桩基动测检测讲义.ppt

1、中铁元素一局上海昆客专营昆湖南段八标基桩检定训练低应变反射波法胡庆勋编着21年4月，国内低应变法遵循的规范、规程，一、铁路工程基桩检定技术规程(TB10218-2008) 2，道路工程基桩动测技术规程(jtg/tf81-0.1-2004 )3) 3， 建筑基桩检测技术规范(JGJ106-2003 )片计程仪、一、适用范围(目的)二、理论基础三、仪器设备四、现场检查技术五、检测数据分析与判定六、检测报告七、工程实例、低应变反射波法一、适用范围(目的)本方法通过分析实测桩基础速度响应信号的特征检测桩基础的完全性基本原理：在桩体上部进行纵向振动，弹性波沿桩体向下传播。 如果桩体存在明显的波阻抗差异的

2、界面(桩底、断桩、严重的分离等部位)或桩体的截面积变化(缩颈或扩张等)，则会产生反射波。 经过放大、过滤和数据处理，可以识别来自不同部位的反射信息，并据此计算桩身波速，判断桩身的完全性和混凝土质量，还可以根据波速的高低与桩身的实际长度进行比对。 根据反射波的相位特性很难判断桩身缺陷的具体类型。 因此，本方法在应用中应结合工程地质资料、施工技术资料(异常情况)、桩型、施工技术等资料，通过综合分析定性判定桩身的缺陷和类型。 二、理论基础桩的质量以波动理论为化学基，根据基本假设条件，将桩简化为一维度的弹性直线棒建立力学模型进行计算。 1、假设条件： (1)桩为一维度弹性直棒；(2)基桩由均质材料构成

3、，其各物理残奥仪表如弹性模数、质量密度为常数(以及各向同性)，截面受力时保持平面(刚体)； 2、波动方程(略) 3、波动方程的解f=fn1fn=VC/2l (n=0，1，2 )可由频率与周期的关系得到： Vc=2L f=2L/T过渡运动测定法根据一维度弹性杆的纵向振动这一特性，求出传播周期t或各级的频率间隔f、纵向应力波VC 3个残奥仪表中，只知道2个就能确定第3个。 三、仪器设备1的检测系统包括信号采集和处理器、传感器、激振设备和专用附件。 (1)数据采集器模数变换器不可低于1.2二进制位； (2)采样间距可在10500s内调整。 (3)单通道采样点为1024点以上。 (4)放大器增益大于6

4、0dB，可调，线性良好。 (5)多通道采集系统具有一致性，基础振幅偏差必须小于3%，相位偏差必须小于0.1ms。 3传感器的性能规定(1)传感器应该选择压电式加速度传感器或磁电式速度传感器，频率响应曲线的有效范围应该复盖测试信号的整个带宽范围。 (2)加速度传感器的电压灵敏度在100mV/g以上，量程在50g以上。 速度传感器的灵敏度在300mV/cms-1 30Hz以上，传感器灵敏度选择的原则在满足频率范围的基础上，尽量选择灵敏度高的传感器。 (3)加速度传感器的安装共振频率必须在10kHz以上，速度传感器的安装共振频率必须在1.5kHz以上。 4加振设备的规定根据桩型和检验目的，加振设备采

5、用不同材质和质量的力锤或力棒，得到必要的加振频率和能量。 四、现场检查技术一验收前准备工作(一)现场勘察，收集工程地质资料、基桩设计图与施工记录、监理记录等，掌握施工技术与施工过程中发生的异常情况，明确被验收监测点。收集工程地质资料，影响桩-桩周围土刚性比的大小、桩侧土衰减的大小、波形特征、深度，采取适当措施，鼎力相助正确的波浪分析。 基桩设计图纸：了解桩型、设计混凝土强度、承载力、基础类型，供分析缺陷影响程度时参考。 施工记录和监理记录：了解施工技术和施工过程中发生的异常情况，尽可能准确地分析缺陷类型。 明确测量的观测点：张冠李戴不能，被动了。 (2)根据现场实际情况选择合适的激振设备、传感

