲击脉冲中的有效高频分量可选择不超过2000Hz。目前激振设备普遍使用的是力锤、力棒，其锤头或锤垫多选用工程塑料、高强尼龙、铝、铜、铁、橡皮垫等材料，锤的质量为几

6、百克至几十千克不等。（1）锤头材料。材料过硬，将激发出高频脉冲波，高频波可提高缺陷处的分辨率，对探测桩身浅部缺陷有利，但高频波易衰减，不易获取长桩的桩底反射；材料过软，激发出的初始脉冲太宽，低频波有利于检测桩底反射，但会降低桩身上部缺陷的分辨率。10（2）冲击能量。锤重及落锤速度的大小决定了能量的大小。敲击时能量应适中，能量小，则应力波会很快衰减，从而看不见桩下部缺陷和桩底的反射。因此，检测大直径长桩时应选择较重的力锤并加大锤击速度，大幅度提高敲击力度，但锤过重又将造成微小缺陷被掩盖。锤重的选择应使得有明显的桩底反射为原则。（3）

7、接触面积。对于大直径灌注桩，除应选择重锤加大能量冲击外，相应地要加大锤的直径使得锤与桩头的接触面积增大。若使用小锤检测大直径灌注桩，需要多点激荡、多点接受，以便了解桩身横向的不均匀性，而使用大锤，选择合适的接收点，可获得桩的整体响应，有利于判断桩身局部缺陷。（4）脉冲宽度。锤头较重或刚度较小时，入射波脉冲较宽，低频成分为主，适合长桩及深部缺陷检测，但相应的波长增大，由于波具有绕射能力，若入射波波长比桩身中缺陷的特征尺寸大得多时，波大部分可以绕射过去，反射波强度降低，识别桩中小缺陷的能力就差，也就是分辨率低。锤头较轻或刚度较大时，入

8、射波脉冲较窄，高频成分较多，适合短桩及浅部缺陷检测，但相应的波长减小，不能满足将桩视作一维弹性杆的要求，会出现速度计波形的畸变。2.2检测现场因素的影响。10（1）桩顶条件和桩头处理好坏直接影响测试信号的质量。要求受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应