桩基低应变检测分析.docx
桩基低应变检测分析1、目前检测存在的问题(I)多次变径多次反射互相干扰低应变反射波法检测桩基完整性，对直孔桩来讲就比较简单清晰，根据反射信号的时间、幅度和相位即可判断缺陷的位置和程度，而且判断效果比较好，而对于在施工中出现异常的桩，它的实际形态可能是正常、扩径互层，而下部的正常桩径相对于上部的扩径来讲，就表现为相对的缩径，对这类桩的检测相对来讲就困难的多，第一次扩径由于距离桩头近，反射能量直达桩头上安装的传感器，产生强烈的一次反向反射，二次同向反射和三次反向反射，它往往屏蔽甚至淹没了第二次，第三次扩径所产生的反射信号，因此第一次的扩径的多次反射是一个重要的干扰源。(2)低应变反射波法不是准确测试低应变反射波法由于采用尼龙力棒产生激振，其冲击脉冲频率低，频带窄，高频分量缺陷，识别缺陷分辨率较低。低应变反射波法检测缺陷位置的原理是准确测出反射回波时间来确定其位置，由于低应变应力波速不是常数，它与混凝土的强度、骨料等有关，而且混凝土是非均质材料，应力波在不同密度的材料中传播速度不同，因此在确定缺陷位置时，实际上是一个包括二个未知数的方程，而实际工作中我们是假设一定的波速来确定位置，因此这种检测方法只是比较粗糙的识别。(3)数值积分导致消息损失在实际检测过程中，加速度计采集的信号用离散函数的数值积分求解。在积分过程中，它滤除了加速计曲线中的部分高频信息，提升了信号的低频分量幅度，增强了桩深部缺陷反射信号幅度，变的比较容易识别桩低反射信号，同时降低了识别精度，尤其是上部缺陷的漏判。2、地质条件对检测结果的影响对于基桩的理论假设是建立在一维波动理论上来描述杆的波动问题的.这种理论假设只是在特定边界条件下的假设，在实际基桩测试过程中，由于复杂的地质条件、施工方法和技术，这种假设有时并不能得到完全满足，应在检测过程中予以注意。虽然低应变冲击能量小，所激发桩周土阻力很小，但桩周土阻力对应力波传播的影响非常大。不同地质条件，在基桩检测中均会对检测结果产生不同的影响和干扰。根据反射波法理论，这种干扰的大小主要取决于基桩本身和围岩的波阻抗差异。根据桩身和围岩波阻抗差异，对围岩与基桩的关系开展分析：(1)桩周及桩底为同一地层或波阻抗差异较小的交互地层时，满足一维波动理论的假设条件。检测曲线异常则由基桩本身的缺陷所致。(2)桩周地层为波阻抗差异较大的交互地层时，由于地层界面处波的反射可能引起曲线异常，所以，对检测曲线异常的解释就存在多解性，即可能是由于基桩本身的缺陷所致,也可能是由于基桩周围的地层变化所致。此时应注意在排除地层产生异常的可能性后，进一步确定基桩本身是否存在缺陷,当基桩测试的波形出现异常时，要准确判断异常是由基桩的缺陷引起还是地层变化所引起。单纯从波形上分析解释比较困难，可将同一场地、同一桩型被测桩的结果比较分析，即借助于有关的地质资料和检测波形开展综合分析研究，方可得到准确的判断结果。(3)当桩尖坐落在土壤、沙层和黏土等波阻抗比较小的地层上时(摩擦桩)，桩体混凝土和持力层的波阻抗差异较大,桩身波阻抗大于桩底波阻抗，此时桩底反射信号明显。(4)当桩尖坐落在砂岩、石灰岩、变质岩等与混凝土波阻抗差异较小或接近的岩层中时，对嵌岩桩，当桩底嵌固良好时，桩底反射较明显。(5)当桩尖坐落在花岗岩、玄武岩等与混凝土波阻抗差异较大的岩层中时，桩身波阻抗小于桩底波阻抗；对嵌岩桩，当桩底嵌固良好时，桩底反射较明显。3、波形的判读及注意事项(1)完整性好的基桩反射波具有波形规则、清晰，桩底反射明显，桩身混凝土平均纵波波速较高等特征。同一场地完整桩反射波形具有较好的相似性.对于“纯”缩径桩缺陷反射波与入射波同相位；对于缩径复原情况的桩，缺陷反射波由两部分组成：先有一个与入射波同相位的反射波，随后跟着一个与入射波反相位的反射波。桩身断裂时其反射波到达时问小于桩底反射波到达时间，波幅较大，往往出现多次反射，难以观测到桩底反射.当有多处缺陷时，应力波在桩中产生多次反射和透射，将记录到多个相互干预的反射波组,形成复杂波列。一个反射波会产生二次、甚至三次的反射，如某一根桩的阻抗于中间处发生变化(缩小)，则可得到似乎是桩底处的反射波可能是缺陷处的二次反射，此时应仔细甄别，并应结合工程地质资料、施工原始记录开展综合分析。有条件时尚可使用多种检测方法开展综合判断。(2)波速信号的变化，可能是桩截面变化、混凝土质量或土阻力引起的，如反射波与入射波同相位可能是桩截面减少引起的，也可能是遇到软土层。如不计土阻力的变化，则桩顶处速度变化就认为是由于桩体阻抗变化引起的。由于弹性模量和密度与混凝土强度有关，很清楚阻抗决定于桩横截面和混凝土的质量。(3)对于长度偏短的桩，检测波形的形态仍然是完整的。但有些工程由于种种原因，个别桩偏短较多，影响工程质量。实践中，查出短桩的有效方法是使用波速。影响波速的因素很多，但对于同一场地、一样混凝土配合比、一样工程地质及水文地质条件、相近的龄期，各桩的波速应是接近的，一般不会相差很大。个别波速值高出平均值很多的桩，基本上可以判断为短桩，其偏短的量可以根据场地完好桩平均波速大致判断出来。4、桩基检测的前景至今桩基动测技术远未成熟，随着桩基检测理论和实践的不断发展，建立桩土在动力作用下的力学机理及相关理论的，同时发展先进的测量技术和对测试信号的正确解释，桩基动测技术在工程中的应用将更加广泛。深基坑支护桩的检测，目前国内尚无明确规定。对于桩身质量可用动测法检测，对于其横向承载力没有可行的检测方法。用动测法测定支护桩的横向承载力是值得研究的课题。研制和改良孔底沉渣测定仪，控制和检测灌注桩孔壁泥皮厚度的设备，对提高施工阶段的检测水平具有重要意义。