6、器及检测器，检查测试系统各部之间的连接是否良好，确认整个测试系统是否正常工作；振动设备：力锤、力棒锤或锤垫材料选用工程塑料、高强度尼龙、铝、铜、铁元素、锤垫用橡胶锤的质量为数百克至数十公斤。 振冲设备的选择：根据检测对象、短桩和浅缺陷桩，选择刚性大的锤，产生的入射波脉冲窄、频率高、极限分辨率高。 缺点：能量衰减快，检测深度小。 长桩和深部缺陷桩选用刚性小锤，入射波脉冲宽，频率低，传播距离大，检测深度大。 缺点：极限分辨率低，不能发现小缺陷。 (3)桩顶应挖在新鲜混凝土面上，用打磨机平整测点和激振点。 桩顶条件的好坏直接影响测试信号质量和桩身完全性判定的精准性，要求受检桩顶混凝土质量、截面尺寸与

7、桩身设计条件基本相同，且不积水。 由于桩的强度低的浮子直接影响传感器的安装和锤子产生的弹性波在桩顶部的传播，因此清洁的混凝土表面应该露出。 预应力管桩：如果耳朵皮与桩基础混凝土之间有紧密结合，请勿进行处理。 有松动和破损时，必须用链锯切断，不要在检查前，将被检查桩的顶部从相邻的垫子和承台上切开，避免垫子和承台的连接引起的波浪散射，使波形复杂化。 测量点和激振点磨光的问题。 (4)应测量并记录桩顶部的截面尺寸。 确定检验点数的目的有助于分析判断(5)混凝土灌注桩的检验应在成桩14d以后进行。 建设部和铁元素道部规定，至少达到设计强度的70%，在15mpa以上(6)打入或静压式预制桩的检查在相邻桩

8、打完之后进行。 1、周围发生一定的挤土效应，严重地引起土体隆起和打桩部分的脱焊接的基坑开挖可以释放土体应力，土体2、基坑开挖后的位移桩的倾斜、断裂检测开挖中，机械对桩的破坏。 为了避免超灌部的质量，必须在桩基础设计水平上检测问题，在错误的后期挖桩处理桩体的破坏。 2传感器的安装规定(1)传感器的安装应采用石膏、黄油、橡胶泥等粘结剂，粘结牢固，垂直于桩顶面。 传感器的安装好坏对信息采编的影响很大，可能是粘接层薄。 传感器底面与桩顶紧密接触，不得手触传感器，信号收集过程中不得出现滑动或松动。 (2)对于混凝土灌注桩，传感器设置在距桩中心半径2/3处，传感器与激振点之间的距离桩不得小于半径1/2，以

9、避免受铁元素钢筋笼主筋的影响。 (3)桩径D800mm时，请设置2个测量点；桩径800D1250mm时，请设置3个测量点；桩径1250D2000mm时，请设置4个测量点。 (4)对于预应力混凝土管桩，必须在相互垂直的直径上分别配置2个测量点。 3加振时的规定(1)混凝土灌注桩、混凝土预制桩的加振点必须在桩顶中心部；预应力混凝土管桩的加振点和传感器安装点与桩中心线的角度必须为9.0度。 (2)激振锤和激振残奥表由现场对比试验选定。短桩或浅部缺陷桩的检测优选采用轻锤短脉冲激振的长桩、大径桩或深部缺陷桩的检测应采用重锤宽脉冲激振，也可以使用不同的锤垫调整激振脉冲宽度。 (3)采用力棒加振时，用必须自

10、由下落的锤子敲打时，请使力的方向与桩的上面垂直。 4检验工作应由(1)取样频率和最小取样长度根据桩长和波形分析决定。 采样点数为1024点以上，采样间距为10-500s。 对于时域信号，采样频率越高，数字信号越接近模拟计程仪信号，对缺陷位置的判别越有利。 时域记录的时域长度必须在2L/C 5ms以上，振幅信号分析的频率范围的上限必须在2000Hz以下。 (2)各测量点的重复检测次数必须在3次以上，检测波形具有良好的匹配性。 (3)在干扰作用大的情况下，使用信号增强技术反复激励，在能够提高信噪比的信号的整合性差的情况下，需要对原因进行分析，排除人和检查设备等干扰因素，重新进行检查。 (4)对有缺

