基樁完整性檢測技術及方法

基樁完整性檢測技術及方法第五章基樁完整性檢測

（敲擊回波法、低應變法）第五章主要內(nèi)容：§5-1一維波動理論簡介介紹入射波、反射波、透射波質(zhì)點速度、應力間關系§5-2波動理論在基樁檢測中應用

主要介紹波在不同情形下反射波特征§5-3低應變檢測方法主要介紹測試傳感器、安裝、振源等§5-4完整性分析影響因素

介紹多次反射波、阻抗緩變、樁土相互作用對分析的影響§5-5波形匹配分析方法介紹波形匹配分析意義、方法及應用§5-6基樁完整性分析有關問題介紹在檢測中遇到的有關問題運動方程連續(xù)方程應力—應變關系§5-1一維波動理論簡介桿單元受力如圖所示，(拉應力、拉應變?yōu)檎豿方向質(zhì)點速度為正，）5.1.1一維波動理論§5-1一維波動理論簡介5.1.1一維波動理論運動方程(牛頓定律）連續(xù)方程應力—應變關系(5-4)二次偏微分方程波動解的形式表示右行及左行波，以右向為坐標軸方向。分析以下幾種情況下的波傳播情形，任意位置、時刻可看作這兩種行波的疊加。(5-5)(5-1)(5-2)(5-3)tx入射波反射波透射波121分別是桿的密度、縱波速、截面積§5-1一維波動理論簡介當阻抗變小時，

符號相同，即反射波的質(zhì)點速度與入射波質(zhì)點速度相位相同當阻抗變大時，

符號相反，即反射波的質(zhì)點速度與入射波質(zhì)點速度相位相反§5-1一維波動理論簡介5.1.2多次反射交界面反射波多次反射問題tx入射波第一次反射透射波12分別是桿的密度、縱波速、截面積第二次反射應力波在波阻抗不同的介質(zhì)交界面處會多次反射，反射波是等時距。擴徑縮徑第一次反射第二次反射第三次反射§5-1一維波動理論簡介5.1.2多次反射第五章基樁完整性檢測

（敲擊回波法、低應變法）第五章主要內(nèi)容：§5-1一維波動理論簡介介紹入射波、反射波、透射波質(zhì)點速度、應力間關系§5-2波動理論在基樁檢測中應用

主要介紹波在不同情形下反射波特征§5-3低應變檢測方法主要介紹測試傳感器、安裝、振源等§5-4完整性分析影響因素

介紹多次反射波、阻抗緩變、樁土相互作用對分析的影響§5-5波形匹配分析方法介紹波形匹配分析意義、方法及應用§5-6基樁完整性分析有關問題介紹在檢測中遇到的有關問題§5-2波動理論在基樁檢測中應用敲擊樁端面產(chǎn)生應力波，應力波在向下傳播過程在波阻抗變化交界面會發(fā)生反射、透射，根據(jù)反射波的走時及反射波質(zhì)點速度相位變化來確定反射面的位置及阻抗變化（增大、減少），該檢測方法也稱為敲擊—回波法，由于樁體應變很小，相對重錘敲擊，完整性檢測法也稱低應變檢測法。樁在自由端5.2.1應力波在自由端完整樁中的傳播入射脈沖樁底第一次反射樁底第二次反射自由或軟弱端(土體相對樁材料）的相鄰反射波相位相同5.2.2應力波在固定端完整樁中的傳播TVL樁嵌巖入射脈沖樁底第一次反射樁底第二次反射堅硬(土體相對樁材料）或固定端的相鄰反射波相位相反5.2.3應力波在波阻抗減小樁中的傳播TVL樁截面減小阻抗減小處的相鄰反射波相位相同5.2.4應力波在波阻抗減小樁中的傳播TVL樁縮徑第一交界面反射第二交界面反射樁底反射5.2.5應力波在波阻抗增大樁中的傳播TVL樁擴徑第一交界面反射第二交界面反射樁底反射5.2.6反射波法的檢測原理

通過在樁頂施加激振信號產(chǎn)生應力波，該應力波沿樁身傳播過程中，遇到不連續(xù)界面（如蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞等缺陷）和樁底面（即波阻抗發(fā)生變化）時，將產(chǎn)生反射波，檢測分析反射波的傳播時間、幅值、相位和波形特征，得出樁缺陷的大小、性質(zhì)、位置等信息，最終對樁基的完整性給予評價。5.2.7工程中樁體可能的異常第五章基樁完整性檢測

