基桩动力检测关键技术.doc
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1、桩基动力检测技术河北省建筑科学研究院路彦兴 一、基桩检测分类1基桩动力检测1)低应变法检测桩身质量。2)高应变法检测桩身完整性和单桩承载能力。2静力试桩检测桩承载能力(竖向、水平)二、动力试桩1)低应变法检测桩身质量采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振,实测桩顶部速度时程曲线或速度导纳曲线,通过波动理论分析或频域分析,对桩身完整性进行鉴定检测办法。低应变可分为反射波办法,机械阻抗法,击球法,动力参数法、水电效应法,火箭法等。2)高应变法用重锤冲击桩顶,实测桩顶部速度和力时程曲线,通过波动理论分析,对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行鉴定检测办法。高应变可分为Case法动力打桩公式,波形拟合法
2、 锤击贯入法等。三、几种定义1桩身完整性反映桩身截面尺寸相对变化、桩身材料质量和持续性综合定性指标。2桩身缺陷使桩身完整性恶化,在一定限度上引起桩身构造强度和耐久性减少桩身断裂、裂缝、缩颈、夹泥(杂物)、空洞、峰窝、松散等现象统称。3钻芯法测桩用钻机钻取芯样以检测桩长、桩身缺陷、桩底沉渣厚度以及桩身混凝土强度、密实性和持续性,鉴定桩端岩土性状办法。四、反射波法基本原理1 基本原理:普通桩长都不不大于桩直径(L / D 5:1),因而桩可视为一维弹性杆件,当桩顶作用一脉冲力后,便有应力波沿桩身传播,遇到(广义)波阻抗(Z=AC)变化时,应力波在传播过程中将产生反射、透射等物理现象。若应力波由Z1
3、,传入Z2则反射系数:RV=(Z1- Z2)/(Z1+Z2)透射系数:IV=2Z1/(Z2+Z1)桩遇到断裂、离析、缩径时:Z20正相反射扩径时:Z2Z1 RV0反相反射2 检测技术:(1) 传感器选取与安装(2) 激振技术3 曲线判读办法:桩遇到断裂、离析、缩径时:Z20正相反射扩径时:Z2Z1 RVc/2LIII有明显缺陷反射波,其她特性介于II类和IV类之间IV2L/c时刻前浮现严惩缺陷反射波或周期性反射波,无桩底反射波;或因桩身浅部严重缺陷使波形呈现低频大振幅衰减振动,无桩底反射波缺陷谐振峰排列基本等间距,相邻频差fc/2L,无桩底谐振峰;或因桩身浅部严重缺陷只浮现单一谐振峰,无桩底谐
4、振峰注:对同一场地、地质条件相近、桩型和成桩工艺相似基桩,因桩端某些桩身阻抗与持力层阻抗相匹配导致实测信号无桩底反射波时,可按本场地同条件下有桩底反射波其她桩实测信号鉴定桩身完整性类别。8.4.4对于混凝土灌注桩,采用时域信号分析时应区别桩身截面渐变后恢复至原桩径并在该阻抗突变处一次反射,或扩径突变处二次反射,结合成桩工艺和地质条件综合分析鉴定受检桩完整性类别。必要时,可采用实测曲线拟合法辅助鉴定桩身完整性或借助实测导纳值、动刚度相对高低辅助鉴定桩身完整性。8.4.5对于嵌岩桩,桩底时域反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同向时,应采用其她办法核验桩端嵌岩状况。8.4.6浮现下列状况之一,桩身
5、完整性鉴定宜结合其她检测办法进行:1实测信号复杂,无规律,无法对其进行精确评价。2桩身截面渐变或多变,且变化幅度较大混凝土灌注桩。8.4.7低应变检测报告应给出桩身完整性检测实测信号曲线。8.4.8检测报告除应涉及本规范第3.5.5条内容外,还应涉及下列内容:1桩身波速取值。2桩身完整性描述、缺陷位置及桩身完整性类别;3时域信号时段所相应桩身长度标尺、指数或线性放大范畴及倍数;或幅频信号曲线分析频率范畴、桩底或桩身缺陷相应相邻谐振峰间频差。9 高应变法9.1合用范畴9.1.1本办法合用于检测基桩竖向抗压承载力和桩身完整性;监测预制桩打入时桩身应力和锤击能量传递比,为沉桩工艺参数及桩长选取提供根
6、据。9.1.2进行灌注桩竖向抗压承载力检测时,应具备现场实测经验和本地区相近条件下可靠对比验证资料。9.1.3对于大直径扩底桩和Q-s曲线具备缓变型特性大直径灌注桩,不适当采用本办法进行竖向抗压承载力检测。9.2 仪器设备9.2.1检测仪器重要技术性能指标不应低于现行行业原则基桩动测仪JG/T3055中表1规定2级原则,且应具备保存、显示实测力与速度信号和信号解决与分析功能。9.2.2锤击设备宜具备稳固导向装置;打桩机械或类似装置(导杆式柴油锤除外)都可作为锤击设备。9.2.3高应变检测用重锤应材质均匀、形状对称、锤底平整,高径(宽)比不得不大于1,并采用铸铁或铸钢制作。当采用自由落锤安装加速
7、度传感器方式实测锤击力时,重锤应整体锻造,且高径(宽)比应在1.01.5范畴内。9.2.4进行高应变承载力检测时,锤重量应不不大于预估单桩极限承载力1.0%1.5%,混凝土桩桩径不不大于600mm或桩长不不大于30m时取高值。9.2.5桩贯入度可采用精密水准仪等仪器测定。9.3现场检测9.3.1检测前准备工作应符合下列规定:1预制桩承载力时间效应应通过复打拟定。2桩顶面应平整,桩顶高度应满足锤击装置规定,桩锤重心应与桩顶对中,锤击装置架立应垂直。3对不能承受锤击桩头应加固解决,混凝土桩桩头解决按本规范附录B执行。4传感器安装应符合本规范附录F规定。5桩头顶部应设立桩垫,桩垫可采用1030mm厚
8、木板或胶合板等材料。9.3.2参数设定和计算应符合下列规定:1采样时间间隔宜为50200s,信号采样点数不适当不大于1024点。2传感器设定值应按计量检定成果设定。3自由落锤安装加速度传感器测力时,力设定值由加速度传感器设定值与重锤质量乘积拟定。4测点处桩截面尺寸应按实际测量拟定,波速、质量密度和弹性模量应按实际状况设定。5测点如下桩长和截面积可采用设计文献或施工记录提供数据作为设定值。6桩身材料质量密度应按表9.3.2取值。表9.3.2桩身材料质量密度(t/m3)钢桩混凝土预制桩离心管桩混凝土灌注桩7.852.452.502.552.602.407桩身波速可结合本地经验或按同场地同类型已检桩
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