基桩反射波法检测技术的评价与应用
基桩反射波法检测技术在推求桩身砼强度中的应用

■ 准与 测 标 检
积 更 遘 键
28 0生 0
基桩 反射波法检测 技术 在推求桩 身砼 强度中的应用
张晓霖
( 武汉建工股份有 限公 司,湖北
武汉
4 0 0) 340
摘
要
本丈先探 讨 了反 射波法检测桩 身质量 的原 理及方法 ,并通 过厦 门市 A大厦
2 工程概 况
A大 厦 工 程 位 于 厦 门市 ,地 下 1层 ,地 下 2 2层 , 为 框
化为无侧限约束的一维弹性杆件 ,在桩项初始扰力作用下产 生的应 力波沿桩身向下传播并且满足一维波动方程 … :
架剪 力墙结构 。建筑面 积 1 5 42 工程 桩 为冲 孔灌 注桩 , 6 7 m。 总数 为 5 8根 ,平 面布 置如 图 1所 示 。桩 径 8 0 4 0 m 0  ̄1 0m ,
准 。但 是 当 工 程 进入 地 下室 及 上 部 结 构施 工后 ,在 查 验 桩基 施 工 作 业 文 件 中 发 现 有 3 、 1 # 1# 3# 3# 3 # g 0 、 2 、 1、 8 、 9 、
量出现异常 ( 如桩身夹泥 、离析、扩颈 、缩颈、断裂等 ) ,或
在桩底 与持力层 的交界面处 ,由于介质的波阻抗发生变化 ,
i # 1 # 3 # 3 # 3 # 4 # 4 # 5 # 5 # 5 # 0、 2 、 1、 8、 9、 4、 9 、 4 、 5、 7、
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5 #基桩 桩 身砼 强度 ( 表 2所 示) 8 如
浅谈基桩反射波法检测技术的理论与应用

否 则平 截 面假设 不成 立 ; 另外激 励 脉 冲的波 长与
桩 长相 比又必须 比较 小 , 否 则对 准确 测试 波速 、 探 测 桩身 缺 陷深度 ( 尤 其 是 浅部 缺 陷 ) ) 产 生 不 利影
响。
收稿 日期 : 2 0 1 2— 0 9—1 4
波传播速度的影响比较显著 , 级配 比稍微变化 , 波 速就很敏感 。在强度等级相 同的情况下 , 混凝 土 的声波速度最高 , 砂浆次之 , 水泥石最低。在 自然
Ab s t r a c t : T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e b a s i c p i r n c i p l e o f d e t e c t i o n t e c h n o l o g y o f  ̄u n d a t i o n p i l e wi t h r e —
le f c t i o n wa v e me t h o d a nd a n ly a z e s t h e v a r i o u s a f f e c t i n g f a c t o r s o f pi l e i n t e g r i t y t e s t i n g r e s u l t s .To s o me
t h e de t e c t i o n t e c h no l o y g l e v e 1 .