11、陷的桩应改变检验条件反复检验，相互验证。 位置仪器人员、五、检验数据的分析与判定应以时域曲线为主，辅助频率域分析，结合施工情况(工艺、造孔和注入记录等)、岩土工程勘察资料与波形特征等因素进行综合分析判定。 2桩体波速的平均值的确定(1)在桩长已知、桩端反射信号明显的情况下，在相同条件下选择5根以上种类的桩体波速，计算式中cm桩体波速的平均值(m/s )的Ci第I根桩的桩体波速计算值(m/s) l完全桩长(m ) t时域信号的第一峰值与桩端反射峰值之间的时间差(ms) f宽频率曲线的桩端相邻的谐振峰值之间的频率差(Hz )是计算时不应采取第一和第二峰值的n化学基桩的数量(n5 )。 (2)桩身波

12、速的平均值不能如前项所述确定的情况下，可根据该地辖区相同的桩基和施工技术其他桩基础工程的试验结果，结合桩身混凝土强度等级和实践经验综合确定。 注意不同混凝土强度等级的反射波速度经验值：预制桩在空气中的测量速度高于在土中的测量速度。 3桩身缺陷位置用下式计算从式中的x测定点到桩身缺陷的距离(m )，对应于tx时域信号的第一峰与缺陷反射峰的时间差(ms) fx振幅频率曲线的缺陷的相邻共振峰间的频率差(Hz) c桩体波速(m/s )，在不能确定的情况下用cm值代替。4混凝土灌注桩采用时域信号分析时，结合施工和岩土工程的调查资料，应正确区分扩径部发生的二次同相反射和由于桩体断面逐渐扩大而快速恢复到原桩

13、径部的一次同相反射，避免桩体完全性的误判。 注意：这种情况发生在土层的影响下。 5对于嵌岩桩，当桩端反射信号为单一反射波且与冲击脉冲信号同相时，结合岩土工程勘察与设计等有关资料与桩端同相反射波宽度的相对高低估计嵌岩的质量，根据需要用其他合适的方法进行核试验。 6桩的完全性分析如果发生以下任一情况，应结合其他测定方法： (1)超过有效测定长度范围的超长桩，其测定信号不能明确反映桩的下部和桩的端部情况。 (2)桩体截面变化或变化，变化幅度大的混凝土灌注桩。 (3)桩长的推定值与实际桩长不明显一致，并缺乏相关资料进行说明和验证。 (4)实测信号复杂不规则，不能进行准确的桩基完全性分析与评价。 (5)

14、在预制桩中，时域曲线在接头处明显反射，但很难判定是断裂还是接合不良。 7桩基完全性类别判定的原则(1)类桩基： 2L/C时刻之前无缺陷反射波，有桩基反射波的桩基共振峰值排列大致等间隔，其相邻频率差f=C/2L。(2)类桩： 2L/C时刻前出现轻微的缺陷反射波，有桩底反射波的桩基础谐振峰基本等间隔排列，微小缺陷产生谐振峰间频率差的相邻频率差fC/2L。 (3)类桩：2L/C时刻前有明显缺陷反射波的缺陷共振峰排列大致等间隔，邻接频率差fC/2L。 (4)类桩： 2L/C时刻前出现严重缺陷反射波，由于无桩底反射波或桩身浅部严重缺陷，波形呈次低频大振幅阻尼振动，以无桩底反射波的平均波速计算的桩长明显短于设计桩长。 缺陷共振峰排列大致等间隔，相邻频率差fC/2L，无桩基础共振峰或桩身浅部严重缺陷仅出现单一共振峰，无桩底共振峰。 六、检验报告检验报告结论准确，必须用语言规范。 (一)委托人