基桩完整性检测技术及方法二

基桩完整性检测技术及方法第五章基桩完整性检测

（敲击回波法、低应变法）第五章主要内容：§5-1一维波动理论简介介绍入射波、反射波、透射波质点速度、应力间关系§5-2波动理论在基桩检测中应用

主要介绍波在不同情形下反射波特征§5-3低应变检测方法主要介绍测试传感器、安装、振源等§5-4完整性分析影响因素

介绍多次反射波、阻抗缓变、桩土相互作用对分析的影响§5-5波形匹配分析方法介绍波形匹配分析意义、方法及应用§5-6基桩完整性分析有关问题介绍在检测中遇到的有关问题运动方程连续方程应力—应变关系§5-1一维波动理论简介杆单元受力如图所示，(拉应力、拉应变为正，沿x方向质点速度为正，）一维波动理论§5-1一维波动理论简介一维波动理论运动方程(牛顿定律）连续方程应力—应变关系(5-4)二次偏微分方程波动解的形式表示右行及左行波，以右向为坐标轴方向。分析以下几种情况下的波传播情形，任意位置、时刻可看作这两种行波的叠加。(5-5)(5-1)(5-2)(5-3)tx入射波反射波透射波121分别是杆的密度、纵波速、截面积§5-1一维波动理论简介当阻抗变小时，

符号相同，即反射波的质点速度与入射波质点速度相位相同当阻抗变大时，

符号相反，即反射波的质点速度与入射波质点速度相位相反§5-1一维波动理论简介多次反射交界面反射波多次反射问题tx入射波第一次反射透射波12分别是杆的密度、纵波速、截面积第二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§5-1一维波动理论简介多次反射第五章基桩完整性检测

（敲击回波法、低应变法）第五章主要内容：§5-1一维波动理论简介介绍入射波、反射波、透射波质点速度、应力间关系§5-2波动理论在基桩检测中应用

主要介绍波在不同情形下反射波特征§5-3低应变检测方法主要介绍测试传感器、安装、振源等§5-4完整性分析影响因素

介绍多次反射波、阻抗缓变、桩土相互作用对分析的影响§5-5波形匹配分析方法介绍波形匹配分析意义、方法及应用§5-6基桩完整性分析有关问题介绍在检测中遇到的有关问题§5-2波动理论在基桩检测中应用敲击桩端面产生应力波，应力波在向下传播过程在波阻抗变化交界面会发生反射、透射，根据反射波的走时及反射波质点速度相位变化来确定反射面的位置及阻抗变化（增大、减少），该检测方法也称为敲击—回波法，由于桩体应变很小，相对重锤敲击，完整性检测法也称低应变检测法。桩在自由端应力波在自由端完整桩中的传播入射脉冲桩底第一次反射桩底第二次反射自由或软弱端(土体相对桩材料）的相邻反射波相位相同应力波在固定端完整桩中的传播TVL桩嵌岩入射脉冲桩底第一次反射桩底第二次反射坚硬(土体相对桩材料）或固定端的相邻反射波相位相反应力波在波阻抗减小桩中的传播TVL桩截面减小阻抗减小处的相邻反射波相位相同应力波在波阻抗减小桩中的传播TVL桩缩径第一交界面反射第二交界面反射桩底反射应力波在波阻抗增大桩中的传播TVL桩扩径第一交界面反射第二交界面反射桩底反射反射波法的检测原理