Ke y Wo r d s : F o u n d a t i o n P i l e;r e f e c t e d w a v e Me t h o d;i n t e g r i t y d i s c r i mi n a t i n g
2 . 3 振源 特性
反射波法桩基检测原理及应用

积保持 为平 面 , 而且 每 个截 面上应力是 均匀分 布 的 , 其 是 滑带土 的物质 组成 和含水 状 态 ; 运动 状态 和 滑动过 ②
传递系数法、 n u J b 法或 b h p 视情况而定。 a i o 法, s 3 1 一个断面 的反算 . 对 于圆弧形 滑 动 面 , 可用 力矩 平 衡求 得 安 全 系数 , 令 其为 0对 于折线 形滑 面 , ; 可根 据断 面建立 推力计 算公 式, 使最后 一块 剩余 滑坡 推力 为 0 。对 于 一个算 面 的反 算, 常常需要 假定其 中一 个变 化 幅度不 大 容易 掌 握其 范 围者 , 反求 另一个 。 来 圆弧形滑面是假定整个滑面上的 C 值均一样 , , 这 与实际情况不符。拆线 形滑 面各段 的 C 值是 不同 , 的, 一般 用 试 验 或 其 他 方 法 先 确 定 牵 引 段 和 抗 滑 段 的 C、 值及 主滑段 的 C值 来反 求其 值 。 ‘ = D 般 C值 的大小 取决 于滑 带土 的物质组 成 ( 主要为 粘 粒含量 ) 含 水 状 态 和 滑 体 的厚 度 , 化 幅 度 不 大 。 及 变 日 本三田刚二等人建议按 滑体厚度选取 C值 。有时粗
摘 要 : 绍 了反 射波 法桩基 低应 变检测 的原理 、 法 、 介 方 步骤 及 应 注意 的 问题 , 分析 了应 力波在 各种桩
基缺 陷情 况下的 时域 曲线特征 , 并介 绍 了各种情 况 下的判读 方 法 , 正确判 断基桩 的 完整性提供 科 学 为
依据 。
关键词 : 基桩 ; 应 变; 射 波法 低 反
( JT 3 5 , J / 9 —9 )该规程规定的检测方法有反射波法 ห้องสมุดไป่ตู้ G 机械阻抗法、 动力参数法和声波透射法。以反射波法为 例介 绍基桩 低应 变动 测技 术 的方 法 和步骤 。
低应变反射波法在桩基施工质量检测中的应用

线路/路基低应变反射波法在桩基施工质量检测中的应用钟亮根(京福闽赣客运专线有限公司,福州350000)摘要:随着桩结构越来越广泛的应用于地基加固,如何检测成桩质量成为控制桩基础施工质量的关键。
在介绍低应变反射波法检测桩基完整性的原理、缺陷类型及位置的判定依据、检测影响因素的基础上,以合福客专D K365+676.48~D K365+739.50段C20钻孔灌注桩地基加固路基为工程背景,采用R SM—PR T低应变仪及其所配套的时域分析软件,并结合地质、施工记录资料对桩实测波形进行反演分析,分析结果为3—2号桩在3.30i n处存在离析或夹泥。
研究表明,低应变反射法能准确地反映成桩的缺陷位置及程度,为桩基施工质量的控制提供了指导依据。
关键词:桩基;反射波法;施工质量;波阻抗中图分类号:U238;U213.1文献标识码:B文章编号:1004—2954(2012)04—0035—03A ppl i cat i on of L ow St r ai n R ef l ect i onW ave M e t hod i nC ons t r uct i on Q ual i t y T es t i ng of Pi l e F ounda t i onZ H O N G Li a ng—gen(B ei j i ng-Fuzhou Pas senger D edi cat ed R a i l w a y L i ne Fuj i an-Ji angxi Sec t i on C o.,Lt d.,F uz h ou350000,C hi na)A b s t r a ct:A s pi l e f ound at i on i s bei ng us ed m or e and m or e w i d el y f or subgr ade r e i nf or ce m ent,how t o t e stt he qual i t y of pi l e f oundat i on af t e r cons t r uct i on i s a l so be com i ng t he ke y poi nt t o cont r ol pi l e f ou ndat i oncons t r uct i on qual i t y ac cor di ngl y.I n t h i s pa pe