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文档简介
1、浅谈桩基完整性的检测摘要:本文浅述了在桩基检测中几点方法,探讨了在当前形势下如何做好桩基检测工作,以确保工程质量。关键词:完整性检测 检测标准 问题 方法一、桩基完整性的检测方法1.1静载检测法在动测技术未能取得突破性进展之前,静载试验仍是承载力检测最为可靠的评定标准,如何改进静载试验测试、分析方法,提高静载试验的可靠度,一直以来都是工程界所关心的课题。1.2低应变反射波法低应变反射波法又叫应力波法,是以手锤或力棒敲击桩顶,给桩一定的能量,产生一纵向应力波,该应力波沿桩身向下传播,由传感器(速度型或加速度型)拾取桩身缺陷及不同界面的反射信号,通过检测和分析应力波在桩身中的传播历程。便可分析出桩
2、基的完整性,并根据桩身突然变化界面时(如:桩底沉渣过厚、桩身夹泥、断裂、扩径或缩径等)所产生的反射和透射波,来确定桩身缺陷性质,估算桩长或缺陷位置,且根据应力波在桩身中的传播速度来推断混凝土的强度。1.3高应变反射波法又叫高应变动力试桩法,是一种利用高能量的动力荷载确定单桩承载力的方法。这种方法在国际上已经有了近30年的发展历程。随着我国基础建设事业的发展,桩基工程的日益增多,各种类型混凝土灌注桩的大量应用,又出现了许多新的质量问题,因此桩的检测工作量很大。传统的检测方法是桩的静载荷试验,由于其费用高、时间长,通常检测数量只能达到总桩数的1%左右。因此,高应变动力检测以其技术相对先进、操作较为
3、简便,近年来得到了广泛的推广和应用。1.4反射波法反射波法的基本原理是在桩身顶部进行竖向激振,弹性波沿着桩身向下传播,当桩身存在明显波阻抗差异的界面(如桩底、断桩和严重离析等部位)或桩身截面面积变化(如缩径或扩径)部位将产生反射波。经接受放大、滤波和数据处理。可识别来自桩身不同部位的反射信息,据此计算桩身波速以判断桩身完整性及估计混凝土强度等级。还可根据视波速和桩底反射波到达时间对桩的实际长度加以核对。二、桩基完整性检测的标准目前对桩基完整性质量检测尚无明确定义,近年来不少专家提出了桩基完整性类别的划分方法,即把桩基划分为类桩、类桩和类桩。类桩为桩身完整,无缺陷;类桩为桩身有轻微缺陷,但不影响
4、承载力;类桩为桩身存在严重缺陷,影响承载力。这种划分其实也没有统一标准。桩身完整性检测只是检测桩身材料、尺寸等方面的质量问题,而这种划分或多或少地依赖于承载力的达标与否。但是为了检测中有一个明确的结论,必须对桩基的完整性做出判定,这也是进行桩基低应变检测的目的所在。为了增强对缺陷判定的准确性,检测人员应加强实践,通过对标准桩以及各种缺陷桩的反复检测,掌握不同缺陷以及不同程度缺陷在波形图上表现的细微差异,从而使自己的判定结果客观而公证。三、当前桩基检测工作中存在的问题3.1检测单位的硬件设备参差不齐、内部管理混乱有少数单位的办公场所较拥挤破旧,无专门的档案存放地点。在技术装备上,有的单位静载试验
5、的装备能力已达1 0 00多吨,低应变和高应变均采用进口先进设备,而有些较差的单位,甚至连计量器都不能进行定期标定;一些单位缺乏法律意识和责任意识,内部没有建立相互制约的监督机制,即使有了相关的制度,但缺乏制约力度,也是形同虚设;岗位管理上存在着持证人员变动大,岗位人员不到位,有无证人员在场开展检测工作等问题;档案管理上,一些单位没有档案存放设施,资料杂乱、混装,没有按照“一个工程一份档案”的要求装订成册。3.2检测的市场行为不规范由于检测市场不规范、片面压价,一些单位在检测工程中,现场数据采集不认真,数据资料处理草率,甚至冒用检测人员或技术负责人签名;有个别单位还出现出卖资质或与不具备检测能
6、力的单位、个人联营,或将盖好章的空白检测报告交给无资质方使用的现象,一些地区搞地方保护主义,垄断经营,阻止外地检测队伍的进入,妨碍了技术进步和检测质量。3.3检测成果不够精确反映在或引用的资料不全,数据不准,结论简单或结论含糊,静载试验的内容与执行的规范不符,原始记录潦草且涂改严重,观测时间不充分,基本值判断不准。低应变检测采集的曲线一致性差、有的注意锤重、落距的选择,锤击力不够,分析时选用的参数不合理或过于简单、不全;一些单位没有编制相关的检测方案或检测方案过于简单、不能对整个检测过程起到指导作用。四、加强检测完整性的方法4.1加强质量监督各级政府建设行政主管部门要依法行政,切实加强质量监督
7、,特别是加强对强制性标准执行情况的检查,落实到具体的管理部门,明确专人负责,结合各地的实际情况,制定切实有效的管理办法,要严格执行国家及省的有关规定,所有的桩基工程均必须按国家现行规范规程进行检测,否则不予验收,桩基工程未经验收或验收不合格的,严禁进行上部结构施工。4.2加强检测单位的内部管理工作积极鼓励桩基检测单位行计量认证和ISO质量体系的贯标工作,建立健全行之有效的检测质量保证体系。各项管理工作要落实到检测工作的各个环节。从人员配备、设备(硬件)更新、规章制度建立与实施、分析技术(软件)标准化等方面进行强化;从现场检测、数据分析整理、直到出具检测报告,都应有专人负责,哪一个环节出问题,就
