桩基完整性检测试验.pptx

1 1 试验概述试验概述 在预制桩施工过程中，会在预制桩施工过程中，会在预制桩施工过程中，会在预制桩施工过程中，会产生夹层、空洞、离析、以及产生夹层、空洞、离析、以及产生夹层、空洞、离析、以及产生夹层、空洞、离析、以及横截面缩小和扩大甚至桩身断横截面缩小和扩大甚至桩身断横截面缩小和扩大甚至桩身断横截面缩小和扩大甚至桩身断裂，影响桩基的承载力，因此裂，影响桩基的承载力，因此裂，影响桩基的承载力，因此裂，影响桩基的承载力，因此有必要了解桩的质量情况。桩有必要了解桩的质量情况。桩有必要了解桩的质量情况。桩有必要了解桩的质量情况。桩完整性测试也称为低应变桩基完整性测试也称为低应变桩基完整性测试也称为低应变桩基完整性测试也称为低应变桩基动测。动测。动测。动测。小扰动应力波反射法的现小扰动应力波反射法的现小扰动应力波反射法的现小扰动应力波反射法的现场测试工作如图场测试工作如图场测试工作如图场测试工作如图1 1 1 1所示所示所示所示。图图1 低应变桩基动测示意图低应变桩基动测示意图2 2 试验的基本理论试验的基本理论 2.12.1广义波阻抗及阻抗界面广义波阻抗及阻抗界面广义波阻抗及阻抗界面广义波阻抗及阻抗界面 设桩身某段为一分析单元，其桩身介质密度、弹性波设桩身某段为一分析单元，其桩身介质密度、弹性波设桩身某段为一分析单元，其桩身介质密度、弹性波设桩身某段为一分析单元，其桩身介质密度、弹性波波速、截面面积分别用波速、截面面积分别用波速、截面面积分别用波速、截面面积分别用 、来表示，则广义波阻来表示，则广义波阻来表示，则广义波阻来表示，则广义波阻抗抗抗抗 为：为：为：为：当桩身的几何尺寸或材料的物理性质发生变化时，则当桩身的几何尺寸或材料的物理性质发生变化时，则当桩身的几何尺寸或材料的物理性质发生变化时，则当桩身的几何尺寸或材料的物理性质发生变化时，则相应的相应的相应的相应的 、发生变化，其变化发生处称为波阻抗发生变化，其变化发生处称为波阻抗发生变化，其变化发生处称为波阻抗发生变化，其变化发生处称为波阻抗界面。其比值称为广义波阻抗比界面。其比值称为广义波阻抗比界面。其比值称为广义波阻抗比界面。其比值称为广义波阻抗比 ，表示为，表示为，表示为，表示为 2.2 2.2 应力波在阻抗界应力波在阻抗界应力波在阻抗界应力波在阻抗界面处的反射与透射面处的反射与透射面处的反射与透射面处的反射与透射 如图如图如图如图2 2所示，应所示，应所示，应所示，应力波在阻抗界面处产力波在阻抗界面处产力波在阻抗界面处产力波在阻抗界面处产生反射与透射。生反射与透射。生反射与透射。生反射与透射。图图2应力波的反射与透射应力波的反射与透射 根据应力波理论，由连续条件、牛顿第三定律以根据应力波理论，由连续条件、牛顿第三定律以根据应力波理论，由连续条件、牛顿第三定律以根据应力波理论，由连续条件、牛顿第三定律以及波阵面动量守恒条件，得及波阵面动量守恒条件，得及波阵面动量守恒条件，得及波阵面动量守恒条件，得 为应力波的速度，下标为应力波的速度，下标为应力波的速度，下标为应力波的速度，下标 、分别表示入分别表示入分别表示入分别表示入射波、反射波、透射波，射波、反射波、透射波，射波、反射波、透射波，射波、反射波、透射波，为反射系数，为反射系数，为反射系数，为反射系数，为透射系为透射系为透射系为透射系数，其中数，其中数，其中数，其中3 试验步骤试验步骤3.13.1测试步骤测试步骤测试步骤测试步骤 测试前须收集土层断面图、桩横截面积、长度、总体布测试前须收集土层断面图、桩横截面积、长度、总体布测试前须收集土层断面图、桩横截面积、长度、总体布测试前须收集土层断面图、桩横截面积、长度、总体布置和打桩工程的一般性能等资料。