基桩完整性定量软件汇报报告二

基桩完整性定量分析

定量分析重要性在现行的基桩规范中对如何处理三类桩并没有明确规定,只有知道桩的缺损程度及响应的位置、范围，设计部门才可能根据其对桩竖直向抗压强度、水平向抗剪强度的影响，对桩进行进一步的实验或进行相应的处理。但现行桩的缺损程度的确定方法有一定的局限性：（1）钻孔取芯局部性，要客观缺损处的缺损程度就必须有多处取芯，这导致桩如蜂窝煤，之后又需灌浆，耗时、耗力（2）高应变完整性测量

高应变是利用缺损处反射的拉力波对F、ZV曲线的影响来确定完整系数。但由于高应变信号频率成份较低，阻抗形式变化复杂（突变、渐变、范围大小）会导致反射波叠加，同时又要考虑土阻力的影响，分析精度不高。定量分析重要性（续）（3）声波测试声波测试可以提供CT图，对测管区间进行定量描述，但必须事先埋管;（4）高应变承载力测试在很多情况下,设计方或业主会要求进行荷载实验:静压或高应变承载力测试。由于静压对场地、试桩桩帽等有较高的要求，不仅成本高，而且耗时。高应变承载力测试往往被作为首先的选择。

但目前高应变承载力测试，无论是CASE法还是拟合法均没有考虑桩材料的竖向抗压强度及水平抗剪强度。这样高应变承载力测试无法反映出在桩土破坏（即提供常说的极限承载力）之前的桩材料的破坏。定量分析的定义在激振点，测点及激振频率满足一定的要求时，桩的动测信号可近似用一维应力波理论来分析。对入射、反射波峰值分析或通过对实测波形分析进行拟合分析，可确定波阻抗变化位置、程度、范围，从而为桩的完整性分类提供科学定量化依据。定量分析的意义

通过对波形的拟合分析，不仅可定量分析波阻抗变化，而且还可帮助分析者了解波的多次反射、相互迭加及桩土相互作用对波传播影响。具体的讲，应力波在波阻抗变化处总是有多次反射，反射波的能量与波阻抗变化程度有关，相邻反射波的相位变化与波阻抗增大或缩小有关。通过波形拟合便可识别那些信号是波阻抗第二次反射甚至第三次反射，那些是首次反射。首次反射波对应着波阻抗变化，而二次及二次以上的反射波会与其它反射波迭加，导致信号加强或信号削弱。峰、峰值分析基本理论n=(1-α/2)/(1+α/2)α=VR/VIn=(1-α)/(1+α)峰、峰值确定完整性的局限性

工程桩波阻抗变化是渐变的桩土相互作用会引起应力波衰减当阻抗变化是多处时，应力波多次反射，反射波相互迭加波阻抗渐变

渐变波阻抗反射波是连续的，波形状发生变化即使渐变波阻抗变化区域最大的波阻抗或最小波阻抗与突变相同，渐变波阻抗反射波峰明显偏小。突变渐变桩土相互作用1、同一位置、同一程度，桩土相互作用对幅值的影响无桩土作用先缩后扩有桩土作用先扩后缩2、同一程度、不同位置，幅值比较波阻抗变化距桩顶近波阻抗变化距桩顶远3、桩土相互作用会产生上行压力波

桩土相互作用产生上行压力波多次反射

应力波在波阻抗不同的介质交界面处会多次反射，反射波是等时距扩径缩径第一次反射第二次反射第三次反射拟合分析理论基础

一维近似条件实况分析合理布点及控制脉宽来达到一维近似

桩表面测点首波近似平面入射波

反射波近似平面反射波

信号要能反映出桩土相互作用产生的上行波

实况分析

应力波在激振点以球面波阵面向下传播，测点质点速度是直达纵波、横波及瑞利波质点速度，并不是向下传播波阵面的质点速度。不仅幅值不同，形状也不同

当波阻抗变化位置超过2D距离时，由此产生的反射波也是平面波。当反射波是平面波时，测点反射波信号强度与测点位置无关

桩土相互作用产生的上行波为压力波，其质点速度方向一般与首波质点速度方向相反

对阻抗增大情况，高估入射波能量会导致完整系数比实际偏小，反之，偏大。对阻抗减小情况，高估入射波能量会导致完整系数比实际偏大，反之，偏小。

测点、振源太近测点、振源太远平面波幅值桩身反射波合理布点及控制脉宽来达到一维近似

3/4R1/2R1/4R桩顶传感器桩中心激振桩侧传感器桩侧信号桩顶信号实验小结数值计算及以上实验表明：只要锤击脉冲各频率成份的波长与桩径比；传感器放置在距桩中心2/3R~3/4R的位置，测试的信号从某种程度可以近似用一维波动理论来分析，这为通过波形匹配来对桩身完整性定量分析提供的依据。拟合分析方法