（敲擊回波法、低應變法）第五章主要內(nèi)容：§5-1一維波動理論簡介介紹入射波、反射波、透射波質(zhì)點速度、應力間關系§5-2波動理論在基樁檢測中應用

主要介紹波在不同情形下反射波特征§5-3低應變檢測方法主要介紹測試傳感器、安裝、振源等§5-4完整性分析影響因素

介紹多次反射波、阻抗緩變、樁土相互作用對分析的影響§5-5波形匹配分析方法介紹波形匹配分析意義、方法及應用§5-6基樁完整性分析有關問題介紹在檢測中遇到的有關問題5.3.1傳感器——加速度計、速度計5.3.2振源5.3.3傳感器布置§5-3低應變檢測方法（a）周邊阿壓縮式慚（b）中心潛壓縮式示（c）倒置式夫中心壓縮遞式（d）環(huán)形設剪切式趕（e）三角蹈剪切式s——彈簧M——質(zhì)引量塊P——壓吩電片C——導郊線B——基促座加速度計加速度傳奇感器質(zhì)量按較小，且孩彈簧剛度壁較高，因葉而傳感器欠固有頻率昨較高固有頻賤率速度計速度傳感量器質(zhì)量較屠大，因而放固有頻率稿較低速度傳感競器加速度傳狗感器加速度傳蓋感器yx測試體從傳感雜器的幅皇頻特性禁似乎可奇以使用漸無限頻復率，但如實際上戒除了傳棋感器本役身的振菊動特性寸外，還蚊要考慮嗓傳感器仇與被測暫體安裝漢形成的易諧振問辮題。這述是由于厚傳感器荷與被測豪體因有礎一定的女連接剛供度（不松是剛性唯連接）建又形成鐮二階的懷質(zhì)量—膨—彈簧解——阻答尼振動慌系統(tǒng)。麥其安裝揚諧振頻喚率直接龍影響到渡傳感器炸的使用攝最高頻霞率。速度傳感片器的質(zhì)量巧較大，因陣而其安裝背諧振頻率茄較低，這偵就影響到裕速度傳感爪器測量頻額率范圍（驢<100獲0Hz)追;加速度映傳感器超質(zhì)量較語小，因廢而其安井裝諧振擾頻率較價高，一慈般可以形得到幾辣千Hz過甚至幾蘋十千H于z.螺栓固定稈（31k蝴Hz）用蠟粘味接固定錦（29客kHz座）用膠合垮劑固定呈（28遞kHz鬼）用螺栓加筐絕緣墊圈俱固定（2炕8kHz怖）用永久慕磁鐵固涼定（2腿7kH奪z）采用探筋針式接具觸方法驗（24糾kHz命）傳感器安稅裝方式影干響傳感器用崇耦合劑粘興結時，粘洽結層應盡派可能薄必要時持可采用藝沖擊鉆帥打孔安倚裝方式傳感器誕安裝面前應與樁淺頂面緊輔密接觸測點位置私、頻率影騙響測點位置股、頻率影掘響3/4仿R1/2師R1/4糟R樁頂傳感隱器樁中心激爸振樁側(cè)傳感獲器樁側(cè)信其號樁頂信奪號數(shù)值計店算及以拒上實驗癢表明：倡只要錘漸擊脈沖翻各頻率朋成份的堅波長與著樁徑比劃；傳感澆器放置媽在距樁建中心2煙/3R宇~3/容4R的魂位置，餐測試的腦信號從川某種程毯度可以氣近似用饅一維波陡動理論姨來分析哀，這為習通過波叔形匹配受來對樁威身完整撤性定量謊分析提辨供的依極據(jù)。傳感器隸放置距播樁心2歇/3述R處且追安裝位觀置平整寒盡可能闊使傳感舊器垂直傍與樁頭惑平面樁頂面省應平整師、密實灘、并與蒜樁軸線束基本垂講直PIT顯DEM柜O第五章拔基樁完整鑄性檢測費（敲擊訂回波法、迷低應變法惜）第五章主躁要內(nèi)容：§5-1支一維練波動理乒論簡介介紹入射后波、反射增波、透射裕波質(zhì)點速拖度、應力霸間關系§5-2歉波動理論佛在基樁檢豎測中應用主要介革紹波在雜不同情織形下反婆射波特渡征§5-陡3低應曉變檢測欺方法主要介芬紹測試紹傳感器劍、安裝獎、振源皺等§5-4完整性分蛙析影響因徐素介紹多次唯反射波、邊阻抗緩變每、樁土相蜜互作用對答分析的影學響§5-勉5波伯形匹配牧分析方皂法介紹波形擦匹配分析撫意義、方公法及應用§5-6設基樁完漆整性分析羽有關問題介紹在冊檢測中壤遇到的舞有關問扭題§5-4完整性分晨析影響因康素5.4.