低應(yīng)變法基樁樁身完整性檢測1

工程學(xué)院:宋雪琳低應(yīng)變法基樁樁身

完整性檢測1關(guān)于實習安全2關(guān)于實習安排宋雪琳簡介：教授、碩士導(dǎo)師；土木工程學(xué)科負責人，學(xué)術(shù)帶頭人。本科畢業(yè)于河北地質(zhì)學(xué)院水工系；研究生畢業(yè)于同濟大學(xué)地下建筑與工程系。研究方向：巖土工程、地質(zhì)災(zāi)害。1997.1—2000.12資源與環(huán)境工程系，巖土工程與勘查技術(shù)教研室主任。2001.1—2003.3資源與環(huán)境工程系，土木工程教研室教研室主任2003.3—迄今石家莊經(jīng)濟學(xué)院工程學(xué)院副院長。主講課程：1.本科：工程地質(zhì)學(xué)、基礎(chǔ)工程（土力學(xué)地基基礎(chǔ)）、巖土工程施工技術(shù)、土木工程施工、土木工程概論、地基處理、基坑工程等；2.研究生：高級工程地質(zhì)學(xué)、地基處理與基礎(chǔ)托換、深基坑工程；主持設(shè)計工作：深基坑支護工程設(shè)計約30項；地基處理設(shè)計30多項；地基檢測50多項；地質(zhì)災(zāi)害評價20多項。一有關(guān)概念工程：①將自然科學(xué)的原理應(yīng)用到社會生產(chǎn)實踐中去而形成的各學(xué)科的總稱。如：土木工程、電力工程、化學(xué)工程、海洋工程等；②指具體的基本建設(shè)項目。如：三峽工程、西氣東輸工程、南水北調(diào)工程等。土木工程：指采用工程材料（如：土、石、磚、木、混凝土、鋼筋混凝土、各種金屬材料和塑料等）修建各種人類生產(chǎn)、生活設(shè)施的生產(chǎn)活動和工程技術(shù)。巖土工程勘察（geotechnicalengineeringinvestigation）：采用各種勘察手段和方法，對建筑場地的工程地質(zhì)條件進行調(diào)查研究與分析評價。或根據(jù)建設(shè)工程的要求，查明、分析、評價建設(shè)場地的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件，編制勘察文件的活動。巖土工程（geotechnicalengineering）：土木工程中涉及巖（土）體的利用、處理或改良的科學(xué)技術(shù)。一有關(guān)概念場地（site）：指工程群體所在地，具有相似的反應(yīng)譜特征。其范圍相當于廠區(qū)、居民小區(qū)和自然村或不小于1.0km2的平面面積。

地基（subgrade,foundationsoils）：支撐基礎(chǔ)的土體或巖體。分為天然地基和人工地基。

基礎(chǔ)（foundation）：基礎(chǔ)是指地面標高以下的那部分建筑結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)的主要功能：①滿足地基巖土體的承載力要求；②調(diào)節(jié)地基的不均勻變形；③減振作用。

淺基礎(chǔ)：基底埋置深度小于5m或小于基底寬度的基礎(chǔ)，稱為淺基礎(chǔ)。一有關(guān)概念

深基礎(chǔ)：基底埋置深度大于等于5m或大于基底寬度的基礎(chǔ)，稱為深基礎(chǔ)。一有關(guān)概念

樁基（pilefoundation）：由設(shè)置于巖土中的樁和與樁頂連接的承臺共同組成的基礎(chǔ)或由柱與樁直接連接的單樁基礎(chǔ)。

基樁（foundationpile）：樁基礎(chǔ)中的單樁。

樁身完整性（pileintegrity）：反映樁身截面尺寸相對變化、樁身材料密實性和連續(xù)性的綜合定性指標。

樁身缺陷（piledefects）：使樁身完整性惡化，在一定程度上引起樁身結(jié)構(gòu)強度和耐久性降低的樁身斷裂、裂縫、縮頸、夾泥（雜物）、空洞、蜂窩、松散等現(xiàn)象的統(tǒng)稱?；鶚稒z測常用的方法有：靜載荷試驗法、鉆芯法、低應(yīng)變法、高應(yīng)變法和聲波透射法。一有關(guān)概念

靜載試驗（staticloadingtest）：在樁頂部逐級施加豎向壓力、豎向上拔力或水平推力，觀測樁頂部隨時間產(chǎn)生的沉降、上拔位移或水平位移，以確定相應(yīng)的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力或單樁水平承載力的試驗方法。

鉆芯法（coredrillingmethod）：用鉆機鉆取芯樣以檢測樁長、樁身缺陷、樁底沉渣厚度以及樁身混凝土的強度、密實性、連續(xù)性，并判定樁端巖土性狀的方法。一有關(guān)概念低應(yīng)變法（lowstrainintegritytesting）：采用低能量瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)激振方式在樁頂激振，實測樁頂部的速度時程曲線或速度導(dǎo)納曲線，通過波動理論分析或頻域分析，對樁身完整性進行判定的檢測方法。高應(yīng)變法（highstrainintegritytesting）：用重錘沖擊樁頂，實測樁頂部的速度和力的時程曲線，通過波動理論分析，對單樁豎向抗壓承載力和樁身完整性進行判定的檢測方法。聲波透射法（crossholesoniclogging）：在預(yù)埋聲波管之間發(fā)射并接受聲波，通過實測聲波在混凝土介質(zhì)中傳播的聲時、頻率和波幅衰減等聲學(xué)參數(shù)的相對變化，對樁身完整性進行判定的檢測方法。這次實習我們僅進行低應(yīng)變法檢測樁身完整性。二低應(yīng)變法基本原理