8、追究谁的责任,确保检测报告客观、真实、科学、可靠。【资料】基桩完整性检测技术简介初始进入行业的人,老是问这样的问题,基桩的完整性怎么检?能不能简单的介绍下?完整性检测技术有哪些方法?等等诸如此类的问题,想简单说吧说不清楚,想说清楚吧,一时半会儿还说不清楚,闲暇下来总结了一下,权当“基桩完整性检测技术简介”供小伙伴们参考。近年来,为加强基础结构工程基桩动力检测的管理,统一检测方法及技术规定,确保检测分析成果的质量,我国先后制定了公路工程基桩动测技术规程JTG/T F81-01-2004,港口工程桩基动力检测规程JTJ249-2001,港口工程基桩静载荷试验规程JTJ255-2002,建筑基桩检测
9、技术规范JGJ1062003、铁路工程基桩检测技术规程TB10218-2008等。(有兴趣的小伙伴可以把这几个规范找来看看,一定受益匪浅)目前,基桩质量检测的两项重要内容主要为基桩的承载力检测和桩身完整性检测。其中基桩承载力检测主要方法有单桩竖向抗压(拔)静载试验、单桩水平静载试验、高应变动测法,桩身完整性检测方法主要有低应变反射波法、高应变动测法、声波透射法、孔内成像法、取芯法等。单桩竖向抗压(拔)静载试验方法是确定单桩竖向抗压(拔)极限承载力,判定工程桩竖向抗压(拔)承载力是否满足设计要求。单桩水平静载试验是确定单桩水平临界和极限承载力,判定工程桩水平承载力是否满足设计要求以及确定浅层地基
10、土水平抗力系数的比例系数,以便分析工程桩在水平荷载作用下的受力特性。高应变动测法主要分析桩侧和桩端土阻力,推算单桩轴向抗压极限承载力,检测桩身缺陷位置、类型及影响程度,判定桩身完整性类别,试打桩及打桩应力监测。开挖目视法一次开挖可对基桩的长度、缺陷、以及地质条件清楚的了解,但由于工作量大、成本高、对结构破坏性大,不能广泛使用,适用检测范围非常有限;另一方面,处于港口、码头、河流等水下基桩该方法根本无法使用。低应变反射波法是通过分析实测桩顶速度响应信号的特征检测桩身完整性,判定桩身缺陷位置及影响程度,判断桩端嵌固情况以及完整性类别。声波透射法是通过预埋在桩身的声测管,用声测换能器的发射和接收,测
11、出被测混凝土介质的声学参数,分析声测管之间混凝土的缺陷位置及影响程度,判定桩身完整性类别;还可利用桩身钻孔取芯检测取芯孔周围混凝土的缺陷及影响程度。孔内成像法是在基桩上钻孔,放入CCD摄像机对孔壁摄像,进而判断基桩损伤的有无和部位。该方法比较直观,测试精度高,但仍然需要在桩头部位进行测试,并且需要钻孔。取芯法是利用钻孔取芯机械设备,直接对桩身钻孔取芯,检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝士的强度,桩底沉渣厚度和桩身完整性,判定或鉴别桩端持力层岩土性状。目前桩基完整性检测技术比较后可归纳如下表。小伙伴们,看了上表是不是对基桩完整性检测全貌有了比较清楚的了解呢。基桩完整性检测现在主流方法就两个,其一为
12、声波透射法,其二为低应变反射波法,如果你对波信号有强烈的兴趣,相信你在检测过程和数据分析过程中能体会到无尽的乐趣。好了,冲击弹性波的频谱分析技术就介绍这么多,但还有很多东西上面都没有提到,如果想进一步深入了解,那就得麻烦各位朋友自行学习了。低应变反射波法在桩基完整性检测中的应用发表时间:2013-4-7 来源:建筑学研究前沿2013年1月供稿 作者:郭建维导读 低应变反射波法以一维波动方程为理论基础,通过在桩顶施加激振信号产生应力波。郭建维江门市建联试验检测有限公司 广东 江门 529000摘 要:桩基是地下隐蔽工程,成桩质量不易控制,往往容易出现质量缺陷,因此,对桩基完整性进行尤为重要,低应
13、变反射波法就是一种应用十分广泛的桩基完整性检测方法。本文介绍了低应变反射波法的基本原理,并阐述了低应变反射波法在桩基完整性检测中的应用,对各类桩的波形曲线进行了分析,以供参考。关键词:低应变反射波法;原理;完整性检测;应用;波形分析The low strain reflected wave method in the application of pile integrity testingGuoJianWeiJiangmen built union test LTD. Guangdong jiangmen 529000Pick to: pile foundation is undergrou
