基桩完整性定量

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部反射应力朋波在伙波阻碌抗不政同的崇介质骑交界连面处甚会多进次反翅射，惨反射郊波是舟等时继距扩径缩径第一盆次反厌射第二次次反葵射第三械次反伯射拟合蒙分析阁理论盟基础一维舒近似手条件实况剃分析合理蜜布点浇及控偶制脉另宽来念达到吴一维益近似桩表仿面测如点首勇波近如似平锐面入驰射波反射棋波近葡似平族面反抹射波信号萌要能心反映拨出桩邮土相必互作懂用产地生的另上行肤波实况伏分析应力堤波在咐激振挤点以蹄球面鹊波阵剃面向娘下传雅播，贴测点筹质点扁速度阵是直倒达纵山波、乡丰横波抵及瑞景利波贱质点泥速度拿，并富不是垄向下瘦传播雀波阵虏面的证质点颗速度夹。不忽仅幅障值不胡同，汉形状螺也不闹同当波篇阻抗崖变化诱位置奖超过2D距离路时，谨由此隶产生彩的反侦射波挂也是象平面梦波。抛当反钥射波盒是平畜面波馋时，搏测点示反射谦波信枪号强族度与巡寿测点提位置低无关桩土迷相互必作用茧产生避的上各行波雕为压它力波望，其终质点忠速度母方向僻一般边与首污波质荣点速捧度方踩向相唐反对阻蜡抗增增大情载况，独高估杆入射芝波能白量会伏导致牲完整唱系数乏比实保际偏浓小，践反之夹，偏仍大。对阻政抗减桐小情艺况，榴高估垄入射册波能扩量会碍导致泥完整钳系数闷比实罩际偏嘉大，秆反之油，偏廉小。测点予、振者源太稍近测点着、振素源太敢远平面践波幅就值桩身以反射熔波合理宋布点中及控罗制脉岔宽来贷达到催一维萍近似3/刻4R1/孕2R1/作4R桩顶蒜传感腐器桩中削心激板振桩侧迟传感犁器桩侧庭信号桩顶暑信号实验出小结数值探计算奸及以酷上实阳验表处明：奋只要软锤击震脉冲秧各频哲率成盐份的胞波长共与桩滚径比岛；传剖感器凑放置抬在距销桩中窗心2/咸3R描~3份/4旗R的位崭置，丑测试府的信链号从筑某种棉程度占可以质近似鞭用一详维波舅动理萄论来参分析昆，这狮为通捉过波班形匹案配来烫对桩坛身完享整性五定量呼分析厨提供贼的依男据。拟合虹分析披方法拟合弯方法罗具体葵过程将桩永体离喷散化责，每渡个离瞧散单造元材占料特丸性、役截面圾认为资是均愤匀的桩土释相互路作用漏用阻它尼壶夜来模载拟基于坡一维盛波动性理论醉，不枪断调养整单注元的糠波阻周抗，膛使计骆算的发桩表海面响钩应与肝实测语波形爽达到形最佳菜匹配阻尼植壶模错拟桩怨土作堡用桩单面元定量跟分析路结果通过毁定量范分析正我们播可以炸得到构以下情一些停结果彻：（1）损异伤的荡范围（2）损袋伤的剩程度（3）得得到桩衬身波怨阻抗浓（ρc档A）与桩斑底土被等效蜓波阻料抗的涨比值此，同漂一场昼地，秘不同垦桩底间该参砌数的智比较星可以笔了解誉沉渣默相对障情况都。拟合输分析葱方法桩土顿的参愉数确甚定对完妙整桩纽奉实测他波形仅进行窗拟合粗分析板得到蛾阻尼蛾壶阻鸟尼系愧数，练拟合盯时只顾须调影整与挠各单悲元相倍连的化阻尼患壶阻危尼系膏数；将阻炼尼壶写阻尼侍系数团与各添单元祸所在睛土层饭土性事参数秃相联丘系，段阻尼莫壶阻病尼与席土性存的剪隶切波端速有颤关。实测凶信号披或多讯或少圆有些过失真滔，桩虎体波坚阻抗旁或多朗或少宁有变兆化，可因此先，第楼一种月方法侍使用梅时可访能会伸出现捐较大凭的误夹差，币甚至比与实冲际土醋层情间况相你反。闸将阻摩尼系控数与灶土性耽参数柔结合域起来扛，物贩理定驶义清警晰，愁即桩塔周土倍越密温实，蹈桩土扭作用萌越强躲烈，碌应力眯波衰对减越葡明显肥，它帮不受闻实测剧信号安失真功等影哲响。模型棚实验缩径扩径夹泥先缩突径后衔扩缩颈剪桩计四算与游实际访对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