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（如蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷）和桩底面（即波阻抗发生变化）时，将产生反射波，检测分析反射波的传播时间、幅值、相位和波形特征，得出桩缺陷的大小、性质、位置等信息，最终对桩基的完整性给予评价。5.2编.7嗽工程中补桩体可醒能的异叼常第五章毒基桩警完整性滋检测艺（敲粉击回波碧法、低窝应变法抹）第五章垄主要内矿容：§5-1玩一维槐波动理政论简介介绍帆入射局波、捞反射兼波、免透射睬波质悼点速捐度、龄应力鹊间关亭系§5-2复波动轿理论在掠基桩检即测中应绞用主要介毅绍波在奥不同情接形下反魂射波特缓征§5-括3低应极变检测梳方法主要介做绍测试蚁传感器暗、安装垮、振源袋等§5-选4完整性衣分析影揉响因素介绍多旁次反射惧波、阻狱抗缓变横、桩土魂相互作盏用对分警析的影愤响§5电-5撑波扎形匹阻配分辅析方冰法介绍心波形预匹配有分析呈意义板、方膀法及丑应用§5-末6基畏桩完整摆性分析雷有关问匆题介绍匆在检观测中劈燕遇到跪的有席关问架题5.3责.1湿传感器殊——加绑速度计稿、速度淡计5.3肤.2病振源传感葵器布物置§5-葬3低额应变检赞测方法（a）周边扁压缩式叙（b）中毒心压涂缩式去（c）倒置潜式中心另压缩式（d）环形颂剪切式件（e）三角盯剪切式s——萝弹簧M——付质量刻块P——印压电阻片C——导尚线B——基软座加速岩度计加速雁度传海感器进质量丝式较小拔，且用弹簧丝式刚度虑较高溉，因陪而传拒感器伯固有源频率区较高固有频负率速度计速度传滚感器质筹量较大珠，因而纺固有频豆率较低速度盟传感抱器加速罚度传末感器加速度帮传感器yx测试体从传峡感器柜的幅誓频特崖性似贝乎可顽以使赖用无店限频磁率，代但实砍际上厚除了霜传感绪器本仍身的盖振动玩特性示外，坊还要屿考虑僵传感集器与茂被测篇体安黄装形腹成的灭谐振师问题迫。这填是由螺于传斑感器猪与被滨测体喂因有预一定粥的连讲接刚礼度（丘不是驳刚性喷连接容）又剩形成薪二阶佳的质双量—佛—弹革簧—挪—阻任尼振骂动系俭统。污其安椒装谐袜振频万率直鞋接影开响到光传感种器的盒使用刃最高功频率兰。速度传浸感器的激质量较滤大，因阴而其安鬼装谐振途频率较污低，这熔就影响战到速度涝传感器摧测量频院率范围基（<1声000发Hz)富;加速丑度传贴感器事质量舱较小盛，因聋而其板安装梦谐振跨频率李较高渡，一元般可均以得筋到几捆千H巷z甚石至几穴十千卵Hz通.螺栓固自定（3栏1kH愁z）用蜡搁粘接灿固定鹿（2析9k现Hz嘴）用胶合贞剂固定骆（28仅kHz环）用螺栓各加绝缘指垫圈固栏定（2冒8kH区z）用永攻久磁贺铁固腾定（赛27饭kH竟z）采用咸探针与式接肌触方丢法（拘24裹kH只z）传感紧器安伏装方邻式影承响传感器饿用耦合只剂粘结项时，粘断结层应芦尽可能扛薄必要侨时可斩采用浊冲击竭钻打咱孔安绒装方银式传感绩器安递装面菊应与岂桩顶敞面紧煎密接诉触测点位猴置、频炉率影响测点胆位置眯、频画率影嗽响3/陪4R1/庭2R1/4侦R桩顶传监感器桩中很心激袜振桩侧逼传感退器桩侧右信号桩顶信争号数值计来算及以太上实验兄表明：据只要锤凯击脉冲阵各频率根成份的撒波长与唱桩径比像；传感伶器放置池在距桩抗中心2搞/3R蝇~3/禾4R的火位置，蛋测试的贺信号从贝某种程呜度可以爱近似用痛一维波住动理论户来分析糖，这为恩通过波穷形匹配呜来对桩堆身完整策性定量拌分析提筹供的依齿据。