r t he l ow st r ai n r ef l ect i on w a v e m et hod use d f or pi l ef ound at i on t es t i ng a r e i nt r oduc ed,i ncl udi ng t he i nt egr i t y—t es t t he or y,def e ct t ype a nd defect l ocat i oncr i t er i ons,and t he i nf l uence f a ct or s.The subgr ade a r e c i t ed as an e xa m pl e w hi ch w as r ei nf or ced byC20cas t—i n—si t u bor ed pi l es i n D K365+676.48~D K365+739.50s ect i on of H ef e i—Fuz hou Pas s en ger—ded i cat ed L i n e.I n com bi na t i on w i t h geol ogy dat a and cons t r uct i on dat a,t he R SM—PR T st r ai n gag e andt i m e.dom a i n anal y s i s s of t w ar e m at c hed w e r e ut i l i z ed t o back cal cu l at e and anal yze t he w ave pat t er nsm ea s ur ed f r om t he pi l e f oundat i on.T he anal ys i s r es ul t s s how ed t ha t t her e w as s egr egat i on o r m ud i n t heN o.3—2pi l e at t he de pt h of3.30m.B as ed on t he r es earch,i t i s c oncl uded t hat t he l ow st r ai n r ef l ect i onw ave m et hod ca n accur at el y r ef l e ct t he defect l o cat i o n a nd defect degr ee of pi l e f ounda t i on,SO it ca npr ov i de gui da nc e f or con t r ol l i ng t he pi l e f ou ndat i on cons t r uct i on qua l i t y.K ey w or ds:pi l e f oundat i on;r ef l ect i on w ave m e t hod;const r uc t i on qual i t y;w ave i m pe da nce近年来,随着工程建设的快速发展,桩基础作为一种有效、安全、可靠的基础形式在地基处理中得到了广泛的应用。
基桩动力检测低应变反射波法

基桩动力检测低应变反射波法第一节反射波法动测技术反射波法是在桩身顶部进行竖向激振产生弹性波,弹性波沿着桩身向下传播,当桩身阻抗存在明显差异的界面(如桩底、断桩和严重离析等)或桩身截面积变化(如缩径或扩径)部位,将发生反射波,经接收放大、滤波和数据处理可以识别来自桩身不同部位的反射信息,据计算桩身波速,以判断桩身完整性及估计混凝土强度等级并校核桩的实际长度。
一、反射波法动测原理桩完整性的反射波法诊断技术是以一维波动理论为基础的。
由一维波动理论可知,桩阻抗是其横截面积,材料密度和弹性模量的函数Z = EA/C =ρcA (2.1)式中Z为桩的广义波阻抗(单位为N⋅s/m),c为桩的声波速度(单位为m/s),E 为桩的弹性模量(单位为N/m2),ρ为桩的质量密度(单位为kg/m3),ρc为桩的声特性阻抗或声阻碍抗率(单位为kg/m2s)。
将一维波动理论用于线弹性桩(桩的长度远大于直径且入射波波长λ大于桩的直径)。
在桩顶锤击力作用下,产生一压缩波,此波以波速c沿桩身向下传播。
假定桩的材料沿长度不变(即ρc不变),则桩的阻抗变化仅依赖截面积的变化。
截面的任何变化都使部分入射波产生反射。
反射波和透射波的幅值大小及方向由前述的理论决定。
(一)不考虑桩周阻尼的的影响,桩顶入射波在变截面处的反射与透射σT = σ1 [2A1 /(A1+A2)]σR= σ1[(A2 – A1) /(A1 +A2)] (2.2)及v T = v1 [2A1 /(A1+A2)]v R= -v1[(A2 – A1) /(A1 +A2)] (2.3)式中下标I、R、T分别表示入射、反射和透射。