扩颈嫩桩计业算与忘实际竞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

先缩窗后扩叠桩计刊算与聋实际醋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

夹泥遵桩计荒算与拣实际级对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%完整堡性分格类根据章缺损辰处最小小波处阻抗撞与正寺常部皂分波政阻抗摔之比β值，登工程扑桩的瓦完整逢性可筝大致考分为号四类到：β=劫1属完膨整桩β=针0.找8～含1.承0，轻微庙破损β=灭0.害6～0.摩8中等嫌程度丈破损β<旷0.扁6断裂倚。场地测试魄分析桩帽态影响缺损部碗位距桩顶唯较远姥,受桩警土作盒用影响谷反射迹微弱基桩拉完整孤性分后析谅有关傻问题基桩五完整砍性分采类及登桩的见评价鸭；桩体姨的检夏测长慎度；阻抗赛变化捡类别再区分本（离碰析、丽夹泥许或缩作径）顾;桩长确度检赶测。桩底败反射范波与纷波阻哪抗检辞测桩底慢沉渣诊及厚卷度检著测问漠题带平易台单或桩或嘴群桩疫检测基桩箱完整剖性分波类及板桩的运评价桩的摩完整联性分愤类并战不代开表对宰桩的低评价详，桩工是否肢合格疗最重语要的笋参数疤是其盟水平团及竖漠向承屠载力同样丈程度绪的缺拥损，谊位置贞不同拍，影恨响也甚不同由于开反射悉波的物强度鞠受桩妈土相执互作茫用、客波阻凡抗变谈化位粘置、拘变化戏形式捞、范回围、叉多次膨反射厕波叠音加等通影响羊。根贯据波命速及督波形海变化垒分类宇并不脱很科糊学。桩体棵的检甚测长娇度桩周妻土性：传洗播过呜程中能不断厌衰减宣，衰校减程甲度与拍桩周影土性疲有关桩长环径比：同杂样的贫土层候，应宜力波辉在传摩播过喷程还倚受桩深的长缓径比僵影响软，桩迹的长阶径比方越大夜，桩政底反斯射波绒检测爽难度仿越大删。桩底抓土性：桩示底土舌的等宿效波砍阻抗庭与桩蠢身波匪阻抗颤接近沾时，且即使聋桩长蜡径比首不大盖，大宾部分菌能量债在桩材底向踢土体舌辐射窜，从教而增乳加桩罚底反请射波杯检测只难度泰；桩身忠材料权粘性：即衣使没赞有桩鉴土相妈互作赔用，颜应力楚波也漏会衰及减的激振闪频率优、激欺振能界量：激顶振频默率越蹦低、探激振粱能量棋越大怕，桩煌底反砍射就贿越明请显。激振语点及避传感绘器安侵装位诞置：激馋振点揪与传侮感器闭安装诱点越敲近，街实测澡第一奏个波结至峰寻值就蛋越大励，这网样，千桩底均反射队波相善对于麻第一吉个波客至幅尝值就漠越小湖。综上读所述醋，我受们不谎应孤着立地泡谈桩悬的检帮测长稿度，症而应庸与桩芹周土下层、帝桩的刻长径添比、赏桩底底持力宪层等奋因素踢结合铃起来阻抗亡变化摔类别尺区分反射矩波的萄相位仁、幅氧值与治桩身播波阻蜻抗变巷化有奇关，孟即与吩桩材摘料的续密度ρ波速c及横垒截面程积A有关蜂。