传感器均放置距转桩心2之/3挤R处且爷安装位载置平整匹尽可能耐使传感桥器垂直扛与桩头具平面桩顶面随应平整等、密实异、并与辨桩轴线昨基本垂倾直PI锈TD维EM杜O第五章竖基桩忽完整性艺检测君（敲舟击回波局法、低旱应变法严）第五伏章主训要内闻容：§5-1蚂一维讨波动理金论简介介绍入寻射波、敏反射波夺、透射鹅波质点妄速度、侮应力间拴关系§5-2嘉波动赛理论在鬼基桩检招测中应枕用主要驼介绍亡波在生不同瞎情形鸦下反飞射波参特征§5羡-3梢低应温变检朗测方役法主要介际绍测试冲传感器灵、安装亲、振源奋等§5-血4完整折性分劲析影围响因祸素介绍愧多次俭反射瓣波、联阻抗磁缓变虽、桩锄土相缩慧互作耳用对华分析工的影外响§5-费5波质形匹配锅分析方吩法介绍波坊形匹配盒分析意娘义、方殖法及应霸用§5晚-6蛛基施桩完短整性筑分析滨有关绵问题介绍沉在检劈燕测中决遇到吩的有倦关问训题§5-域4完整侵性分饥析影缸响因启素5.4凤.1笛应力波表多次反溜射5.秘4.姑2耍波阻占抗渐芳变变李化5.汪4.舞3拿桩土泪相互织作用应力波抖在波阻乳抗不同反的介质触交界面给处会多饭次反射击，反射克波是等蝴时距扩径缩径第一次识反射第二次浆反射第三翼次反呀射5.4抄.1枪应力波属多次反尘射扩径的碎第二次凶反射（秋同相）弹与缩径虽的第一蚕次反射编（同相恼）叠加练，这砖样容易链将缩径晓处的反像射波忽碍略或将锡第二次押反射误闪作为缩窄径的反雁射。在蹲多次反抽射波的策影响下昂，测试咏的反射漫波信号仅判读有推一定难舌度。渐变波饭阻抗反副射波是愤连续的坛，波形争状发生感变化即使抹渐变和波阻鸣抗变唤化区习域最抽大的剧波阻君抗或舅最小译波阻壮抗与诱突变吧相同满，渐改变波护阻抗罚反射拣波峰雅明显薪偏小晓。突变渐变5.薄4.兽2遣波阻份抗渐旷变变止化1、秒同一用位置春、同党一程壮度，虫桩土棚相互邪作用挠会导画致幅劈燕值减眉小无桩土兰作用先缩肥后扩有桩土贴作用先扩竿后缩5.携4.降3贞桩土净相互激作用2、饲同一音程度拳、不忍同位持置，本幅值肿比较波阻抗荡变化距违桩顶近波阻抗坛变化距寺桩顶远3、桩均土相互舱作用会涉产生上举行压力著波桩土掩相互竟作用么产生磨上行贯压力爹波4、哥桩周污土分炒层分层寻的变认化也斧会导跟致反权射波悲形变贴化，佳这种桌变化版很容界易与辞桩身变波阻劝抗变户化混甩淆土层刚逃度变化土层争刚度雷变化第五恒章对基桩兰完整还性检仪测傻（呀敲击板回波译法、谣低应呀变法补）第五例章主剪要内断容：§5-1父一维岂波动理搁论简介介绍霉入射蜡波、新反射株波、评透射处波质团点速谦度、毁应力跨间关蓄系§5-2搭波动亩理论在纯基桩检芹测中应煌用主要俊介绍奸波在经不同夏情形烧下反拴射波蔑特征§5-理3低应器变检测庙方法主要还介绍新测试侍传感奖器、柴安装浪、振洋源等§5软-4完整性恰分析影庭响因素介绍多榆次反射份波、阻集抗缓变太、桩土撤相互作麻用对分崖析的影处响§5-锅5波分形匹配氧分析方选法介绍波幕形匹配转分析意车义、方客法及应箭用§5闪-6贿基喉桩完塑整性治分析浮有关浮问题介绍在兴检测中弄遇到的灯有关问狮题在现行纯的基桩椒规范中穷对如何朱处理三在类桩并迫没有明慈确规定勺,只有娱知道桩贼的缺损捧程度及妹响应的语位置、识范围，赌设计部苍门才可连能根据笔其对桩菌竖直向芳抗压强曲度、水说平向抗界剪强度斜的影响氏，对桩悄进行进女一步的细实验或错进行相岁应的处尘理。但幼现行桩末的缺损晋程度的津确定方务法有一桂定的局攻限性：（1爽）呼钻孔陶取芯局部性页，要客检观缺损庙处的缺哥损程度替就必须还有多处锤取芯，新这导致革桩如蜂务窝煤，拳之后又芝需灌浆锤，耗时孩、耗力§5昼-5眼波递形匹傲配分耐析方却法5.5陷.1达波形匹幸配分析群（定量追分析）坡意义（2听）保高应贤变完碍整性诞测量高应变姑是利用漫缺损处撑反射的累拉力波绳对F、忘ZV曲扛线的影洗响来确辨定完整州系数。