由式(1.2)及式(1.3)可得:(1)对于截面均匀,无缺陷的桩,即A1=A2,或Z1=Z2,则有σT = σI v T =v IσR= 0 v R = 0 (2.4)可见,均匀桩不产生反射波,入射波以不变的波速和应力幅值与方向向下传播。
若在桩的顶端安装加速度传感器,则可测得各截面反射波加速度信号(或速度信号)为零。
反射波法在桩基检测中的应用分析

3 现场 检测 及注 意事 项
() 1被测桩应 凿去 浮浆 , 桩头平 整。 () 2 检测前应 对仪器设 备进行检查 , 性能正常方可使用 。 () 3 每个 检测工地 均应进 行激振 方式 和接收条 件的选择试 验, 确定最佳激振方式 和接收条件 。 () 4 激振点宜选择在桩 头巾心部位 , 传感器应稳 周地安置 在 桩头上 , 对于大直径 的桩可安置两个或多个传感器 。 () 5 当随机干扰较大 时 , 可采用 信号增 强方式 , 进行 多次重 复激振与接收 。 () 6 为提 高检测分辨 率 , 应使用小 能量激 振 , 并选用 高截止 频率 的传感器和放大器。 () 7 判别 桩身浅部缺 陷, 同时采 用横 向激振和水平速度 型 可 传感器接收 , 进行辅助判定 。 () 8 每一 根 被 检 测 的 单 桩 均应 进 行二 次及 以上 重 复 测 试 。 出 现异常波形应在现场及 时研 究 ,排除影 响测试 的不 良因素后再 重复测 试。重复测试 的波形与原波形具有相 似性 。
度:
:
2/ £ △站
式中 : 桩长 ; £: At: 底 反 射 波 到 达 时 问 。 b桩
当桩身存在缺 陷或断桩 时, 各界面反射波 使曲线变得复杂 , 认真分 析波形并选 出可靠 的缺 陷反 射时间 ,从而得 到缺陷部位
距 桩顶 的距 离 :
£ : m At 1 ’ b2
来 自桩身不同部位的反射 信息 。据此计算桩身波速 、 判断桩身完 整性和混凝土强度等级。 当桩嵌于土体中 , 将受 到桩周 土的阻尼影响 , 的动力特性 桩 满足一维波动方程 , 即当在桩顶施加 瞬时外力 F 1 , 内只存 (时 桩 ) 在下行 波 , 在不 同的波阻抗 面上发生反射 , 上式 中 , 波 从 可推导 出应力波在桩体 中旅 行的时间及其对不 同结构 介质桩 的纵波速
低低应变反射波法在桩基检测中应用

浅谈低低应变反射波法在桩基检测中的应用摘要:低应变反射波法具有野外数据采集快速、方便;测试资料分析简单、精确;费用低廉等优点,因此其被众多的检测单位所采纳与使用。
本文对低应变反射波在检测桩基中的应用谈一些体会。
关键词:低应变反射波法检测桩基随着国民经济的飞速发展,我国工程建设项目日益增多,工程桩的应用越来越普及,因此基桩质量的检测越来越重要。
作为基桩完整性检测的常规手段,低应变反射波法在我国有多年的发展历史并已纳入国家的规范,由于此种方法具有野外数据采集快速、方便;测试资料分析简单、精确;费用低廉等优点,因此其被众多的检测单位所采纳与使用。
本文对低应变反射波在检测桩基中的应用谈一些体会。
一、低应变反射波法的基本原理低应变反射波法是以一维弹性杆平面应力波波动理论为基础的。
将桩身假定为一维弹性杆件(桩长>>直径),在桩顶锤击力作用下,产生一压缩波,沿桩身向下传播,当桩身存在明显的波阻抗z变化界面时,将产生反射和透射波,反射的相位和幅值大小由波阻抗z变化决定。
安装在桩顶上的传感器,将接收到来自桩身各个波阻抗z变化界面处反射上来的信息,根据这些信息,可对桩身完整性质量进行分析判断。
二、低应变反射波法的特点低应变反射法与传统的静载试验法相比,具有以下优点:1、操作简单易行,测试设备轻便,成本低,不受作业条件限制,检测快速,单桩试验时间仅为静载试验的1/50左右;2、检测数量多,不破坏桩基,获得的数据准确可靠,规律性好,判读明了简洁,便于对桩基工程进行普查。
3、费用低廉,单桩测试费约为静载试验的1/30左右,可节省静载试验锚桩、堆载、设备运输、吊装焊接等大量人力、物力。
三、工程实例1、基桩施工简况该场地为南宁市青秀区明发某住宅小区2栋桩基。
整个场地经人工和机械平整较为平坦。
该工程基桩施工是经静压机静压而成。
成桩之后,开挖至标高,然后砍桩并清理干净,再进行测桩。
2、检测步骤(1)清理整平桩头。
(2)调试仪器,选择适当参数;(3)将加速度传感器垂直安放在桩头的平整部位。
基桩低应变反射波法检测

• 引言 • 低应变反射波法检测原理 • 基桩低应变反射波法检测流程 • 基桩低应变反射波法应用实例 • 基桩低应变反射波法优缺点 • 未来展望与研究方向