测试前消除海绵状的突出置和打桩工程的一般性能等资料。测试前消除海绵状的突出置和打桩工程的一般性能等资料。测试前消除海绵状的突出置和打桩工程的一般性能等资料。测试前消除海绵状的突出部分和松散混凝土，使桩的表面干净平整，使桩头上有压贴部分和松散混凝土，使桩的表面干净平整，使桩头上有压贴部分和松散混凝土，使桩的表面干净平整，使桩头上有压贴部分和松散混凝土，使桩的表面干净平整，使桩头上有压贴加速度计和用锤敲击的表面。测试步骤如下：加速度计和用锤敲击的表面。测试步骤如下：加速度计和用锤敲击的表面。测试步骤如下：加速度计和用锤敲击的表面。测试步骤如下：(1)(1)连接仪器和电源，打开电源开关，预热数分钟，调连接仪器和电源，打开电源开关，预热数分钟，调连接仪器和电源，打开电源开关，预热数分钟，调连接仪器和电源，打开电源开关，预热数分钟，调测试仪器至待命工作状态；测试仪器至待命工作状态；测试仪器至待命工作状态；测试仪器至待命工作状态；(2)(2)将加速度传感器安装在桩头的平整部位；将加速度传感器安装在桩头的平整部位；将加速度传感器安装在桩头的平整部位；将加速度传感器安装在桩头的平整部位；(3)(3)用小锤短促而有力的锤击桩头数次，采集锤击所得用小锤短促而有力的锤击桩头数次，采集锤击所得用小锤短促而有力的锤击桩头数次，采集锤击所得用小锤短促而有力的锤击桩头数次，采集锤击所得信信信信 号；号；号；号；(4)(4)从微机屏幕上选区满意的波形曲线并存盘；从微机屏幕上选区满意的波形曲线并存盘；从微机屏幕上选区满意的波形曲线并存盘；从微机屏幕上选区满意的波形曲线并存盘；(5)(5)根据波的反射特性，对记录曲线进行分析、计算，根据波的反射特性，对记录曲线进行分析、计算，根据波的反射特性，对记录曲线进行分析、计算，根据波的反射特性，对记录曲线进行分析、计算，评价桩身质量及完整性。评价桩身质量及完整性。评价桩身质量及完整性。评价桩身质量及完整性。3.2 3.2 桩基完整性质量等级桩基完整性质量等级桩基完整性质量等级桩基完整性质量等级 根据根据根据根据建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范,桩基完整性质量评桩基完整性质量评桩基完整性质量评桩基完整性质量评定等级可分为四类：定等级可分为四类：定等级可分为四类：定等级可分为四类：1 1 1 1类类类类:无缺陷的完整桩；无缺陷的完整桩；无缺陷的完整桩；无缺陷的完整桩；2 2 2 2类类类类:有轻度缺陷有轻度缺陷有轻度缺陷有轻度缺陷,但不影响或基本不影响原设计桩身结构但不影响或基本不影响原设计桩身结构但不影响或基本不影响原设计桩身结构但不影响或基本不影响原设计桩身结构强度的桩；强度的桩；强度的桩；强度的桩；3 3 3 3类类类类:有明显缺陷有明显缺陷有明显缺陷有明显缺陷,影响原设计桩身结构强度的桩；影响原设计桩身结构强度的桩；影响原设计桩身结构强度的桩；影响原设计桩身结构强度的桩；4 4 4 4类类类类:有明显缺陷的桩有明显缺陷的桩有明显缺陷的桩有明显缺陷的桩 4 4 试验结果分析及应用试验结果分析及应用 (1)(1)桩身完好桩身完好桩身完好桩身完好 存在唯一存在唯一存在唯一存在唯一 界面，界面，界面，界面，x-tx-tx-tx-t曲线如图曲线如图曲线如图曲线如图3 3 3 3，此时，此时，此时，此时 ，则则则则 ，。