绞但由于陕高应变病信号频融率成份什较低，兄阻抗形萄式变化妥复杂（俘突变、竿渐变、章范围大伐小）会持导致反薯射波叠粱加，同采时又要窄考虑土毛阻力的散影响，素分析精冒度不高伏。（3）裕声波范测试声波德测试潮可以拣提供涌CT妹图，复对测刑管区定间进午行定由量描料述，荷但必渡须事禾先埋肥管;在激刑振点烟，测户点及销激振吩频率接满足株一定为的要狗求时打，桩刑的动上测信泻号可饿近似裳用一涂维应透力波嫌理论貌来分姨析。筒对入嚼射、绿反射钞波峰脖值分企析或雁通过迷对实醉测波益形分证析进凤行拟慕合分右析，因可确逼定波刑阻抗窃变化稍位置雪、程疤度、勇范围让，从怀而为稍桩的阻完整须性分声类提有供科劳学定鲁量化池依据虏。通过对苗波形的请拟合分货析，不颗仅可定诸量分析垂波阻抗个变化，列而且还歪可帮助李分析者蹈了解波铃的多次制反射、孤相互迭捆加及桩蜓土相互炸作用对踪蝶波传播膜影响。扶具体的便讲，应善力波在剂波阻抗互变化处甘总是有也多次反热射，反序射波的栗能量与最波阻抗适变化程涂度有关锄，相邻纽奉反射波哑的相位遇变化与号波阻抗挎增大或肆缩小有往关。通巡寿过波形互拟合便系可识别琴那些信悬号是波曲阻抗第船二次反副射甚至芳第三次剩反射，辅那些是茫首次反艘射。首挥次反射裳波对应皇着波阻妥抗变化奇，而二鼓次及二烤次以上殖的反射象波会与说其它反扇射波迭粗加，导茅致信号蛛加强或火信号削槽弱。5.5涉.2定量象分析粱结果通过正定量果分析减我们敬可以旧得到叼以下付一些乞结果刮：（1货）损员伤的然范围（2）咏损伤的所程度（3富）得球到桩刑身波宗阻抗培（ρcA竭）与桩底初土等效述波阻抗昼的比值浇，同一猪场地，考不同桩携底该参扇数的比剩较可以盯了解沉算渣相对扬情况。§5邀-5贫波落形匹赖配分迁析方惹法将桩体从离散化项，每个枕离散单诸元材料传特性、种截面认详为是均放匀的桩土相飞互作用挠用阻尼替壶来模疤拟基于一社维波动叫理论，爷不断调石整单元斑的波阻半抗，使补计算的货桩表面朝响应与轨实测波六形达到浴最佳匹遣配阻尼善壶模涝拟桩扔土作该用桩单元5.都5.配1叶波形冒匹配迎分析野模型对完整询桩实测海波形进鼓行拟合掉分析得馒到阻尼椅壶阻尼寇系数，额拟合时萌只须调学整与各忘单元相妖连的阻康尼壶阻悟尼系数貌；将阻尼裳壶阻尼钉系数与持各单元斧所在土扭层土性姑参数相黄联系，沟阻尼壶众阻尼与艺土性的薯剪切波陡速有关融。实测监信号华或多圆或少孩有些智失真尽，桩腹体波发阻抗射或多臣或少栽有变筹化，攻因此转，第笛一种船方法户使用贼时可镰能会配出现录较大因的误捕差，智甚至被与实奴际土萌层情弱况相袜反。巨将阻烘尼系睛数与缠土性铃参数呢结合园起来猾，物抬理定锈义清唤晰，蓬即桩肥周土哪越密着实，才桩土谅作用务越强消烈，塑应力董波衰漆减越符明显掏，它映不受假实测草信号套失真暑等影矮响。5.5接.2忧桩土的生参数确甩定完整性扩分类根据悔缺损顾处最尸小波访阻抗钥与正档常部血分波用阻抗乎之比怒β值俯，工恢程桩倚的完缓整性阁可大醋致分豪为四腊类：β=1朵属完整决桩β=0范.8～棍1.0终，轻微怪破损β=0圣.6～森0.8腿中等程秧度破损β<0岭.6断堤裂。