14、nd take cover engineering, pile quality is not easy to control, often prone to quality defects, therefore, to pile integrity is very important, the low strain reflected wave method is a kind of application is very extensive in the pile integrity testing method. This paper introduces the basic princi
15、ple of the low strain reflected wave method, and expounds the low strain reflected wave method in the application of pile integrity testing, for all kinds of pile waveform curve are analyzed, for your reference.Key words: the low strain reflected wave method; The principle; Integrity testing; The ap
16、plication; Waveform analysis 随着工程建设的发展,桩基础在地基处理中得到了广泛的应用。桩基础属地下隐蔽工程,因此,其质量很难得到保证,施工过程中难免会出现缩颈、扩颈、断裂、夹泥、离析等缺陷。为了保证桩基安全可靠,进行桩基完整性检测是十分有必要的。桩基完整性检测技术目前主要有低应变法反射波法、高应变反射波法、声波透射法等。其中低应变反射波法具有检测快速、方便,测试资料分析简单、精确,费用低廉等优点,因此其被众多的检测单位所采纳与应用。 1 方法原理 低应变反射波法以一维波动方程为理论基础,通过在桩顶施加激振信号产生应力波,该应力波沿桩身传播过程中,遇到不连续界面(如蜂
17、窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷)和桩底面时,将产生反射波。这样,根据一根桩不同阻抗变化界面其反射波的时域和频域曲线的不同特征(传播时间、幅值和波形特征),就可以判断桩身缺陷,评定桩身质量。由于波长 大于桩径d,而桩长L 一般远大于d,因此,基桩完整性的反射波法检测是建立在一维波动理论基础之上,在数学上模拟桩的一维应力波传播,桩中应力波按下述一维波动方程传播: (1) 式中: v 为x 方向的位移(m); c 为波的传播速度(m/s); E 为桩材的弹性模量(Mpa); 为桩材的质量密度(g/m3); x 为坐标(m); t 为时间(s) 当遇到阻抗(RA)界面时,将产生反射和透射。根据界面连续条件
18、和牛顿第三定律,界面上两侧的质点速度V、应力均应相等,即 (2) 式中: VI入射波质点速度; VR反射波质点速度; VT入射波质点速度; I入射波质点应力; R反射波质点应力; T入射波质点应力; A1波阻抗界面上桩身的横截面面积; A2波阻抗界面下桩身的横截面面积。 由波阵面动量守恒条件得: (3) 式中: 1波阻抗界面上桩身混凝土密度; 2波阻抗界面下桩身混凝土密度; C1波阻抗界面上侧的纵波波速; C2波阻抗界面下侧的纵波波速; Z1波阻抗界面上桩身的波阻抗,Z1=1C1A1; Z2波阻抗界面下桩身的波阻抗,Z2=2C2A2。 将式(2)和式(3)联立求解,可得: (4) (5) 式中
19、: n波阻抗比值,n=1C1A1/1C2A2; F反射系数,F=(1-n)(/1+n); T透射系数,T=2(/1+n)。 公式(4)、公式(5)是反射波诊断的依据,桩身各种性状以及桩底不同的支承条件,均可归纳成以下三种波阻抗变化类型。 当桩底为支承桩,胶结良好,波阻抗近似不变时(Z1Z2),则n=1,F=0,T=1。由式(4)、式(5)可知,R=VR=0,应力波为全透射,无反射信号,一般看不到桩底反射。但先决条件是激振的能量能充分影响到桩底。 当界面上应力波从高阻抗进入低阻抗时(Z1Z2),如磨擦桩的桩底、断裂、离析、缩颈等缺陷。Z1Z2,则n1,F0,T0,由公式(4)可知,R与I异号,反
20、射波为下行拉力波。根据应力符号的定义,上行的拉力波与下行压力波一致,由公式(5)可知,VR与VI符号一致。总之,在桩顶检测出的反射波速度、应力均与入射波信号极性一致。 当桩底存在沉渣或桩身完全断裂情况下,Z1Z2,则n,F=-1,T=0。此时由式(4)、式(5)可得出R=-I,VR=VI,即桩底处于应力为零,速度加倍。 当界面上应力波从低阻抗进入高阻抗时(Z1Z2),如扩径桩或嵌入高阻抗的嵌岩桩,此时由于Z1Z2,则n1,F0,由式(4)、式(5)可知,R与I同号,反射应力与入射的压缩波相同,而VR与VI相反,反射波与入射波反相。 2 低应变反射波法在桩基完整性检测中的应用及波形曲线分析 2.