拟合方法具体过程将桩体离散化，每个离散单元材料特性、截面认为是均匀的桩土相互作用用阻尼壶来模拟

基于一维波动理论，不断调整单元的波阻抗，使计算的桩表面响应与实测波形达到最佳匹配

阻尼壶模拟桩土作用桩单元定量分起析结果通过炭定量锄分析传我们肝可以灶得到欺以下愤一些银结果敬：（1）损伤需的范围（2）损爷伤的帮程度（3）得右到桩较身波剧阻抗惯（ρcA）与桩底津土等效鉴波阻抗踩的比值屋，同一绩场地，脉不同桩朴底该参类数的比柱较可以漏了解沉达渣相对态情况。拟合荒分析夸方法桩土慕的参庆数确政定对完整广桩实测误波形进输行拟合仇分析得淡到阻尼决壶阻尼梢系数，骄拟合时骡只须调锤整与各膛单元相勾连的阻喝尼壶阻赠尼系数进；将阻申尼壶块阻尼斯系数伞与各号单元捕所在弊土层咱土性稻参数近相联先系，宰阻尼弦壶阻虚尼与歼土性紧的剪男切波尸速有袖关。实测信南号或多欲或少有始些失真踢，桩体沃波阻抗爬或多或沫少有变救化，因早此，第根一种方脉法使用舒时可能呜会出现隆较大的湿误差，眼甚至与宅实际土典层情况寸相反。员将阻尼哗系数与础土性参箩数结合逝起来，递物理定耕义清晰屯，即桩厕周土越欲密实，海桩土作窜用越强亚烈，应泼力波衰级减越明昌显，它帖不受实轮测信号策失真等候影响。模型斜实验缩径扩径夹泥先缩径献后扩缩颈桩描计算与蛇实际对瞒比缩颈桩实际值计算值（未埋）相对误差计算值（埋入）相对误差最小等效直径(m)0.1150.1313%0.1313%范围(m)2.5～2.82.65

2.62

扩颈厘桩计说算与疲实际望对比扩颈桩实际值计算值（未埋）相对误差计算值（埋入）相对误差最大等效直径(m)0.2860.26-9%0.26-9%范围(m)2.5～2.82.65

2.63

先缩境后扩朱桩计急算与绝实际摆对比先缩后扩实际值计算值（未埋）相对误差计算值（埋入）相对误差最小等效直径(m)0.1151.0313%0.11-4.3%范围(m)1.9～2.22.0

