樁基完整性試驗(yàn)方法

1、1 樁基完整性低應(yīng)變?cè)囼?yàn)1.1 一般規(guī)定： 1 低應(yīng)變反射波法適用范圍為：混凝土灌注樁、混凝土預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力管樁及CFG樁。 2對(duì)樁身截面多變且變化幅度較大灌注樁，應(yīng)采用其他方法輔助驗(yàn)證低應(yīng)變法檢測(cè)的有效性。 3 受檢樁混凝土強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%，且不應(yīng)低于 15MPa。1.2 檢測(cè)原理：低應(yīng)變法目前國內(nèi)普遍采用低應(yīng)變反射波法，為狹義低應(yīng)變法， 其通過采用瞬態(tài)沖擊 的方式瞬態(tài)激振 ，實(shí)測(cè)樁頂加速度或速度響應(yīng)曲線，以一維線彈性桿件模型為依據(jù)，采 用一維波動(dòng)理論 分析判定基樁的樁身完整性。 因此基樁必須符合一維波動(dòng)理論要求， 滿足平 截面假定和一維線彈性桿 件模型要求， 一般要求其樁長遠(yuǎn)大

2、于直徑即長徑比大于 5 或瞬態(tài)激 勵(lì)有效高頻分量的波長與樁的橫向 尺寸之比大于 5。1.3 檢測(cè)方法及工藝要求 1檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作a 受檢基樁混凝土強(qiáng)度至少到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 70 ，或期齡不少于 14 天時(shí)方可報(bào)檢。b 施工單位填寫報(bào)檢表，經(jīng)監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)后，至少提前 2 天提交給現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員。c 施工單位向檢測(cè)單位提供基樁工程相關(guān)參數(shù)和資料。d 檢測(cè)前，施工單位做好以下準(zhǔn)備工作： 剔除樁頭，使樁頂標(biāo)高為設(shè)計(jì)的樁頂標(biāo)高。 要求受檢樁樁頂?shù)幕炷临|(zhì)量、截面尺寸應(yīng)與樁身設(shè)計(jì)條件根本相同。 灌注樁要鑿去樁頂浮漿或松散破損局部，并露出堅(jiān)硬的混凝土外表。 樁頂外表平整干凈且無積水。 實(shí)心樁的第三方位置

3、打磨出直徑約10cm 的平面，平面保證水平，不要帶斜坡；在距樁第三方2/3半徑處，對(duì)稱布置打磨 2? 4處具體見圖1,直徑約為6cm的平面，打磨面應(yīng) 平順光潔密 實(shí)圖 2 不同樁徑對(duì)應(yīng)打磨點(diǎn)數(shù)及位置示意圖圖 2 不同樁徑對(duì)應(yīng)打磨點(diǎn)數(shù)及位置示意圖 當(dāng)樁頭與墊層相連時(shí)， 相當(dāng)于樁頭處存在很大的截面阻抗變化， 會(huì)對(duì)測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生 影響。 因此，測(cè)試前應(yīng)將樁頭側(cè)面與斷層斷開。 準(zhǔn)備黃油 1 ? 2 包，作為測(cè)試耦合劑用。 在基坑內(nèi)檢測(cè)，應(yīng)提前將基坑內(nèi)水抽干，并搭設(shè)好梯子，便于上下。e 搜集受檢樁的相關(guān)技術(shù)資料，包括工程概況、基樁的設(shè)計(jì)參數(shù)、場(chǎng)地的工程地質(zhì)資料以及施工記錄情況；f 安裝傳感器。 傳感器的安

4、裝對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集影響較大， 傳感器的安裝須通過黃油、 凡士林 或橡皮泥等藕合劑與樁面緊密粘接，并與樁頂面垂直；g 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇適宜的激振設(shè)備、傳感器，檢查系統(tǒng)各局部之間是否連接良好， 確認(rèn)系統(tǒng)處 于正常工作狀態(tài)。1.4 數(shù)據(jù)采集a 通過現(xiàn)場(chǎng)比照試驗(yàn)選定激振錘和激振參數(shù)。 短樁或淺部缺陷樁的檢測(cè)宜采用輕錘短 脈沖激振； 長樁、大直徑樁或深部缺陷的檢測(cè)宜采用重錘寬脈沖激振；在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過程中， 可在激振部位平鋪薄層 橡膠墊以獲取更好的實(shí)測(cè)信號(hào)。 通過改變力錘的重量及錘頭材料， 可 改變沖擊入射波的脈沖寬度及頻 率成分。 錘頭剛度較小時(shí)， 沖擊入射波脈沖較寬， 含低頻成 分多， 沖擊力大小相同時(shí)