场地驻测试磁分析桩帽影羽响缺损部贤位距桩顶较踏远,受桩怠土作肃用影响反般射微弱第五章赤基桩蛮完整性染检测邪（敲担击回波牌法、低阔应变法垮）第五章顾主要内奇容：§5-1傻一维恼波动理居论简介介绍入姜射波、船反射波冒、透射怎波质点晶速度、易应力间泻关系§5-2特波动寄理论在栋基桩检桥测中应熔用主要介结绍波在洒不同情克形下反轰射波特茎征§5兽-3瓜低应默变检吐测方歇法主要介昌绍测试焦传感器滋、安装谎、振源摆等§5-具4完整夫性分哗析影括响因步素介绍多拔次反射背波、阻备抗缓变诞、桩土武相互作扇用对分国析的影浊响§5厚-5强波司形匹迅配分愉析方可法介绍波稀形匹配嘱分析意丛义、方矿法及应傍用§5-扩6基蹲桩完整命性分析跪有关问夹题介绍王在检向测中厘遇到辨的有险关问容题§5-超6基桩炭完整悬性分妈析有疑关问克题基桩完烧整性分榜类及桩漫的评价捞；桩体的昏检测长尚度；阻抗变佳化类别愉区分（熟离析、汁夹泥或屈缩径）雨;桩长度株检测。桩底反氏射波与粥波阻抗茧检测桩底沉品渣及厚抓度检测华问题带平台宜单桩或制群桩检汤测5.6划.1稻基桩完刘整性分递类及桩色的评价桩的完妹整性分化类并不仆代表对锣桩的评气价，桩联是否合因格最重阁要的参割数是其姻水平及惠竖向承励载力同样挠程度圣的缺达损，处位置旦不同毕，影睬响也历不同由于裹反射钥波的族强度蚂受桩该土相流互作澡用、刮波阻装抗变检化位败置、映变化歼形式字、范敲围、贼多次哪反射唉波叠列加等崇影响框。根吴据波晃速及萝波形秩变化缎分类坦并不婶很科墓学。5.喊6.厉2旅桩体仇的检岩测长转度桩周否土性：传篇播过坡程中高不断党衰减哈，衰惊减程丢度与凯桩周蜻土性锻有关桩长径遇比：同大样的间土层孤，应蛛力波落在传渔播过制程还流受桩亚的长劫径比婆影响缘瑞，桩追的长车径比剑越大细，桩每底反艳射波荣检测浆难度孝越大勿。桩底帮土性：桩脚底土坚的等旋效波感阻抗辱与桩樱身波代阻抗饮接近松时，挥即使我桩长天径比皆不大钩，大屑部分琴能量逗在桩辈底向耍土体立辐射活，从晨而增湖加桩枕底反挥射波补检测眼难度拨；桩身材炕料粘性：即仔使没葵有桩雄土相惜互作悉用，赢应力义波也浪会衰录减的激振需频率堂、激规振能旺量：激股振频绵率越暖低、吓激振阴能量舞越大芹，桩划底反怖射就旺越明阿显。激振点肯及传感榜器安装满位置：激勉振点肯与传广感器坦安装决点越率近，除实测脏第一毫个波舟至峰晌值就橡越大推，这社样，鹅桩底超反射夜波相按对于糠第一苍个波万至幅鬼值就太越小醋。综上办所述羽，我按们不魄应孤光立地昨谈桩球的检迎测长傅度，续而应甘与桩圈周土戒层、能桩的躺长径暗比、辉桩底敬持力侵层等抱因素感结合纪起来5.掀6.查3塌阻抗风变化鼻类别惧区分反射脾波的辨相位岛、幅撞值与委桩身伯波阻衬抗变纱化有块关，嘱即与度桩材矛料的解密度遥ρ波番速c衣及横产截面孙积A亭有关劈燕。低应厚变完姨整性架检测个方法须，只送能对絮波阻所抗变群化作呆出分棕析，蚁即对橡桩横概截面云的平掩均情忍况作指出分敢析。比至于垄详细紧区分旦要借脊助于支其它忆手段冲，如能声波删等方顶法抵。桩底宁反射况波走同时、王砼平串均纵蜻波速坊、桩概长三亡参数仪中的岔任二闸个参爹数便获可确贫定另露外一拖个参晃数。矛要估创算桩幅长，抛必须笛已知低桩底愤反射燥波走仙时、旗砼平煌均纵本波速供。桩元底反慈射波教时间高可从家记录越信号异中得狱到，慢而砼利平均火纵波慰速可咏从砼电抗压援强度品等级与估算浓或参睡数该息场地蹦其它趋桩的违波速休，也筹可用给声波辞方法问得到估的桩渣端附灶近砼膛的纵嫩波速悠作为足桩身侵砼平察均纵凳波速盘。用极以上扬三种代方法色得到聚的波惭速与串实际畅可能产有1巧0%狡左右叫相对育误差不，因拼而，彼估算乱的桩著长也总有1惭0%饥左右锤的相门对误告差，训随着劈燕桩的失长度犬增加凉，绝温对误狂差也恒会增允加。5.名6.旋4筒桩长牲度检芦测5.6占.5术桩底反裳射波与圈波阻抗赠检测当桩核底土锋的等古效波稠阻抗夸与桩蹈身波避阻抗押接近通时，聚