21、1 完整桩 一般完整桩在时程曲线上的特征为:波形规则,波列清晰,桩底反射波明显,易于读取反射波到达时间,如图1所示。 图1 完整桩波形图 图1:该桩为桩径1000mm、桩长30.3m钻孔桩,设计混凝土强度等级为C30,桩身完整,波速为3700m/s,在8m以前曲线下降,为粉砂土较好地层反应。桩底反射与入射同相,桩底反射明显。 2.2 缩颈(夹泥)桩 缩颈处截面积变小,波阻抗减小,应力波遇到缩颈会产生与入射波振动方向同相的反射,波形比较规则,波速一般正常。一般能看到桩底反射,若缩颈部位较浅,缩颈还会出现几次反射,但若缩颈程度严重,则难以看到桩底反射。 图2 缩径桩波形图 图2:该桩为直径426m
22、m、桩长18m的沉管桩。钢筋笼长6m,设计承载力标准值320kN。经测试,桩身6.57m处存在缩径或局部离析,系因成桩时拔管太快所致,说明钢筋笼底部存在缺陷,但桩底基本可见,属类桩。 图3 夹泥桩波形图 图3:该桩为直径1500mm、桩长44.5m、C25的钻孔桩。测试时发生在2m处同向子波反射幅值高于初至波,并有后继的多次反射,检测人员误认为是传感器黏结引起的正常振荡,判为类桩。经证实在2.2m左右桩身严重缺陷(夹泥),应属于类桩,后凿去桩头缺陷上部段,重新接桩。 2.3 扩径桩 扩径桩在曲线上反射波形较为规则,扩径处的反射波呈反相,或先反相后续同相,也可能有多次反射,一般情况能看到桩底反射
23、。需要注意的是,如果桩周土较硬,波形曲线上也会出现类似于扩颈的反射波,如图4所示。 图4 扩径桩波形图 图4:该桩直径1200mm、桩长18.3m、C25。在灌注桩成桩过程中,由于孔口偏位校正,使桩浅部扩大造成扩径。实际灌入混凝土33m3(设计仅22m3)。充盈系数为1.5。从测试波形中可见25m严重扩径,并出现多次反射。取芯验证桩身完整,混凝土强度满足设计要求。 2.4 离析桩 由于离析部位的混凝土松散,对应力波能量吸收较大,形成的缺陷子波不规则,后续信号杂乱,而且频率较低,计算得到的波速偏小,一般不易见到桩底反射,如图5所示。 图5 离析桩波形图 图5:该桩直径1000mm、桩长45m,护
24、筒直径1200mm、护筒长2.0m,设计混凝土强度等级为C30,在测试中发现14.8m处明显呈低频同相反射,属离析反映,无法见到桩底反射,经钻孔检测,发现均存在离析面。 2.5 断裂桩 由于在断裂处波阻抗的突变,在时程曲线上的反应有以下三种情况:上部断裂往往呈高频多次同相反射,反射波幅值较高,衰减较慢;中部断裂反映为多次同相反射,缺陷的反射波幅值较低;深部断裂波形反映下,类似摩擦桩桩底反射,但计算的波速明显高于正常桩的波速,如图6所示。 图6 断裂桩波形图 图6:该桩直径700mm、长54.9m、C25。由于地下室开挖,造成部分桩断裂,桩头倾斜。经测试,曲线呈等距多次同相反射。开挖后发现在1.
25、6m处断裂。 图7:该桩为直径377mm、桩长16m的沉管桩。设计混凝土强度等级为C20,钢筋笼长度4.5m,承载力450kN。经测试在1.4m处有强的同相多次反射,衰减慢,无桩底反射,判为2.8m处断。开挖检查发现2.85m处断裂。属机械开挖时受损。 图7 断裂桩波形图 2 .6 脱焊虚焊等不良焊接桩 预制桩和管桩的焊接缺陷及成桩时受损造成的焊接问题,表现为有同相反射,严重时难以见到下部位较大的缺陷或桩底反射。如图8所示。 图8 脱焊桩波形图 图8:在9.72m处有明显的同相反射,判为21m处,说明第一节完好,第二节由于打桩使焊接点打脱裂,造成同相反射,下部无信号。 2.7 桩头疏松 桩头疏
26、松或强度偏低的桩,测试结果无法反映桩的完整性,曲线反应为入射波波峰较低、脉冲较缓,而且后续波形呈低频,此类现象均属桩头强度偏低,如图9所示。 图9 桩头疏松桩波形图 图19:该桩为直径800mm、桩长33m的钻孔桩,C25,通长钢筋笼。初测时桩头疏松,曲线呈低频型,明显反映为弹性波呈慢速传播。经开凿桩头松散,凿去12m后,再进行复测,结果桩身完整,曲线正常,为类桩。 3 结语 低应变反射波法是目前检测桩基完整性检测的重要手段,与其他方法相比,具有无损、简便、高效等优点,可以较准确的检测桩是否发生缩颈、扩颈、断桩、离析等缺陷,还可进一步确定缺陷的程度及位置范围。因此,该方法在桩基完整性检测中得到
27、了广泛的应用。但同时也需要看到的是,该法毕竟是通过桩顶一点来了解一根桩的情况,因此,对桩基检测情况的判定应综合考虑各种条件,并且应在实际检测中不断积累经验,提高检测水平,这样才能为工程提供准确的检测结果。参考文献1 张冬美.低应变反射波法在桩基检测中的应用J.山西建筑.2010年第06期2 刘福臣,王文,张振善,刘文卿.桩基低应变检测波型分析及桩身完整性判别J.港工技术.2012年第02期反射波法在基桩完整性检测中应注意的几个问题一、前言随着国民经济的飞速发展,我国工程建设项目日益增多,工程桩的应用越来越普及,因此基桩质量的检测越来越重要。作为基桩完整性检测的常规手段,低应变反射波法在我国有多