1.88

最大等效直径(m)0.2860.26-9%0.26-9%范围(m)2.5～2.82.7

2.76

夹泥桩桥计算与宅实际对割比夹泥桩实际值计算值（未埋）相对误差计算值（埋入）相对误差最小等效直径(m)0.1380.1-27.50.12-8.7%范围(m)2.5～2.82.4-4%2.4-4%完整性后分类根据惑缺损通处最龙小波永阻抗享与正扎常部呀分波汁阻抗逼之比β值，磁工程灾桩的皆完整骆性可祸大致谈分为锐四类伙：β=复1属完蒜整桩β=棉0.罗8～涌1.笑0，轻微破至损β=摘0.燥6～0.肯8中等程李度破损β<0效.6断裂绝。场地测试敞分析桩帽朵影响缺损部再位距桩顶较团远,受桩土茄作用影响仔反射篮微弱基桩完鞠整性分辉析有正关问题基桩完聚整性分剃类及桩窝的评价燥；桩体钱的检册测长葵度；阻抗梁变化纷类别茶区分恋（离怎析、躺夹泥烂或缩伯径）强;桩长萌度检财测。桩底反帅射波与游波阻抗瘦检测桩底笼沉渣立及厚举度检船测问列题带平粒台单秀桩或外群桩林检测基桩秒完整四性分窄类及胡桩的连评价桩的完倘整性分塔类并不瓜代表对验桩的评赞价，桩键是否合香格最重夸要的参百数是其倍水平及勤竖向承掘载力同样程音度的缺绢损，位跌置不同育，影响泊也不同由于反努射波的正强度受爬桩土相挤互作用醋、波阻滑抗变化敲位置、汇变化形掠式、范令围、多暂次反射预波叠加甜等影响评。根据爬波速及示波形变龙化分类比并不很靠科学。桩体气的检极测长疲度桩周土疑性：传播页过程中酸不断衰富减，衰汗减程度剂与桩周班土性有牲关桩长径兆比：同沈样的歌土层纲，应土力波鸟在传悠播过走程还滤受桩程的长秆径比很影响呈，桩弄的长舒径比晶越大忍，桩木底反廉射波育检测哨难度债越大烟。桩底土扇性：桩底良土的等觉效波阻养抗与桩世身波阻咽抗接近读时，即视使桩长嫩径比不汪大，大甚部分能辞量在桩此底向土白体辐射根，从而蛛增加桩拆底反射便波检测眨难度；桩身材钩料粘性：即核使没削有桩驶土相恒互作歼用，烛应力橡波也凭会衰归减的激振颂频率宝、激裳振能证量：激页振频势率越柴低、乞激振置能量干越大姨，桩跳底反枕射就须越明晒显。激振点央及传感度器安装线位置：激振快点与传静感器安势装点越潜近，实植测第一云个波至低峰值就赢越大，约这样，鸽桩底反筐射波相向对于第脱一个波锋至幅值败就越小赵。综上所那述，我陕们不应辫孤立地龟谈桩的尚检测长雪度，而鸦应与桩禾周土层凝、桩的写长径比菊、桩底躁持力层明等因素掏结合起获来阻抗护变化燥类别咳区分反射匠波的贤相位鱼、幅运值与何桩身护波阻霜抗变萍化有援关，佳即与末桩材赶料的材密度ρ波速c及横截捆面积A有关。低应变逃完整性欢检测方毛法，只炒能对波衔阻抗变挽化作出畏分析，炉即对桩床横截面修的平均暗情况作醒出分析谦。至于桨详细区牲分要借足助于其价它手段揭，如声圾波等方旦法。桩底贤反射走波走倒时、案砼平葬均纵示波速吨、桩倒长三振参数蜘中的鹅任二离个参勺数便塔可确昆定另冰外一榆个参羡数。鹿要估匪算桩象长，尘必须浅已知嗓桩底励反射陕波走姐时、平砼平竹均纵读波速中。桩帅底反疤射波安时间灿可从蛇记录虚信号轮中得购到，分而砼御平均早纵波染速可粪从砼甲抗压吨强度旅等级规估算道或参钉数该漫场地积其它包桩的隙波速说，也扰可用锋声波望方法妹得到尚的桩席端附危近砼耐的纵慎波速遥作为麻桩身扣砼平储均纵咬波速瓶。用冒以上哀三种殃方法勒得到淘的波格速与贿实际损可能遗有1鞭0%辜左右辽相对吴误差滥，因欲而，录估算衡的桩展长也剖有1龙0%滤左右僵的相弊对误丸差，沸随着烛桩的球长度胶增加漏，绝轰对误共差也禽会增港加。桩长您度检继测桩底反鄙射波与市波阻抗子检测当桩针底土世的等宿效波溜阻抗匙与桩竭身波典阻抗毫接近息时，榴即使恰桩长养径比足不大核，大另部分冰能量宽在桩浪底向哪土体系辐射受，桩垄底反愤射波洪很难选检测辨。这外并不则意味价无桩险底反伪射就辫无法至检测无深部山的完音整性益，因圈为，介桩底彼附近奖有较物明显饱的阻尤抗变浙化时案，应狮力波缩慧仍会巨发生堤反射苍。因喉此，障检测毁不出螺桩底障反射杆波仍扭有可波能检斜测出愤桩底形附近捆的缺左损桩底流沉渣刚及厚分度检众测问库题桩底土冬阻尼/桩身波冈阻抗比平台炊对波专反射算、透花射的跃影响锤击纹平台艇波在瞧平台亭表面掀及平蹲台与霉桩的悲交界框面之跨间会涂多次挺反射劣，在薄交界娃面反殖射过召程中野还会陷不断洪透射巷，形早成一谷波列严，由该于交界面兆反射波怒与桩身蛋反射回外波的不丹断叠加乞，使反飘射回波脾的识别班变得困唇难。平台交对界面反莫射波影帖响由于附平台性交界陶面反题射波阻及附层近边初坡桩呆的挤朱压影猎响，戴测试丹波形皆异常洞处与斧事实陶上的夸位置诊并不烂对应带，异凡常处析可能拳是由厅这些狡因素另造成第，或收为了肠识别抛反射镜滤波炉造成涌。桩—平台系盼统反射势回波识益别方法愿（I）桩—平台公系统烫中异穿常桩与完坟整桩观信号估比较桩—平台姓系统映反射顾回波蹦识别砖方法旋（II）在平赶台表权面及份桩侧到安装悲传感刷器，丝式通过仁回波寺在两老测点黎的不同撤走时掘来识粮别。桩—平台跌系统崭反射笔回波驶识别蠢方法很（II）回波斯在两革测点标的不俱同走俭时，迹若是秃桩体缺回波赚，则脱桩侧渡测点权接收回波信抗号超前凤于表面率测点。走而对交毁界面处掌的波对啊两测点来说凯，则令时间削接近数。桩—平台系高统反射而回波识五别方法顷（II呆I）由于平洒台界面遍波经多归次反射虑、透射费会衰减斩，深部挥的反射才或桩底熄反射相稼对容易咐识别。镰通过滤盒波消除勿界面间旅高频反弄射。CPS啊A’2热001简介文件选松择波形处欺理桩土相让互作用符参数设愁置波形定米性、峰童值分析波形皇拟合百分析文件选俗择文件夹镇、文件叼类型文件绿预览有关智描述波形处醉理波形给选择波形平逮均滤波设壤置分析波桃形桩参忆数分析结疫果光标级对应尾参数波形处搏理文件栏桩土相悟互作用谁参数设鸡置剪切波保速分布桩侧反酿射波波形