反射波法檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是：通過在樁頂施加激振信號產(chǎn)生應(yīng)力波脈沖，該應(yīng)力波沿樁身傳播過程中，遇到不連續(xù)界面（如蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞等缺陷）和樁底面時，將產(chǎn)生反射波，檢測分析反射波的傳播時間、幅值和波形特征，判斷樁的完整性。

假設(shè)樁身某處阻抗發(fā)生變化，當應(yīng)力波從介質(zhì)

I（阻抗為

Zl

）進入介質(zhì)Ⅱ（阻抗為Z2）時，將產(chǎn)生速度反射波和速度透射波。令樁身質(zhì)量完整性系數(shù)β=Z2/Z1

，反射系數(shù)為α=(1-β)/(1+β)

。由式則有推導(dǎo)過程：桿件截面發(fā)生變化時，由變截面處的連續(xù)條件可以寫出：

圖3.13變截面樁41．檢測儀器的主要技術(shù)性能指標要符合現(xiàn)行行業(yè)標準《基樁動測儀》JG/T3055的有關(guān)規(guī)定，同時具有信號顯示、儲存和處理分析功能。2．瞬態(tài)激振設(shè)備包括：能激發(fā)寬脈沖和窄脈沖的力錘和錘墊；力錘裝設(shè)力傳感器；穩(wěn)態(tài)激振設(shè)備：激振力可調(diào)、掃頻范圍為

10~2000Hz的電磁式穩(wěn)態(tài)激振器。1．受檢樁應(yīng)達到的基本條件：

1）樁身混凝土強度：至少達到設(shè)計強度的70%，且不小于15MPa。

2）樁頭的材質(zhì)、強度、截面尺寸：與樁身基本等同。

3）樁頂面：平整、密實，并與樁軸線基本垂直。

三儀器設(shè)備

四現(xiàn)場檢測2．測試參數(shù)設(shè)定：

1）時域信號記錄的時間段長度在2L／c時刻后延續(xù)不少于5ms；幅頻信號分析的頻率范圍上限不小于2000HZ。

2）設(shè)定樁長：樁頂測點至樁底的施工樁長，樁身截面積為施工截面積。

3）樁身波速：根據(jù)當?shù)赝愋蜆兜臏y試值初步設(shè)定。

4）采樣時間間隔或采樣頻率：根據(jù)樁長、樁身波速和頻域分辨率合理選擇；時域信號采樣點數(shù)不宜少于

1024點。

5）傳感器的設(shè)定值：根據(jù)計量檢定結(jié)果設(shè)定。

3．測量傳感器安裝和激振操作：1）傳感器與樁頂面垂直；耦合劑具有足夠的粘結(jié)強度。2）實心樁的激振點位置選擇在樁中心，測量傳感器安裝位置距樁中心

2/3半徑處；空心樁的激振點與測量傳感器安裝位置宜在同一水平面上，且與樁中心連線形成的夾角宜為

900,激振點和測量傳感器安裝位置在樁壁厚的

1/2處。3）激振點與測量傳感器安裝位置：避開鋼筋籠的主筋影響。4）激振方向：沿樁軸線方向。5）瞬態(tài)激振：通過現(xiàn)場敲擊試驗，選擇合適重量的激振力錘和錘墊，用寬脈沖獲取樁底或樁身下部缺陷反射信號，用窄脈沖獲取樁身上部缺陷反射信號。6）穩(wěn)態(tài)激振：在每一個設(shè)定頻率下獲得穩(wěn)定響應(yīng)信號，并根據(jù)樁徑、樁長及樁周土約束情況調(diào)整激振力大小。4．信號采集和篩選：1）根據(jù)樁徑大小，樁心對稱布置

2~4個檢測點；每個檢測點記錄的有效信號數(shù)一般不少于

3個。2）檢查判斷實測信號是否反映樁身完整性特征。3）不同檢測點及多次實測時域信號一致性較差時，應(yīng)分析原因，增加檢測點數(shù)量。4）信號不應(yīng)失真和產(chǎn)生零漂，信號幅值不應(yīng)超過測量系統(tǒng)的量程。

五注意事項1.選錘現(xiàn)場檢測選擇不同材質(zhì)的錘頭或錘墊，可激發(fā)出低頻寬脈沖或高頻窄脈沖。低頻脈沖有利于檢測樁深部缺陷、高頻脈沖有利于檢測樁淺部缺陷。1）大直徑長樁，選擇激發(fā)能量稍大一點的重錘（如樁長超過20m，樁直徑大于800mm）。2）小直徑短樁，選擇小鐵錘或小飯手敲擊。（如樁長小于5m，樁直徑小于

300mm）。3）其它情況，采用尼龍錘。五注意事項2.樁頭處理1）樁頭條件處理的好壞直接影響測試信號的質(zhì)量。樁頂表面應(yīng)平整干凈且無積水；將敲擊點和傳感器安裝點部位磨平，多次敲擊信號一致性較差時，多與上述條件未達到有關(guān)。2）當樁頭與承臺或墊層相連時，相當于樁頭處存在很大的截面阻抗變化，對測試信號會產(chǎn)生影響。因此，測試時樁頭應(yīng)與混凝土承臺斷開；當樁頭側(cè)面與墊層相連時，應(yīng)斷開。3.耦合劑的選擇耦合劑：石膏、石蠟、黃油及其它固態(tài)油、凡士林等。

5.28號實習分組情況5月28日上午10：00—12：00講課序號小組時間1土木工程1班第一組5月28號下午3：00~3：202土木工程1班第二組5月28號下午3：20~3：403土木工程2