某地桩基低应变检测分析

维普资讯 http://www.cqvip.com ４８　城市勘测　某地桩基低应变检测分析　周黎明　唐进　张涛　（１．中国地质大学研究生院，湖北武汉４３００７４；２．浙江省地球物理地球化学勘测院，浙江杭州　３１１１０４）　摘要：低应变检测是目前建筑物桩基检测的主要方法技术之一，本文通过对某工地的桩基低应变检测实例的分析，　进行桩基缺陷的判定，并提出低应变检测中需注意的一些问题。　关键词：低应变桩基缺陷反射波　ｌ　刖　昌　学模型是“连续的一维杆件”。数学模型只是对实际杆　近年来，随着国民经济的持续快速发展，公路、桥　件的理论抽象，被检测的桩都或多或少地偏离这个模　。梁、机场、商场等各种工民建设取得了迅速发展。而目　型，偏离的程度越大则检测的难度也就越大。桩基的长　前，桩基是建筑物的主要基础形式之一，但由于桩基的　径比越大越易检测，反之越难。桩顶受激振后产生的应　施工技术、施工工艺和管理水平的差异等各种人为因　力波，可以简化为应力波在弹性直杆中传播的一维波　素，极易造成断桩、缩径、沉渣过厚、露筋、砼标号不够　动方程：　和砼松散、离析等桩基质量问题，进而影响工程质量。　２　ｆ　特别对于存在严重缺陷的桩基，易为建筑工程留下严　式中：　为桩身质点位移；　为波的传播方向；ｃ为　重的安全隐患，因此，对如何准确判别桩身缺陷在工程　纵波传播速度（ｃ—Ｅ／ｐ）；Ｅ为材料的弹性模量；ｐ为　建筑中显得尤为重要。　材料的质量密度。　根据基桩质量的评判依据，对基桩质量的分类评　２测试原理及测试装置　价参见表１：Ｉ、Ⅱ类桩可用，Ⅲ类桩需经处理后使用，　２．１低应变测试原理　Ⅳ类桩经处理后使用或报废。　低应变测试是通过对桩顶振动、小锤敲击或水中　基桩质量分类评价表　表１　放电等方法给桩作用较小能量，但不使桩土之间产生　桩基类型　桩基检测质量评价　相对位移。它是通过应力波（反射波）沿桩身传播和反　检测到的波形规则、桩底反射波明显、波速正　射的原理进行桩的检验。当桩身存在明显波阻抗差异　…　常的桩，桩身结构完整；　检测到的波形基本规则、桩底反射波可见、波　界面（如桩底、断桩和严重离析等部位）或桩身截面积　Ⅱ类桩　速在正常范围内，桩身中虽有同相反射信号，　变化（如缩径或扩径）等部位将产生反射波。经过仪器　乃为轻微缺陷所致、桩身结构基本完整；　接收放大、进行数据处理，可识别来自桩身不同部位的　检测到的桩身浅部存在缺陷以及那些波形复　反射波，进而判断桩身完整性及估计混凝土强度等级。　Ⅲ娄柿　杂、无桩底反射信号的波形，一般为多处缺陷　由于这种方法，经济、快速、方便，可用于大批量检测，　…　反射信号相互干扰的结果，对桩身承载力有明　显的影响。　且准确度也较高。因此，国外主要用低应变方法进行桩　检测到的波形规则、桩身有强烈同相多次反射　身结构完整性的判断。　Ⅳ类桩　波信号，按正常桩长计算波速很高，则桩身有　桩基低应变检测是以一维波动理论为基础，其数　断裂或严重缩径。　收稿日期：２Ｏ０２—０７—３１　　维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期　周黎明等．某地桩基低应变检测分析　２．２测试装置　显的桩底反射信号，反射波信号与入射波同相。对于缩　颈桩，其时域波形中常见到缩颈反射与桩底反射信号，　我们进行低应变测试时采用的装置如图１所示，　图中各设备名称分别为１一桩基；２一速度或加速度传　感器；３一力棒；４一放大器与模／数转换器；５一计算机；　６一打印机；７一显示器。　有时缩颈处会出现几次反射信号。离析桩，一般反射波　形不规则，反射不明显，波幅会出现陡降。夹泥桩通常　反射波相位与入射波相位相同，但一般反射波波幅会　畸变。扩颈桩处反射波相位与入射波相位相反，波频不　变。对于断裂及严重缺陷桩，缺陷的上界面处可能产生　强烈的正向波，下届面不产生负向波，但若桩底砼强度　低，即使持力层强度低，也难以产生强烈的正向波，同　时则会出现明显负向反射波射波相位相同。　３　实例分析　对该工地桩基进行低应变测试分析，测试中我们　图１　瞬态教振法测试装置示意图　采用的是浙江大学生产的ＥＰＰＤＳ动测仪。如图２桩　Ｉ　２—２是钻孔灌注摩擦型桩。