28、年的发展历史并已纳入国家的规范,由于此种方法具有野外数据采集快速、方便;测试资料分析简单、精确;费用低廉等优点,因此其被众多的检测单位所采纳与使用。我通过工程实践发现这种方法在实际应用中存在许多问题应引起注意和重视,否则将对基桩完整性检测的效果产生较大的影响。二、低应变反射波法的基本原理低应变反射波法是以一维弹性杆平面应力波波动理论为基础的。将桩身假定为一维弹性杆件(桩长>>直径),在桩顶锤击力作用下,产生一压缩波,沿桩身向下传播,当桩身存在明显的波阻抗Z变化界面时,将产生反射和透射波,反射的相位和幅值大小由波阻抗Z变化决定。安装在桩顶上的传感器,将接收到来自桩身各个波阻抗Z变化界
29、面处反射上来的信息,根据这些信息,可对桩身完整性质量进行分析判断。桩身波阻抗Z由桩的横截面积A、桩身材料密度等决定,如式(1)。 Z = C A (1)假设在基桩中某处存在一个波阻抗变化界面,界面上部波阻抗Z1=1C1A1,上部波阻抗Z2=2C2A2。 当Z1 =Z2时,表示桩截面均匀,无缺陷。 当Z1 >Z2时,表示在相应位置存在截面缩小或砼质量较差等缺陷,反射波速度信号与入射波速度信号相位一致。 当Z1 <Z2时,表示在相应位置存在扩径,反射波速度信号与入射波速度信号相位相反。当桩身存在缺陷时,根据缺陷反射波时刻与桩顶锤击触发时刻的差值t和桩身传播速度C来推算缺陷位置Lx,入式
30、(2)。Lx = t·C / 2 (2)三、低应变反射波法测试的建议1、桩头的处理在现场信号采集工作中,桩头的处理是测试成功的第一关键,但在大多情况下,很多测试人员忽略了这一点。由于施工的原因,往往桩头部分有素混凝土(浮浆),有些测试人员忽略了对桩头的处理,直接就在素混凝土(浮浆)上进行测试,结果无论怎么改变传感器以及传感器的安装,无论怎么改变振源,测试信号都不理想,往往在测试信号的浅层部位存在较严重的反向脉冲。一般情况下,桩头的处理以露出新鲜含骨料的混凝土面为止,而且要尽量平整、干净(桩头不要破碎、不要有杂物、不要有水);这可以通过随身携带凿子以凿平安装点和锤击点或委托施工方在测试
31、前帮忙进行桩头处理,这样有利于传感器的安装和力棒的锤击。2、传感器的安装传感器的安装对现场信号的采集影响较大,理论上传感器越轻、越贴近桩面、与桩面之间接触刚度越大,传递特性越好,测试信号也越接近桩面的质点振动。 对实心桩的测试,传感器安装位置宜为距桩心2/33/4半径处;对空心桩的测试,锤击点与传感器安装位置宜在同一水平面上,且与桩中心连线形成90°夹角,传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。传感器的安装必须通过藕合剂垂直与桩面粘接。下面介绍几种较常用的藕合剂:粘性好的黄油或凡士林:经济实用,但黄油较赃,凡士林较干净;粘性好弹性差的橡皮泥;牙膏:干净方便;口香糖:用口加工后使用。传感器
32、是否安装好,可用手指轻弹传感器侧面,若传感器纹丝不动则说明已经安装好。有的测试人员为了测试简便,经常不用藕合剂或少用藕合剂,致使藕合剂的作用减少或消失,导致测试信号振荡很明显,不利于对基桩的分析判断,这样是不可取的。3、击振点及击振方式的选择击振信号的强弱对现场信号的采集同样影响较大,对实心桩的测试,击振点位置应选择在桩的中心;对空心桩的测试,锤击点与传感器安装位置宜在同一水平面上,且与桩中心连线形成90°夹角,击振点位置宜在桩壁厚的1/2处。对长大桩测试一般应当用力棒或大铁球或击振,其重量大、能量大、脉冲宽、频率低、衰减小,适宜于桩底及深部缺陷的检测,桩底及深部缺陷的信号反射较强烈
33、。但由此很容易代来浅层缺陷和微小缺陷的误判和漏判。当根据信号发现浅层部位异常时,建议用小钉锤或钢筋进行击振,因其重量小、能量小、脉冲窄、频率高,可较准确的确定浅层缺陷的程度和位置。经常有测试人员拿把小锤去测长大桩,并反映很难测到桩底反射。按以上的原理,这样的测法是不正确的。由于小锤重量小、能量小、脉冲窄、频率高、衰减快,因此信号在桩身中传播有可能未到桩底就衰减完或即使传到桩底反射回来的信号也很微弱极难分辨。由此可见,用小锤测长大桩,并想得到桩底反射,大多数情况下是很困难的。4、传感器的影响目前大多数测试人员在对基桩进行低应变反射波法测试时选用速度或加速度传感器。其中速度计在低频段的幅频特性和相
34、频特性较差,在信号采集过程中,因击振激发其安装谐振频率,而产生寄生振荡,容易采集到具有振荡的波形曲线,对浅层缺陷反应不是很明显。同速度计相比,加速度计无论是在频响特性还是输出特性方面均具有巨大优势,并且它还具有高灵敏度的优点,因此用高灵敏度加速度计测试所采集到的波形曲线,没有振荡,缺陷反应明显。所以我个人建议在对基桩进行低应变反射波法测试时选用高灵敏度加速度计检测。5、桩周土层的影响在对基桩进行低应变反射波法测试时,要充分考虑到桩周土层对所采集波形曲线的影响。检测人员往往只注意到桩身波阻抗变化造成的信号反射,而忽略了应力波在桩身中传播时,不仅受到桩身材料、刚度及缺陷的影响,还受到桩周土层的土模