低应赠变完欧整性纺检测皆方法寇，只位能对来波阻酬抗变南化作让出分兵析，吗即对音桩横绑截面令的平洋均情伶况作达出分行析。速至于吸详细杀区分持要借升助于嚷其它浅手段叹，如危声波攀等方昌法桃。桩底般反射丽波走截时、酱砼平夺均纵侦波速晶、桩宜长三忆参数榆中的女任二摘个参克数便刊可确渔定另碧外一律个参艳数。凭要估象算桩蛮长，舟必须孩已知业桩底爱反射师波走梢时、吉砼平虫均纵册波速宾。桩萍底反践射波英时间祥可从唤记录题信号溜中得嫩到，玻而砼民平均塘纵波宗速可峡从砼任抗压先强度部等级午估算期或参捞数该奋场地责其它土桩的猪波速贿，也咸可用掀声波渡方法谷得到攀的桩绢端附桑近砼犹的纵踩波速买作为垃桩身台砼平塑均纵庙波速当。用瞒以上晕三种俯方法熔得到倒的波慰速与悼实际去可能模有1昨0%保左右悦相对奇误差热，因惨而，轮估算菌的桩节长也鸽有1戒0%酷左右扛的相高对误聪差，随随着驼桩的样长度柳增加闲，绝滑对误毛差也混会增凉加。桩长润度检赔测桩底足反射缺波与带波阻况抗检皱测当桩忌底土那的等号效波眼阻抗籍与桩放身波晋阻抗吓接近忌时，年即使秩桩长仙径比涨不大漏，大属部分呆能量传在桩什底向禁土体专辐射社，桩粒底反严射波刷很难周检测枣。这灿并不败意味睬无桩脊底反饶射就侮无法鱼检测兽深部踏的完楚整性似，因粱为，茫桩底遣附近六有较钓明显闹的阻要抗变停化时塑，应趴力波章仍会票发生甚反射阅。因插此，州检测姥不出浊桩底绘反射膛波仍悔有可拣能检涌测出圣桩底孝附近狂的缺诸损桩底蕉沉渣心及厚晓度检绑测问边题桩底勤土阻企尼/桩身搂波阻晕抗比平台专对波摸反射核、透突射的云影响锤击芦平台怨波在屈平台掩表面要及平臂台与核桩的动交界衔面之绿间会婚多次县反射插，在番交界晒面反蝴射过顾程中闯还会右不断芳透射捡，形捆成一今波列回，由辛于交界流面反背射波迎与桩卷身反膜射回雄波的宗不断耕叠加歌，使狡反射聚回波妙的识练别变吃得困拐难。平台颈交界元面反钻射波坦影响由于汁平台糠交界好面反像射波疲及附筐近边羊坡桩择的挤蔑压影统响，速测试阴波形耳异常胆处与少事实酒上的墓位置婚并不趁对应喇，异叉常处异可能茅是由姓这些澡因素员造成肾，或班为了蛛识别臂反射金滤波汽造成总。桩—平台众系统臭反射候回波炒识别喘方法继（I）桩—平台舌系统叠中异稍常桩与完迹整桩另信号再比较桩—平台薄系统壮反射搞回波锁识别讲方法邪（II）在平孕台表详面及贱桩侧蹲安装乎传感逮器，土通过眼回波滑在两奇测点友的不同蚊走时缸来识熄别。桩—平台剧系统犯反射盐回波本识别探方法餐（II）回波圾在两们测点幼的不跌同走热时，钞若是塌桩体册回波耳，则戴桩侧驾测点盛接收回波软信号仿超前已于表违面测多点。袄而对冒交界糖面处借的波雨对两妄测点来说抽，则耀时间列接近价。桩—平台妈系统暮反射秤回波缠识别闲方法惊（II塘I）由于金平台遣界面角波经疼多次狂反射默、透赵射会示衰减唐，深铜部的集反射摘或桩熄底反拨射相懂对容赌易识肢别。机通过逐滤波下消除状界面眯间高讨频反喜射。CP鬼SA你’2价00吊1简介文件巴选择波形康处理桩土持相互更作用凤参数丑设置波形恢定性佩、峰家值分拨析波形关拟合冶分析文件秀选择文件排夹、是文件昆类型文件鞠预览有关蓬描述波形斑处理波形村选择波形藏平均滤波城设置分析区波形桩参火数分析黑结果光标狂对应飞参数波形乘处理文件悠栏桩土绸相互茂作用言参数币设置