5、，其能量較大， 應(yīng)力波衰減較慢，適合于獲得長樁樁底信號(hào)或下部 缺陷的識(shí)別； 錘頭剛度較大時(shí)， 沖擊入射波脈沖較 窄， 含高頻成分較多， 沖擊力大小相同時(shí)， 雖其能量較小， 但更適合于樁身淺部缺陷的識(shí)別及定位。 對(duì)于長樁， 應(yīng)該先采用低頻檢波器， 重錘敲擊來獲得實(shí)測(cè)曲線，再用高頻檢波器、輕錘敲擊來獲得淺 部鑒別曲線。b 采集樁身的波形信號(hào)時(shí)，調(diào)整增益和激振頻率使樁身特別是樁身下部的反射特 征清晰、重 復(fù)性好。各測(cè)點(diǎn)記錄的有效信號(hào)數(shù)不宜少于 3 個(gè)，波形具有良好的一致性。c 對(duì)存在缺陷的樁應(yīng)選用多種激振頻率進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)，獲取足夠的缺陷特征分析資 料。1.5 數(shù)據(jù)分析與判定a 樁身平均波速確實(shí)定；b

6、 對(duì)波形、 波幅、頻率等信號(hào)特征進(jìn)行分析， 并結(jié)合受檢樁的成樁工藝、地質(zhì)條件和施工 情況識(shí)別 斷樁縮頸、擴(kuò)頸等樁身缺陷；c 進(jìn)行樁身完整性類別判定，樁身完整性類別應(yīng)按表 3-2 和表 3-3 原那么判定； d 當(dāng)實(shí)測(cè)信號(hào)所反映 的樁身信息 如超過有效檢測(cè)范圍、樁底反射不明顯、實(shí)測(cè)信號(hào)無規(guī) 律等 缺乏以分析和評(píng)價(jià)樁身 完整性，應(yīng)結(jié)合其它檢測(cè)方法進(jìn)行樁身完整性判定。1.6 復(fù)測(cè)驗(yàn)證與處理a對(duì)于樁身淺部存在缺陷，擬采用開挖法開挖深度一般在1? 8m范圍內(nèi)，條件允許的情況下可適當(dāng)增加開挖深度進(jìn)行驗(yàn)證；b 假設(shè)樁身波速偏低或疑心混凝土強(qiáng)度不夠時(shí)，分析強(qiáng)度低的各種原因， 假設(shè)比照其余同等條 件的樁后發(fā)現(xiàn)強(qiáng)

7、度等級(jí)依然存在波速異常， 應(yīng)建議業(yè)主、 監(jiān)理等相關(guān)部門采用其它檢測(cè)手段 進(jìn)行檢測(cè)。c 假設(shè)發(fā)現(xiàn)樁身深部存在缺陷或樁底沉渣過厚時(shí)， 應(yīng)該如實(shí)向業(yè)主、 監(jiān)理提出采用工程鉆機(jī) 抽芯驗(yàn)證 申請(qǐng)， 并提交檢測(cè)原始資料， 對(duì)有爭(zhēng)議性的檢測(cè)結(jié)論， 應(yīng)該提出第三方驗(yàn)證的申請(qǐng) 進(jìn)行仲裁。1.7 成果報(bào)告的編寫測(cè)信號(hào)曲線，除此之外，檢測(cè)報(bào)告還應(yīng)包括以下內(nèi)容：a 工程概述及巖土工程條件描述；b 檢測(cè)方法、原理、儀器設(shè)備和過程表達(dá)；c 受檢樁的樁號(hào)、樁位平面圖和相關(guān)的施工記錄；d 樁身波速取值；e 樁身完整性描述、缺陷的位置及樁身完整性類別；f 時(shí)域信號(hào)時(shí)段所對(duì)應(yīng)的樁身長度標(biāo)尺、 指數(shù)或線性放大的范圍及倍數(shù)； 或幅頻

8、信號(hào)分析 的頻率范圍、 樁底或樁身缺陷對(duì)應(yīng)的相鄰諧峰間的頻差；g 必要的說明和建議，比方對(duì)擴(kuò)大或驗(yàn)證檢測(cè)的建議。綜上所述，其技術(shù)流程如圖 3 所示 :圖 3 瞬態(tài)激振時(shí)域頻域分析法測(cè)樁技術(shù)流程1.8 數(shù)據(jù)分析和質(zhì)量評(píng)定 低應(yīng)變的樁身完整性分析應(yīng)嚴(yán)格地按照國家及部委頒發(fā)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程 和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行， 以時(shí)域曲線為主， 輔以頻域分析， 并結(jié)合施工情況、 巖土工程勘察資料和波形特征等 因素進(jìn) 行綜合分析判定。當(dāng)在樁頂施加一激振后，彈性波沿樁身傳播的規(guī)律滿足一維波動(dòng)方程，如下式：式中：v 縱波波速E 樁的彈性模量A 樁截面積樁身材料密度彈性波在傳播過程中會(huì)對(duì)樁身阻抗 ( Z VA )的變化作出響應(yīng)，