35、量大小的影响。当桩周土从软土层变化到硬土层时,采集的波形曲线会在相应位置处产生类似扩径的反射波,而当桩周土从硬土层变化到软土层时,采集的波形曲线会在相应位置处产生类似缩径的反射波。如果不考虑桩周土对采集波形曲线的影响,不了解桩侧的地质情况,容易对基桩产生误判。6、波形指数放大的优缺点在现场信号采集过程中,桩底反射信号不明显的情况经常发生,这时指数放大是非常有用的一种功能,它可以确保在桩头信号不削波的情况下,使桩底部信号得以清晰地显现出来。但有些测试人员认为它使波形失真,过分突出了桩深部的缺陷,这种观点有一定的道理,过分的指数放大甚至有可能人为地造出一个桩底反射。但是如果结合原始波形,适当地对波
36、形进行指数放大,作为显示深部缺陷和桩底的一种手段,它还是一种非常有用的功能。7、滤波的影响滤波是波形分析处理的重要手段之一,是对采集的原始信号进行加工处理,它是为了将测试信号中无用的或次要成分的波滤除掉,使波形更容易分析判断,在实际工作中,多采用低通滤波,而低通滤波频率上限的选择尤为重要,选择过低,容易掩盖浅层缺陷,选择过高,起不到滤波的作用。8、对砼强度的判断低应变反射波法测出的波速为整桩的平均波速,其准确性依赖准确的桩长和桩底反射时间,波速与砼强度之间没有一一对应的关系,因此不能给出每根桩对应的砼强度,但是我们可以根据同一工程所有测试桩的波速平均值来估计砼强度等级。9、联线接头及信号线的保
37、护利用RSM系列工程动测仪和配套的速度计、加速度计可以对基桩进行低应变反射波法的测试。仪器与传感器之间通过联线进行连接,接头部位是最容易出问题的地方,无论是传感器接头、信号线接头和电源线接头,都存在硬软交接现象,一般均通过焊接、硅胶和线卡固定,承重能力和抗折拉能力较差,因此对于这些部位在加强衔接的同时,实际使用过程中,应尽量避免承重和大力折拉,转场时应用手握住传感器,如果将传感器吊在半空,极容易导致接头处脱落。信号线除重点保护接头外,自身的老化和折拉变形也会严重降低寿命和使用的可靠性,贮存和装箱时信号线不应长期处于折拉状态,也不应长期与易腐蚀物质相处,泥砂、盐碱、污渍应及时清洗,现场测试时,还
38、应尽量避免大力牵拉和甩动信号线;为防止行人拌动,信号线接头部的前端务必固定。一旦绝缘电阻降低或接触不良以至无法使用的信号线最好弃旧购新。对于速度计而言,普通(橡胶外套含双屏蔽的)音频线可以代用。加速度计必须购买低噪声电缆线,接头也必须用专门工具安装,非常麻烦。正因如此,现场保护联线和接头十分重要。但在实际使用过程中,有一些检测人员忽略了对联线和接头的保护,往往造成信号线的损坏,然后自行联接信号线,并用普通电工用黑纱布进行包箍,实测结果表明,在潮湿地区它们均存在严重的干扰,拆开后发现,绝大部分被包箍的线头均存在不同程度的锈蚀,这说明普通电工纱布不能防水,因而在野外工程试验中也不能起到较好的绝缘作
39、用。因此应该说,单纯用这类纱布包线不合适甚至适得其反的。正确的处理办法是选用防水绝缘胶布包箍连接部位,正确的接线方式应当如下:焊好芯线和屏蔽线,各自裹数层绝缘防水胶布。在二线的外边,屏蔽层未达到的部位包一层锡箔纸,然后再用防水胶和黑纱布箍紧。打结或其它办法处理,提高连接处的抗拉能力。低噪声电缆线连接更加麻烦,一般尽量不要增加中间环节,一根线捅到底最好。10、仪器自触发、不触发的检查经常有测试人员反映他们的仪器(RSM24FD浮点工程动测仪)老是自触发,有时又不触发,认为仪器出毛病了,事后检查,仪器没有任何毛病,工作状态一切良好,那么到底应当怎样检查仪器的触发是由仪器故障还是传感器故障还是联接电
40、缆故障造成的呢?首先谈谈传感器故障对仪器触发的影响:速度计用万用表测量其内阻一般在500-600之间。当速度计内阻为0(即短路)时,仪器采样时应该不触发;当速度计内阻为无穷大(即开路)时,仪器采样时应该自触发。加速度计用万用表很难测量其内阻阻值。但当加速度计内阻为0(即短路)时,仪器采样时应该自触发;当加速度计内阻为无穷大(即开路)时,仪器采样时应该不触发。其次谈谈联接电缆故障对仪器触发的影响:当速度计联接电缆中信号线短路时,仪器采样时应该不触发;当速度计联接电缆中信号线断开时,仪器采样时应该自触发。当加速度计联接电缆中信号线短路时,仪器采样时应该自触发;当加速度计联接电缆中信号线断开时,仪器
41、采样时应该不触发。那么当仪器出现自触发或不触发现象时,我们首先应将传感器及其联接电缆联接到其它的相应通道上测试,看是否有同样的现象发生,若没有同样的现象发生则表示前面那个通道出现问题,此时按RSM动测仪说明书上的联接图,量一量六合一接头联线相应通道的两根信号线是否通断或是否短路开路,若联线有问题可修理六合一接头联线或另购一根,若联线没有问题则表示仪器相应通道出现故障。若接到其它的相应通道上测试,仍出现同样的现象,则有可能是传感器及其联接电缆出现故障,也有可能是仪器的几个通道都出现故障,按上面介绍的方法用万用表对传感器及其联接电缆进行测试,若有问题则对传感器及其联接电缆进行修理或另购,此时最好用
