基桩检测技术-小应变.doc

基桩检测技术——反射波法 1. 反射波法测桩基完整性原理在桩顶激振,弹性波沿桩身向下传播,在桩身存在明显波阻抗面(如桩底、断桩或严重离析)或桩身截面积变化(如缩颈或扩颈)部位,将产生反射波,桩的特性满足一维波动方程。 2. 检测方法 2. 1 桩头处理桩头处理的好坏直接影响测试信号的质量。因此,要求受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与桩身设计条件基本等同。灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散、破损部分,露出坚硬混凝土表面;桩顶应平整干净无积水;敲击点和传感器粘接部位应打磨平整,否则多次锤击时信号重复性较差;外露主筋过长应截去,避免高频影响。当桩头与承台或垫层相连时,对测试信号会产生影响,测试时桩应与混凝土承台断开;当桩头侧面与垫层相连时,除非对测试信号没有影响, 否则应断开。 2. 2 传感器的安装和激振操作(1)传感器用耦合剂粘结时,粘结层应尽可能薄;传感器底安装面应与桩顶面紧密接触。传感器安装部位应在距桩中心 2/3 半径处;激振以及传感器安装均应沿桩的轴线方向。(2)为了能对室内信号分析发现的异常情况提供必要的比较或解释依据, 检测过程中,同一工程的同一批桩的试验操作宜保持同条件,不仅要对激振操作、传感器和激振点布置等某一条件改变进行记录,还要记录桩头外观尺寸和混凝土质量的异常情况。(3)桩径增大时,桩截面各部位的运动不均匀性也会增加,桩浅部的阻抗变化往往表现出明显的方向性。故应增加检测数量,通过各接收点的波形差异,大致判断浅部缺陷是否存在方向性。每个测点有效信号不少于 3 个,而且应具有良好的重复性,通过叠加平均提高信噪比。(4)瞬态激振通过改变锤的重量及材质,可改变冲击入射波的脉冲宽度及频率成分。锤头质量较大或刚度较小时,冲击入射波脉冲较宽,低频成分为主;当冲击力大小相同时,能量较大,应力波衰减较适合于获得长桩桩底信号或下部缺陷的识别。 测试参数设定从时域波形中找到桩底反射位置,仅仅是确定了桩底反射的时间,根据△ T=2L/C ,只有已知桩长 L才能计算波速 C, 因此桩长参数应以实际记录的施工桩长为依据,按测点到桩底的距离设定。速度传感器灵敏度大于 300mv/cm/s ;加速度传感器灵敏度大于 100mv/g 。采样时间间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辩率合理选择;采样频率越高,则采集的数字信号越接近模拟信号,越有利于缺陷位置的准确判断。时域信号采样点数不宜少于 1024 点。稳态激振是按一定频率间隔逐个频率激振,要求在每一频率下激振持续一段时间,以达到稳态振动状态。频率间隔的选择决定了速度幅频曲线和导纳曲线的频率分辨率,它影响桩身缺陷位置的判定精度;间隔越小, 精度越高,但检测时间很长,降低工作效率。一般频率间隔设置为 3Hz 、 5Hz 或 10Hz 。每一频率下激振持续时间的选择,理论上越长越好,这样有利于消除信号中的随机噪声和传感器阻尼自振项的影响。 3. 实测曲线判读解释的基本方法 缺陷存在可能性的判读判断桩身缺陷存在与否, 需要分辨实测曲线中有无缺陷的反射信号( 波至时刻设为△t), 及分辨桩底反射信号( 波至时刻设为△ tb), 这对缺陷的定性及定量解释是有帮助的。另外, 利用 tb 可换算桩身平均纵波速, 从而评价桩身存在缺陷的严重程度。此外还应认真分析施工工艺、地质资料等, 排除由于桩周土层波阻变化过大