9、假設(shè)樁身由 A1 、E1、1、VI變?yōu)锳2、E2、2、V2，根據(jù)平面彈性波傳播理論，其反射系數(shù)為：式中：Rv 反射系數(shù)樁身材料密度V 縱波波速A樁截面積a 統(tǒng)計(jì)法確定樁身波速平均值為分析時(shí)域、 頻域曲線所反映的樁身波阻抗變化情況、 核實(shí)樁底信號(hào)并確定樁身缺陷 位置， 首 先需要確定樁身波速及其平均值。在樁長、 樁底反射信號(hào)明確的前提下， 在地 質(zhì)條件、設(shè)計(jì)樁型、式中ViVin i i2LVi 第i根受檢樁的樁身波速值，?建筑基樁檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?(JGJ106-2021 )要求樁身Vm 樁身波速的平均值；波速離散性控制在 5%A內(nèi)，即卩Vi Vm /Vm 5b數(shù)據(jù)的分析和樁身完整性判定完整樁的時(shí)域

10、波形圖比擬規(guī)那么、均勻、整齊，樁底反射信號(hào)明顯，平均波速也正常。完整樁的波形特征如圖3-a所示。斷樁指樁身斷裂，混凝土不連續(xù)，一般在此處有嚴(yán)重的夾泥，使此處的阻抗明顯變小，應(yīng)力波在斷樁片發(fā)生強(qiáng)反射，應(yīng)力波在樁身斷裂以上局部來回 反射形成屢次波，整樁信號(hào)不明顯，甚至沒有樁底反射，類似于短的完整樁。斷樁的波形如圖3-b，斷樁的斷裂位置由下式確定:t/2 ( 3)其中：l為斷裂位置m ； v為完整樁波速m/s； t為入射波與反射波的時(shí)間間隔(ms)。a:完整樁b:斷樁c:縮頸樁d:擴(kuò)徑樁e:樁身混凝土膠結(jié)差空洞、蜂窩、松散等現(xiàn)象圖4樁身典型缺陷與動(dòng)測(cè)波形特征縮頸樁和擴(kuò)徑樁都有明顯的樁底反射信號(hào)，和本

11、工地樁身混凝土平均波速相接近，算樁長與實(shí)際樁長相符。同時(shí)在縮頸處或擴(kuò)徑處分別出現(xiàn)同相位和反相位的反射信號(hào)。縮頸樁和擴(kuò)徑樁的波形特征如圖3-c和圖3-d。樁身混凝土膠結(jié)差視其程度大小，樁身混凝土介于完整樁和斷樁之間，輕微接近完整樁，嚴(yán)重接近于斷樁。該類基樁的反射信號(hào)與入射波信號(hào)同相位，同樣有樁底反射信號(hào)，但整樁混凝土傳播速度偏低，這是樁身混凝土膠結(jié)差區(qū)別于縮頸樁的重要依據(jù)，如圖3-e。依據(jù)實(shí)測(cè)時(shí)域或幅頻信號(hào)特征進(jìn)行樁身完整性判定的分類標(biāo)準(zhǔn)和分類見表3-3、3-4表3-3樁身完整性判定時(shí)域信號(hào)特征幅頻信號(hào)特征I2L/C時(shí)刻前無缺陷反射波；有樁底反射波樁底諧振峰排列根本等間距，其相鄰頻差C/2L。f

12、2L/C時(shí)刻前出現(xiàn)輕微缺陷反射樁底諧振峰排列根本等間距，其相鄰頻差fn波；衣C/2L ,輕微缺陷產(chǎn)生的諧振峰與樁底諧振峰之間的頻有樁底反射波差 f c/2L。出有明顯缺陷反射波，其他特征介于 n類和V類之間2L/C時(shí)刻前出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷反射波或周期性反射波，無樁底反射波；缺陷諧振峰排列根本等間距，相鄰頻差I(lǐng)V或因樁身淺部嚴(yán)重缺陷使波形呈現(xiàn)f C/2L，無樁底諧振峰；或因樁身淺部嚴(yán)重缺陷只出低頻大振幅衰減振動(dòng)，無樁底 反射波?，F(xiàn)單一諧振峰，無樁底諧振峰。表3-4樁身完整性分類表樁身元整性類別分類原那么I類樁樁身完整n類樁樁身有輕微缺陷，不會(huì)影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮川類樁樁身有明顯缺陷，對(duì)樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響V類樁樁身存在嚴(yán)重缺陷上表并沒有列出樁身無缺陷或有