42、一正常的传感器及联接电缆对仪器测试一下;若传感器及其联接电缆没有问题,则表示仪器的所有通道都出现故障,必须进行修理。四、低应变反射波法的局限性与改进分析方法低应变反射波法的局限性:1、仅测出波阻抗的相对变化,可以区分缩径类与扩径类,也可以计算缺陷位置,但却不能确定缺陷性质、方位。2、缺陷程度的定量分析很难达到理想效果,目前只能将缺陷程度定性给出。3、平均波速与砼强度之间的关系无法准确给出。4、对长径比超过一定限度的桩、极浅部或太小的缺陷,低应变反射波法无法正确测量。高频信号传不下去,测试范围有限,低频信号分辨率不够,容易漏判缺陷等等。5、若桩身存在多个缺陷时,深部缺陷容易误判。为了准确分析桩身
43、缺陷,有必要:1、结合地质资料、施工记录分析基桩完整性。桩型、施工工艺对基桩的完整性以及缺陷类型影响很大。如:预制桩、人工挖孔桩不可能缩径;许多的缺陷或质量事故都发生在流水处或地层变化处;地层变化对波形也会产生影响(会产生反射波)等等。因此查看地质资料、了解施工记录对确定缺陷位置有很好的帮助。2、利用定量分析软件对基桩缺陷程度的判定。虽然定量分析软件本身存在一些不足,但它分析了应力波在桩身传播的详细过程,只要桩周土的参数选择合理,它的作用远远大于我们凭肉眼对波形缺陷程度的判断。3、综合分析同一工程的所有被测桩。同一工程的地质和施工状况大致相同,通过寻找被测桩之间的共性,再来分析每一根桩的情况,
44、往往能有效的提高分析效果。有时仅仅分析一根桩,而不对整个工程的情况进行了解,很容易产生判断错误。五、结束语低应变反射波法检测以其测点多、经济、便捷等优点,应用十分普遍,但也存在着缺点和不足。对低应变反射波法检测有问题的桩,建议再利用其他的检测方法进行测试。小应变(规范用语为“低应变"),检测桩身缺陷及其位置,判断桩身完整性类别。当采用低应变法检测时,受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%,且不低于15MPa。大应变(规范用语为“高应变”),判断单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求;检测桩身缺陷及其位置,评定桩身完整性类别;分析桩侧和桩端土阻力。一般采用高应变法检测时,受检桩的混凝土龄
45、期达到28天或预留同条件养护试块强度达到设计强度。建筑基桩检测技术规范JGJ106-2014修订内容修 订 内 容1 进一步明确基桩检测方法选择原则及抽检数量的规定;3.1.1 基桩检测可分为施工前为设计提供依据的试验桩检测和施工后为验收提供依据的工程桩检测。基桩检测应根据检测目的、检测方法的适应性、桩基的设计条件、成桩工艺等,按表3.1.1合理选择检测方法。当通过两种或两种以上检测方法的相互补充、验证,能有效提高基桩检测结果判定的可靠性时,应选择两种或两种以上的检测方法。 3.3.1 为设计提供依据的试验桩检测应依据设计确定的基桩受力状态,采用相应的静载试验方法确定单桩极限承载力,检测数量应
46、满足设计要求,且在同一条件下不应少于3根;当预计工程桩总数小于50根时,检测数量不应少于2根。 3.3.3 混凝土桩的桩身完整性检测方法选择,应符合本规范第3.1.1条的规定;当一种方法不能全面评价基桩完整性时,应采用两种或两种以上的检测方法,检测数量应符合下列规定: 1 建筑桩基设计等级为甲级,或地基条件复杂、成桩质量可靠性较低的灌注桩工程,检测数量不应少于总桩数的30%,且不应少于20根;其他桩基工程,检测数量不应少于总桩数的20%,且不应少于10根; 2 除符合本条上款规定外,每个柱下承台检测桩数不应少于1根; 3 大直径嵌岩灌注桩或设计等级为甲级的大直径灌注桩,应在本条第12款规定的检
47、测桩数范围内,按不少于总桩数10%的比例采用声波透射法或钻芯法检测; 4 当符合本规范第3.2.6条第12款规定的桩数较多,或为了全面了解整个工程基桩的桩身完整性情况时,宜增加检测数量。 对干作业挖孔桩和单节预制桩,数量可减半。取消 3.3.4 当符合下列条件之一时,应采用单桩竖向抗压静载试验进行承载力验收检测: 1 设计等级为甲级的桩基; 2 施工前未按本规范第3.3.1条进行单桩静载试验的工程; 3 施工前进行了单桩静载试验,但施工过程中变更了工艺参数或施工质量出现了异常; 4 地基条件复杂、桩施工质量可靠性低; 5 本地区采用的新桩型或新工艺; 6 施工过程中产生挤土上浮或偏位的群桩。
48、检测数量不应少于同一条件下桩基分项工程总桩数的1%,且不少于3根;当总桩数小于50根时,检测数量不应少于2根。 3.3.5 除本规范第3.3.4条规定外的工程桩,单桩竖向抗压承载力可按下列方式进行验收检测: 1 当采用单桩静载试验时,检测数量宜符合本规范第3.3.4条的规定; 2 预制桩和满足高应变法适用范围的灌注桩,可采用高应变法检测单桩竖向抗压承载力,检测数量不宜少于总桩数的5%,且不得少于5根。 3.3.6 当有本地区相近条件的对比验证资料时,高应变法可作为本规范第3.3.4条规定条件下单桩竖向抗压承载力验收检测的补充,其检测数量宜符合本规范第3.3.5条第2款的规定。 3.3.7 对于