01
引言
基桩检测的重要性
01 02
确保结构安全
基桩是建筑物的基础,其质量直接关系到建筑物的安全性和稳定性。通 过检测基桩的质量,可以及时发现潜在的问题,避免因基桩质量不达标 导致的建筑物损坏或倒塌。
提高工程质量
对基桩进行检测是工程质量控制的重要环节。通过检测,可以及时发现 施工中的问题,采取相应的措施进行纠正,提高工程质量。
03
降低维护成本
如果基桩存在质量问题,将会导致建筑物在使用过程中出现各种问题,
如沉降、开裂等。通过基桩检测,可以及时发现并处理问题,避免因小
问题积累导致大问题出现,从而降低维护成本。
数据处理与结果分析
数据预处理
对采集到的原始数据进行滤波 、去噪等处理,提高数据质量
。
波形分析
对处理后的数据进行波形分析 ,识别和提取反射波信号的特 征参数。
结果判定
根据反射波信号的特征参数, 结合基桩设计参数和施工情况 ,对基桩质量进行判定。
出具检测报告
将检测结果整理成报告,提供 给相关单位或个人使用。
量基桩进行检测。
实时性强
低应变反射波法可以在基桩施工完成 后立即进行检测,提供实时反馈,有
助于及时发现和解决问题。
覆盖范围广
该方法适用于各种类型的基桩,包括 灌注桩、预制桩等,覆盖范围较广。
无损检测
该方法不会对基桩造成损伤,可以保 证基桩的完整性。
缺点
对检测人员要求高
受环境因素影响较大
低应变反射波法需要经验丰富的专业人员 进行操作,对检测人员的技能和经验要求 较高。
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基 桩 反 射 波 法 检 测 技 术 的 评 价 与 应 用
段
摘
茗
要 : 绍 了基桩反 射波法 的基本原 理 , 对影响桩 身完整性测试 结果 的各种 因素进 行 了分析 , 介 针 探讨 了基 桩反射波 法
检 测 应 注 意 的 一 些 问题 , 结 合 具 体 工 程 实 例对 基 桩 反 射 波 法 的实 际应 用 作 了说 明 , 并 以期 提 高桩 身 质 量 检 测 水 平 及 其 准 确性。
第3 6卷 第 3 0期 20 10年 10月
山 西 建 筑
S HANXI ARCห้องสมุดไป่ตู้I TECY URE
V0. 6 No. 0 13 3
O t 21 c. 0 0
・ 81 ・
文章编号 :0 96 2 (0 0 3 —0 10 10 —8 5 2 1 )00 8—2
长 而增加 。在早期低 强度 时 , 混凝 土的强度 的增长小于 波速 的增
长 , 着 龄 期 增 长 , 凝 土 强 度 的 增 长大 于 波 速 的 增 长 , 至 在 强 随 混 甚
2 影 响桩身 完整 性测试 结 果 的 因素
2. 尺 寸 效 应 1
低应变反射波法 的理 论基 础是 一维 弹性杆 纵 波理论 。采用
1 基桩 反射 波 法的基 本原 理
基桩反射 波法检测桩身结 构完整性 的基 本原理是 : 通过 在桩 顶施加激振信号产 生应力 波 , 该应力 波 沿桩 身传播 过程 中, 到 遇
检测工作 中应根据 不 同的桩 型 , 用适 合 的激振 方式 , 能取得 选 才
好 的检 测效果 。另外 采集 仪器 设备是 否定 期 到法定 计量 机构 去
形 成 差 异 而 产 生 反 射 波 , 对 桩 身 质 量 检 测 来 说 是 一 种 “ 缺 陷 这 假
。 大多采用 隐蔽 的桩 基础 , 桩基础 的质量 问题 关系着人 民 的生命 和 信 号” 2. 振 源 特 性 3 财产 的安全 。桩基 工程作 为隐蔽工程 , 发现 问题难 , 事故处 理难 。 因此 , 桩基础工程的试验和检测显 得尤 为重要 。作 为桩 基检测 的 在 工程桩的 实际 检测 中, 常用 的瞬 态激 振 设备 是 手锤 和力 激振效 果的好坏 , 主要受碰撞材 料 的重量 、 硬度 、 弹性模 量 、 接 常规手段 , 基桩 反射波法检测在我 国桥 梁桩基 检测 中已有多 年的 棒 , 触 面积 以及 碰撞 方 向和碰撞 速度 等影 响。一般来 说 , 材质越 软 、 历史并 已纳入 国家的规范。由于此种方 法测点广 、 经济 、 捷 、 快 无
关键词 : 基桩反射 波法 , 基本原理 , 桩周土效应 , 完整性
中 图分 类 号 : U4 3 1 T 7 .6 文献标识码 : A
0 引言
近几 年来 , 广东 的公路桥梁建 设发展很 快 。众 多的桥梁 基础
于均匀桩体 , 也可 以由于桩 周土体 的差异使 桩一土综合体 系阻抗
的横 向 、 向尺 寸 与 激 励 脉 冲 波 长 的 关 系 相 矛 盾 , 种 尺 寸 效 应 纵 这
2 6 混 凝 土 材 料 性 质 .
