复杂地质条件下三叉双向旋扩桩低应变检测方法研究-周晓波

复杂地质条件下三叉双向旋扩桩低应变检测方法研究——云南低应变检测三叉双向旋扩桩桩身完整性（三个承力盘）第一部分1、场地条件本工程位于昆明呈贡新城行政中心东北侧，属冲湖积台地貌，拟建场地原为耕地，拟建项目工程重要性等级属一级；地基复杂程度等级为二级（中等复杂地基），场地复杂程度等级为二级（中等复杂场地），综合划分确定本次岩土工程勘察等级为甲级。2、桩型选择泥浆护壁旋挖成桩灌注桩DX三岔双向旋扩灌注桩预估桩长33m桩端持力层③3粘土桩径（mm）400/600单桩竖向承载力极限值Quk(KN)1945-2845/2996-4343预估桩长22-33m桩端持力层③3粘土桩径（mm）6003个盘1200单桩竖向承载力极限值Quk(KN)70002.1承力盘位置分布图盘位选择1.黏土层为主2.其次为砂层3.避开有机土层4.间隔不小于3m2.2问题来了2.2.1测不到桩底？2.2.2只能给出第一个盘的位置！2.2.3如何判断桩身完整性，判断施工工艺达不达标。3、低应变检测原理3.1假设桩体为一维杆件3.2用瞬态激振设备（力锤）敲击桩头，激发应力波向下传播3.3应力波遇阻抗变化处，产生反射，成为反射波，传感器采集到反射波信号并储存3.4由入射波与反射波的相位，时间差t1=t2=2△L/C来判断截面突变或缺陷位置及桩底信号3.1变截面桩反射信号3.2新版规范中对桩身截面多变且变化幅度较大的灌注桩要求3.2.1随着桩基础工程的技术不断发展，各种变截面桩，对检测技术也提出了更高的要求，科学的运用已有技术进行检测3.2.2对多截面桩采用其他方法辅助验证低应变的有效性8.1.2条（《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014，2014新增条款）3.2.3了解桩基施工工艺和施工情况（充盈系数、护壁尺寸、土层变化、何种工艺塌孔位置），降低误判几率（8.1.2条文说明）3.3综合判断3.4多截面的技术难点3.4.1阻抗变化引起多次反射，反射叠加难于判断，反射变化截面离桩顶越近，反射影响越大。本次检测挤扩桩型，截面变化位置均为扩径1）扩径信号特点决定叠加影响小，挤扩的位置不均一，无法形成叠加信号2）扩径变化大大衰减了应力波的传播，截面变化幅度大，衰减严重，使得反射信号很弱，甚至无法达到桩底，二次反射和叠加信号更弱。3）尺寸效应，大直径，短波长窄脉冲激励造成响应波形的失真就越严重。4）桩身阻抗变化范围纵向尺度与激励脉冲波长相比越小，阻抗变化越弱，本次检测阻抗变化处适中。4检测方法及曲线分析4.1依据规范要求，进行试验。1.依据8.3.3.1条，选择合适重量的激振力锤；宜用宽脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号，宜用窄脉冲获取桩身上部缺陷反射信号。依据本条规范采用0.5kg，1kg，4kg，20kg的不同质量的重锤敲击桩顶，采取曲线4.2具体测试顺序4.2操作顺序4.2.1由20kg重锤曲线先找到桩底，依据反射信号可排除三、四类桩4.2.2结合4kg重锤曲线、地质勘察报告、及施工特点对变径部分进行判定4.2.3结合0.5-1kg重锤曲线对有无缺陷位置进行判定4.3信号的采集和筛选4.3.1依据规范8.3.4要求，对不同检测点及多次实测区域信号一致性较差时，应分析原因，增加检测点数量。传感器及测点分布示意图1）传感器粘结在桩的边缘部分（图3三角部位），在钢筋笼外侧磨出6个平面。2）敲击点按照以下顺序进行测试。1、2、3、4、5，见图3。反射信号由弱到强，5点位为信号最强处，扩径信号(特别是三个承力盘位置)会出现叠加，使缺陷信号增强，但因旋扩位置对称，所以t1=t2，不会影响判断。此法仅适用于桩土模量比值较小的且信号不明显的桩，选择适合的能够看到盘位及桩底的信号即可。4.4信号特点信号特点4.4.1根据三叉双向旋扩桩施工工艺的特点，旋扩过程中三叉的位移弧形路线（见图左），对信号的判断进行处理和分类。4.4.2当盘位位于砾砂层中，进行旋扩时，可能会出现塌孔现象，，信号为先轻度扩径＋后严重缩颈的组合信号。4.4.3当盘位位于黏土层中时，黏土层塑性较强，土质均匀的粘土中反射信号反应出这一特征，即为变形的W型信号。并非标准的扩径信号。如下图所示，14.2m及17.4m位置。4.4.3黏土层中标准信号4.4.4其它状况4.4.4.1不同地质条件下的信号特点。信号会随着旋扩的地层不同而出现强弱不同的状况，在土层较单一的粘土层中，土层单一区域反射信号较强；EP/ES土的动刚度比较低的地方，5总结本次的检测过程中也克服许多技术难点，进行多次不同组别的信号采集和比对，通过了多方专家的论证，从而得出科学的结论。结果是各方满意的。检测方法的改进不仅是规范的要求，也是实际工作中需要，我们在检测工作中遇到问题仍需要不断的学习新的方法并且进一步改进，更好的应用于检测行业，带来更大的社会效益和经济效益。谢谢大家北