49、端承型大直径灌注桩,当受设备或现场条件限制无法检测单桩竖向抗压承载力时,可选择下列方式之一,进行持力层核验: 1 采用钻芯法测定桩底沉渣厚度,并钻取桩端持力层岩土芯样检验桩端持力层,检测数量不应少于总桩数的10%,且不应少于10根; 2 采用深层平板载荷试验或岩基平板载荷试验,检测应符合现行国家标准建筑地基基础设计规范GB 50007和现行行业标准建筑桩基技术规范JGJ 94的有关规定,检测数量不应少于总桩数的1%,且不应少于3根。 3.3.8 对设计有抗拔或水平力要求的桩基工程,单桩承载力验收检测应采用单桩竖向抗拔或单桩水平静载试验,检测数量应符合本规范第3.3.4条的规定。 2 对验证检测
50、的方式进行了扩充; 3.4.1 对单桩竖向抗压承载力进行验证时,验证方法应采用单桩竖向抗压静载试验。 3.4.2 桩身浅部缺陷可采用开挖验证。 3.4.3 桩身或接头存在裂隙的预制桩可采用高应变法验证,管桩可采用孔内摄像的方式验证。 3.4.4 单孔钻芯检测发现桩身混凝土存在质量问题时,宜在同一基桩增加钻孔验证,并根据前、后钻芯结果对受检桩重新评价。 3.4.5 对低应变法检测中不能明确桩身完整性类别的桩或类桩,可根据实际情况采用静载法、钻芯法、高应变法、开挖等适宜的方法进行验证检测。 3.4.6 桩身混凝土实体强度可在桩顶浅部钻取芯样验证。 3.4.7 当采用低应变法、高应变法和声波透射法检
51、测桩身完整性发现有、类桩存在,且检测数量覆盖的范围不能为补强或设计变更方案提供可靠依据时,宜采用原检测方法,在未检桩中继续扩大检测。当原检测方法为声波透射法时,可改用钻芯法。 3.4.8 当单桩承载力或钻芯法检测结果不满足设计要求时,应分析原因并扩大检测。 验证检测或扩大检测采用的方法和检测数量应得到工程建设有关方的确认。 3 针对工程桩承载力验收检测,取消了通过统计得到承载力特征值的要求; 3.5.1 工程桩承载力验收检测应给出受检桩的承载力检测值,并评价单桩承载力是否满足设计要求。 4 除抗裂控制条件外,明确了抗拔桩验收检测时施加荷载的最低要求;修改了抗拔桩上拔量观测点的设置要求; 5.1
52、.1 本方法适用于检测单桩的竖向抗拔承载力。当桩身埋设有应变、位移传感器或桩端埋设有位移测量杆时,可按本规范附录A测定桩身应变或桩端上拔量,计算桩的分层抗拔侧阻力。 5.1.2 为设计提供依据的试验桩,应加载至桩侧岩土阻力达到极限状态或桩身材料达到设计强度;工程桩验收检测时,施加的上拔荷载不得小于单桩竖向抗拔承载力特征值的2.0倍或使桩顶产生的上拔量达到设计要求的限值。 当抗拔承载力受抗裂条件控制时,可按设计要求确定最大加载值。 5.1.3 预估的最大试验荷载不得大于钢筋的设计强度。 5.2.1 上拔量测量及其仪器的技术要求应符合本规范第4.2.4条的规定。 5.2.2 上拔量测量点宜设置在桩
53、顶以下不小于1倍桩径的桩身上,不得设置在受拉钢筋上;对于大直径灌注桩,可设置在钢筋笼内侧的桩顶面混凝土上。 5 修改了水平静载试验要求以及水平承载力特征值的判定方法; 6.1.1 本方法适用于在桩顶自由的试验条件下,检测单桩的水平承载力,推定地基土水平抗力系数的比例系数。当桩身埋设有应变测量传感器时,可按本规范附录A测定桩身横截面的弯曲应变,计算桩身弯矩以及确定钢筋混凝土桩受拉区混凝土开裂时对应的水平荷载。6.3.1 当出现下列情况之一时,可终止加载: 1 桩身折断; 2 水平位移超过30 mm40mm;软土中的桩或大直径桩时可取高值; 3 水平位移达到设计要求的水平位移允许值。 6.4.7
54、单桩水平承载力特征值的确定应符合下列规定: 1 当桩身不允许开裂或灌注桩的桩身配筋率小于0.65%时,可取水平临界荷载的0.75倍作为单桩水平承载力特征值。 2 对钢筋混凝土预制桩、钢桩和桩身配筋率不小于0.65%的灌注桩,可取设计桩顶标高处水平位移所对应荷载的0.75倍作为单桩水平承载力特征值;水平位移可按下列规定取值: 1)对水平位移敏感的建筑物取6mm; 2)对水平位移不敏感的建筑物取10mm。 3 取设计要求的水平允许位移对应的荷载作为单桩水平承载力特征值,且应满足桩身抗裂要求。6 针对钻芯法桩底持力层岩土性状评价,修改了截取岩芯数量的要求;7 改进了钻芯法桩身完整性判定方法;7.1.1 本方法适用于检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性。当采用本方法判定或鉴别桩端持力层岩土性状时,钻探深度应满足设计要求。 7.1.2 每根受检桩的钻芯孔数和钻孔位置,应符合下列规定: 1 桩径小于1.2m的桩的钻孔数量可为2个孔,桩径为1.2m1.6m的桩的钻孔数量宜为2个孔,桩径大于1.6m的桩的钻孔数量宜为3个孔; 2 当钻芯孔为1个时,宜在距桩中心10cm15cm的位置开孔;当钻芯孔为2个或2
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