混凝土粗骨 料的数量 、 品种及颗粒组成 对声波传播速度 的影 响 比较显著 , 至稍 微增 加一些碎石 的用 量或采用较 高弹性模 量 甚
在测试大直径桩和浅部严重缺陷桩 时就显 得非常突出 。 2 2 桩 周 土 效 应 .
锤体 重量越 重 、 锤体 的重量 和几 何 尺寸与锤 击对 损等诸 多优点 , 反射波法作为使用频 率高且 发展较快 的无损 检测 碰撞速度越低 , 象 问越 匹配 , 信号的脉 冲宽度就 越大 , 盖 的高频成分也 就越少。 覆 技术 , 目前 在桥梁的桩基检测 中应用范 围很 广。
一
度达到一定值后 , 波速增 长极慢 。
2 5 养 护 条 件 .
养护条件对 波 速 的影 响有 以下 规 律 : 自然 条 件养 护 波速 最 维弹性 杆纵波理论 的前提是 激励 脉 冲频谱 中有 效 的高频 谐波 低 , 汽养护次 之 , 中养 护波速最 高 。由于桥梁 的混 凝土 桩基 蒸 水 分量波长 与被检桩 的半径 尺 之 比应足够大 ( R≥1 ) 否则平 通常是处在桩周 围饱 和土体 的环境 中, / 0, 其养护条件 比较接 近水中 截面假设 不成立 。另外 激励 脉 冲的波 长 与桩长 相 比又必须 比较 环境 , 有利 于波速的测定 。干燥状态 中养 护的混 凝土因干缩 等原 小, 否则桩 身的运动更接 近刚体 , 动不 明显 , 波 从而对 准确测试波 因而造成 的微裂缝 也将 使波 速降低 。在桩 基检测 过程 中要 注意 速、 探测桩身缺 陷深度 ( 尤其是浅 部缺陷 ) 生不利影 响。同时桩 地下水位 的变化对混凝 土养护和波 速的影响 。 产
校 准 和计 量 也 是 影 响 桩 测 试 的 比较 关 键 的环 节 。
不连续界面 ( 如蜂 窝 、 夹泥 、 裂 、 洞等缺 陷 ) 桩底 面时 , 产 断 孔 和 将 生反射波 , 检测分析反射 波的传播 时间 、 幅值 和波形特 征 , 能判 就
断基桩 的完整性 。
2. 混 凝 土 龄 期 4 从 大量 桩基检测 中 , 我们发 现混 凝土强度及 波速随龄期 的增
在桩 周存 在土体情况下 , 桩一 土体 系在 缺陷部 位综合 阻抗差 的骨料 , 波速就很 敏感 。在 强度 等级 相 同的情况 下 , 凝土 的声 混 异与裸桩 相 比有 减小趋 势 , 反射 信号减 弱 。在 有些情 况下 , 使 对 波速度最高 , 浆次之 , 砂 水泥石最低 。
Th u e i a n l s s o h n l e c f t e e n m r c la a y i n t e i f u n e o h e c v to o e p f u a i n t t n e l i u wa x a a i n f d e o nd to pi o u d r y ng s b y