錯1應力塘波多次反昂射5.4薯.2練波阻抗牢漸變變許化5.4敞.3約樁土相覽互作用應力波在干波阻抗不哈同的介質(zhì)罩交界面處淚會多次反級射，反射灰波是等時炸距擴徑縮徑第一次伏反射第二次反脖射第三次稍反射5.4.客1應力忠波多次反吃射擴徑的弊第二次頑反射（掉同相）胡與縮徑訂的第一嶼次反射鏡（同相拉）疊加錫，這權樣容易帆將縮徑便處的反糟射波忽順略或?qū)⒇i第二次素反射誤丸作為縮年徑的反腫射。在損多次反穩(wěn)射波的廣影響下嶄，測試寫的反射茄波信號辨判讀有雙一定難挪度。漸變波巖阻抗反午射波是奧連續(xù)的丘，波形頌狀發(fā)生丟變化即使?jié)u肝變波阻蔥抗變化劇區(qū)域最俘大的波郵阻抗或滑最小波再阻抗與植突變相它同，漸長變波阻鐮抗反射播波峰明懂顯偏小相。突變漸變5.4.凳2波阻訓抗?jié)u變變?nèi)踊?、同禁一位置聰、同一閃程度，急樁土相窩互作用稅會導致辰幅值減懸小無樁土作領用先縮后懼擴有樁土世作用先擴后縮5.4.欣3樁土怨相互作用2、同一孩程度、不桃同位置，膏幅值比較波阻抗變它化距樁頂篩近波阻抗變葬化距樁頂困遠3、樁土粘相互作用王會產(chǎn)生上馬行壓力波樁土相互張作用產(chǎn)生古上行壓力嘗波4、樁周鳴土分層分層的襖變化也膠會導致棄反射波國形變化違，這種再變化很肝容易與墻樁身波礎阻抗變率化混淆土層剛握度變化土層剛度們變化第五章滲基樁糞完整性伴檢測糞（敲六擊回波鮮法、低嶺應變法歇）第五章誘主要內(nèi)市容：§5-1忘一維波動疏理論簡介介紹入擔射波、頁反射波悠、透射敘波質(zhì)點善速度、蓄應力間雕關系§5-2籃波動魄理論在夫基樁檢蜂測中應頃用主要介紹步波在不同味情形下反僅射波特征§5-3榆低應變檢帳測方法主要介鬼紹測試撲傳感器償、安裝歡、振源波等§5-4完整性分椒析影響因雷素介紹多次尖反射波、驕阻抗緩變嗚、樁土相梨互作用對她分析的影歸響§5-危5波隨形匹配最分析方共法介紹波桐形匹配雄分析意盛義、方回法及應憶用§5-6南基樁完逗整性分析玻有關問題介紹在檢濕測中遇到惕的有關問梢題在現(xiàn)行述的基樁而規(guī)范中居對如何勒處理三衛(wèi)類樁并蝕沒有明因確規(guī)定軌,只有秤知道樁綠的缺損費程度及房誠響應的貝位置、歪范圍，規(guī)設計部莖門才可齊能根據(jù)劍其對樁運豎直向榴抗壓強俗度、水隨平向抗描剪強度填的影響封，對樁陽進行進船一步的鴉實驗或賞進行相慎應的處杏理。但悠現(xiàn)行樁姻的缺損逗程度的磚確定方態(tài)法有一剩定的局坐限性：（1）桃鉆孔光取芯局部性含，要客痕觀缺損叫處的缺揉損程度爐就必須捷有多處下取芯，用這導致嚼樁如蜂涉窩煤，飯之后又總需灌漿慎，耗時埋、耗力§5-5奸波形匹模配分析方厭法5.5至.1迅波形匹班配分析者（定量兇分析）刪意義（2）康高應變完短整性測量高應變是食利用缺損百處反射的檢拉力波對胸F、ZV逆曲線的影舉響來確定賄完整系數(shù)約。但由于返高應變信船號頻率成癢份較低，侄阻抗形式鳴變化復雜楊（突變、慈漸變、范穿圍大?。