该桩成桩时质量完好，三　桩基测试时，小锤敲击，由接收传感器将信号送入　仪器记录即可。因此，接收传感器的性能、检测记录仪　的滤波特性、锤击的激振技术、接收信号的识别以及处　理等对于检测的可靠性都有重要影响。　２．３　常见反射波形特征介绍　．　桩浇上桥台后，因桩侧堆土过厚水平推力过大至使桥　台水平位移３０　ＣＥｉｌ左右。此波形为打去桥台半个月后　所测，其桩位于中间。根据波形判断该桩在１０．１　ｍ左　右断裂。　完整桩的时域波形呈规律衰减，有１次或几次明　』　ｊ　Ｊ＼一　／ｒ＼八　ｐ｛　　／　／１　／／，２　ｒ２＆一　１０—３５—４０　４５　５０　５　Ｉ　Ｉ６０　６５　图２桩号Ｌ２～２，桩长５８．５　ｍ，桩径１．２　ｍ。激振状况：１０　ｋｇ左右尼龙棒激发　　，图３桩１７—４是钻孔灌注摩擦型桩。设计桩长为　９４　ｍ的大型灌注桩，根据波形我们判断在该桩桩身３５　　ｆＩ　ｍ左右处存在缺陷（离析、夹泥等），随后根据取芯结果　验证了在３５～３５．５９　ｍ存在夹泥。　／…　Ｉ＼　／、　ｌ１０　一　一　一　一　一　＼　．　．　　．．　。；．。　。『　Ｉ．　图３桩号ｌ７—４，桩长９４　ｍ，桩径１．２　ｍ。激振状况：１０　ｋｇ左右尼龙棒激发　图４中桩４２一Ｒ２是钻孔嵌岩型桩，根据波形判　断该桩在２２　ｍ～３８　ｍ之间存在缺陷（２３　ｍ左右扩径、　２８　ｍ和３７　ｍ左右为离析或缩径），后经过取芯验证。　图５桩号３６—４是摩擦钻孔型桩，根据波形判断　该桩在３１　ｍ左右存在缺陷。后经取芯验证该桩在３ｌ　ｍ左右存在空洞，且上下５　ｍ范围内桩质量较差，核查　该缺陷的原因为施工中在该处导管拔空所造成。　维普资讯 http://www.cqvip.com 城市勘测　２００３正　。Ｉ一。　。　。。。　４。４　。　６。６　ｌ　。　图４桩号４２　Ｒ２，桩长６９　ｍ．桩径　激振状况：ｌＯｋｇ左右尼龙棒激发　０∥　≥≯　一。一，　ｎ　ｔｔ≈　四　结市语　善检测效果适当增加激振脉冲宽度是必要的，如可选　＾　般来说，缺陷桩具有一些明显的特征，对断桩可　用相对较软的、较重的敲击设备，或在锤头、棒头加较　能存在某段桩间反射特别强；无法判断桩底部反射等　软的垫层材料如橡胶、尼龙等，这些改善措施在实际施　等。而对于缩颈、离析、空洞、夹泥等缺陷情况，则常具　工中取得良好的效果。　有多解性，因此往往需要从施工工艺、施工技术以及工　区地质条件等因素综合考虑来进行桩基质量检测，运　参考文献　要结论。此外，由于桩身材料、　学　：　激振脉冲宽度的差异对反　冀　兰　苎　竺　。．　兰　￣…，２…ｏｏｏ出　射波形的影响，为了得到较为清晰的桩底反射信号，改　Ｉ－３］吴庆曾基桩完整性检测。探矿工程１９９９年第２期　（上接４７页）　为“仅局部具弱膨胀潜势的老粘性土”。对该区域内建　６环境调查结果　造的“低矮轻型”建（构）筑物，只要做好室外地面散水、　神龙汽车总装配厂勘察期间，对该区域７个村庄　将基础埋置在大气影响急剧层深度１．３５　１ＴＩ以下，便可　１３８幢民房进行了调查，调查结果是：仅有１Ｏ幢民房　成功避免其胀缩性的不良影响。对场坪、道路建议适当　开裂，占５　，损坏程度多属轻微。开裂房屋多数无散　采取石灰填层或石灰水处理措施，消除地基土胀缩性　水，基础埋深过浅，墙体刚度低。开裂形态呈倒“八”字　的影响。对桩基础则可不考虑其胀缩性影响。　形，多发生在门墙或窗墙处，裂缝不随季节变化。另外，　参考文献　该区域范围内，到处可见１～２　ｍ的直立田坎。环境调　［１］　陈孚华．石油化学公业部化工设计院等译著．膨胀土上的　查结果表明：该区域老粘性土失水后仅局部具弱收缩　基础．北京：中国建筑工业出版社１９５６　性，无膨胀性或膨胀性迹象不明显。　Ｅｑ岩土工程手册．北京：中国建筑工业出版社１９９４　［３］　膨胀土地区建筑技术规范ＧＢＪ１１２—８７．北京：中国计划　７　结　语　出版社１９９１　Ｅ４］　陈仲颐、叶书麒主编．基础工程学．北京：中国建筑工业　以上资料表明，武汉经济技术开发区范围内的老　出版社１９９０　粘性土应不属膨胀土，但局部地段土壤吸水或失水后　Ｅ５］华南工学院、南京工学院、浙江大学、湖南大学编．地基及　会表现出微弱的胀缩性，因此，该地区老粘性土应界定　基础．北京：中国建筑工业出版社１９８０　．