﹩е路礈\射波疊加膚，同時又驕要考慮土黎阻力的影隙響，分析麗精度不高歇。（3）懲聲波測試聲波測試丸可以提供娘CT圖，破對測管區(qū)陡間進行定收量描述，圣但必須事份先埋管;在激振點臣，測點及撓激振頻率養(yǎng)滿足一定軌的要求時轉(zhuǎn)，樁的動縫測信號可缸近似用一勇維應力波益理論來分皂析。對入啄射、反射可波峰值分世析或通過完對實測波欣形分析進罵行擬合分裳析，可確丸定波阻抗姜變化位置斷、程度、嘴范圍，從惰而為樁的市完整性分否類提供科鋪學定量化呈依據(jù)。通過對漏波形的仔擬合分魂析，不柿僅可定味量分析射波阻抗悠變化，蠻而且還?？蓭椭i分析者騾了解波陰的多次翁反射、責相互迭鈴加及樁律土相互避作用對俗波傳播眉影響。俘具體的膚講，應互力波在浸波阻抗希變化處寺總是有恨多次反途射，反魔射波的雜能量與插波阻抗朋變化程羞度有關距，相鄰伍反射波鈔的相位島變化與咬波阻抗悄增大或乳縮小有貍關。通無過波形踩擬合便吹可識別士那些信檔號是波鐘阻抗第州二次反膽射甚至獸第三次惠反射，國那些是惠首次反落射。首賊次反射旺波對應嫁著波阻春抗變化校，而二喪次及二筒次以上壤的反射偷波會與浸其它反段射波迭建加，導尾致信號矩加強或削信號削蠻弱。5.5秧.2定量分析強結果通過定量務分析我們晚可以得到泉以下一些術結果：（1）撓損傷的叛范圍（2）損鋪傷的程度（3）依得到樁糖身波阻零抗（ρcA）與樁底土撐等效波阻僅抗的比值勞，同一場限地，不同推樁底該參通數(shù)的比較柜可以了解另沉渣相對口情況?！?-欲5波圾形匹配側(cè)分析方炕法將樁體誦離散化并，每個狗離散單跳元材料椒特性、炸截面認隔為是均保勻的樁土相非互作用冊用阻尼納壺來模真擬基于一維拜波動理論水，不斷調(diào)御整單元的攪波阻抗，喘使計算的技樁表面響雨應與實測身波形達到逼最佳匹配阻尼壺旗模擬樁欄土作用樁單元5.5士.1吸波形匹礙配分析乖模型對完整枯樁實測絲式波形進豪行擬合恨分析得蹦到阻尼咐壺阻尼循系數(shù)，華擬合時麥只須調(diào)寺整與各鳥單元相餃連的阻瓦尼壺阻潑尼系數(shù)掘；將阻尼壺廈阻尼系數(shù)介與各單元麥所在土層郵土性參數(shù)說相聯(lián)系，筆阻尼壺阻惕尼與土性檢的剪切波脫速有關。實測信狠號或多治或少有遷些失真早，樁體淡波阻抗爸或多或某少有變槍化，因俯此，第孕一種方軌法使用剪時可能殿會出現(xiàn)賀較大的組誤差，膏甚至與筆實際土控層情況以相反。弟將阻尼童系數(shù)與連土性參激數(shù)結合污起來，籠物理定散義清晰系，即樁當周土越白密實，樣樁土作各用越強野烈，應柜力波衰楚減越明步顯，它判不受實捐測信號唉失真等營影響。5.5.油2樁土滴的參數(shù)確顏定5.5.忠3完整性沉分類根據(jù)缺損叔處最小波良阻抗與正禍常部分波湖阻抗之比鄰β值，工做程樁的完盯整性可大銀致分為四繁類：β=1刪屬完整子樁β=0挽.8～驕1.0忙，輕微瓜破損β=0.碎6～0.南8中等程呈度破損β<0兔.6斷流裂。5.5就.4場展地測試腸分析樁帽影第響缺損部位距樁頂較遠河,受樁土莫作用影響反宅射微弱第五章壓基樁辮完整性斥檢測刮（敲獄擊回波潔法、低黎應變法魚）第五章山主要內(nèi)掘容：§5-1紀一維奧波動理音論簡介介紹入擊射波、律反射波竄、透射哲波質(zhì)點撿速度、備應力間汁關系§5-2差波動瘋理論在燃基樁檢扭測中應振用主要介挖紹波在危不同情緣瑞形下反鋤射波特忘征§5-觸3低應攀變檢測屑方法主要介洽紹測試勻傳感器第、安裝羞、振源葡等§5-4完整性尼分析影厭響因素介紹多憲次反射曉波、阻勻抗緩變辯、樁土裳相互作像用對分市析的影引響§5-5莖波形匹邪配分析方芽法介紹波繞形匹配道分析意鏟義、方隸法及應隸用§5-配6基悼樁完整歇性分析擋有關問罷題介紹在檢骨測中遇到擊的有關問源題§5-黨6基樁完整鎖性分析有食關問題5.6.選1基樁完職整性分類斑及樁的評倆價；5.6.娃2樁體的盒檢測長度掏；5.6蛙.3阻昆抗變化威類別區(qū)靜分（離領析、夾守泥或縮旨徑）;5.6.求4樁長度補檢測。5.6納.5樁溉底反射池波與波你阻抗檢舍測5.6僵.6樁箱底沉渣芹及厚度透檢測問區(qū)題5.6熱.7帶甲平臺單紛樁或群槐樁檢測5.6由.1志基樁完優(yōu)整性分巷類及樁濫的評價樁的完整消性分類并處不代表對帖樁的評價敘，樁是否額合格最重壘要的參數(shù)燦是其水平吧及豎向承模載力同樣程度鬧的缺損，爛位置不同乳，影響也王不同由于反葬射波的嚇強度受魚樁土相怠互作用巷、波阻睬抗變化差位置、榜變化形港式、范嫁圍、多謠次反射憑波疊加甘等影響誦。根據(jù)費波速及仆波形變韻化分類鋸并不很售科學。5.6.腥2樁體真的檢測長典度樁周土掃性：傳播過陵程中不斷徐衰減，衰慕減程度與風樁周土性似有關樁長徑格比：同樣的傭土層，應世力波在傳害播過程還降受樁的長羞徑比影響巡壽，樁的長跌徑比越大猴，樁底反嫁射波檢測毫難度越大掏。樁底土伶性：樁底太土的等五效波阻前抗與樁簽身波阻屑抗接近攝時，即情使樁長得徑比不壁大，大占部分能民量在樁瓜底向土盆體輻射荷，從而這增加樁丟底反射甩波檢測膠難度；樁身材料丙粘性：即使牢沒有樁睜土相互春作用，眼應力波照也會衰卡減的激振頻屢率、激釘振能量：激振頻墊率越低、鍛激振能量弄越大，樁采底反射就鳴越明顯。激振點及輩傳感器安搬裝位置：激振斜點與傳懸感器安蒸裝點越狼近，實俗測第一宰個波至蛾峰值就浙越大，掃這樣，拜樁底反鳥射波相窯對于第處一個波怎至幅值相就越小勵。綜上所誦述，我簡們不應倚孤立地繼談樁的混檢測長菠度，而釣應與樁烈周土層臘、樁的稻長徑比弟、樁底襖持力層羽等因素析結合起宿來5.6.仰3阻抗填變化類別蜓區(qū)分反射波的涼相位、幅績值與樁身蹄波阻抗變羅化有關，復即與樁材易料的密度診ρ波速c窗及橫截面慎積A有關拳。低應變珠完整性神檢測方士法，只簡能對波葛阻抗變響化作出唐分析，永即對樁號橫截面低的平均贏情況作概出分析凡。至于煎詳細區(qū)享分要借津助于其搶它手段擋，如聲叨波等方終法。樁底反射掃波走時、丘砼平均縱侄波速、樁劃長三參數(shù)黨中的任二綠個參數(shù)便唐可確定另檔外一個參蕉數(shù)。要估雪算樁長，潔必須已知閥樁底反射航波走時、量砼平均縱木波速。樁惡底反射波搖時間可從眠記錄信號界中得到，壘而砼平均啟縱波速可猴從砼抗壓侄強度等級良估算或參拜數(shù)該場地畢其它樁的繳波速，也銷可用聲波姨方法得到屬的樁端附載近砼的縱調(diào)波速作為多樁身砼平賓均縱波速宅。用以上遵三種方法勁得到的波警速與實際袍可能有1提0%左右救相對誤差亭，因而，頸估算的樁當長也有1傾0%左右布的相對誤袖差，隨著綢樁的長度斥增加，絕然對誤差也軟會增加。5.6賤.4淺樁長度李檢測5.6.快5樁底注反射波與孝波阻抗檢歌測當樁底土遼的等效波殼阻抗與樁始身波阻抗添接近時，污即使樁