在桩底处速度量的反射波与入射。在桩底处速度量的反射波与入射。在桩底处速度量的反射波与入射。在桩底处速度量的反射波与入射波同号即在时程曲线上同相。波同号即在时程曲线上同相。波同号即在时程曲线上同相。波同号即在时程曲线上同相。图图3 桩身完好实测波形桩身完好实测波形(2)(2)桩身截面变化桩身截面变化桩身截面变化桩身截面变化 (a)L(a)L1 1处桩截面减小处桩截面减小处桩截面减小处桩截面减小 如图如图如图如图4 4所示，在所示，在所示，在所示，在L L1 1处有处有处有处有 ，。可得结论：截面减小处，可得结论：截面减小处，可得结论：截面减小处，可得结论：截面减小处，V VR R与与与与V VI I同号，而同号，而同号，而同号，而V VT T与与与与V VI I同号。同号。同号。同号。图图4 桩身截面减小实测波形图桩身截面减小实测波形图 (b)(b)L L1 1处桩截面增大处桩截面增大处桩截面增大处桩截面增大 如图如图如图如图5 5所示，在所示，在所示，在所示，在L L1 1处有处有处有处有 ，。可得结论：截面减小处，可得结论：截面减小处，可得结论：截面减小处，可得结论：截面减小处，V VR R与与与与V VI I反号，而反号，而反号，而反号，而V VT T与与与与V VI I同号同号同号同号。图图5 桩身截面增大实测波形图桩身截面增大实测波形图 (3)(3)桩身发生断裂桩身发生断裂桩身发生断裂桩身发生断裂 如图如图如图如图6 6 6 6所示所示所示所示,桩身在桩身在桩身在桩身在L1L1L1L1处完全断开，处完全断开，处完全断开，处完全断开，Z2Z2Z2Z2相当于空气的相当于空气的相当于空气的相当于空气的波阻抗，波阻抗，波阻抗，波阻抗，Z2 Z2 Z2 Z2 趋于趋于趋于趋于0 0 0 0。可得：。可得：。可得：。可得：可得结论：应力波在断开处发生反射，由于透射波可得结论：应力波在断开处发生反射，由于透射波可得结论：应力波在断开处发生反射，由于透射波可得结论：应力波在断开处发生反射，由于透射波为为为为0 0 0 0，故应力波仅在上部多次反射而到不了底。，故应力波仅在上部多次反射而到不了底。，故应力波仅在上部多次反射而到不了底。，故应力波仅在上部多次反射而到不了底。图6桩身断裂实测波形图(4)(4)(4)(4)桩身缩颈、夹泥、离析桩身缩颈、夹泥、离析桩身缩颈、夹泥、离析桩身缩颈、夹泥、离析 三种情况示意图如图三种情况示意图如图三种情况示意图如图三种情况示意图如图7 7 7 7所示。所示。所示。所示。图图7 桩身缩颈、夹泥、离析示意图桩身缩颈、夹泥、离析示意图桩身缩颈、夹泥、离析示意图桩身缩颈、夹泥、离析示意图(a)(a)缩颈缩颈缩颈缩颈(b)(b)夹泥夹泥夹泥夹泥 (c)(c)离析离析离析离析 以上三种情况以上三种情况以上三种情况以上三种情况VRVRVRVR与与与与VIVIVIVI，VTVTVTVT与与与与VIVIVIVI的关系相似，理的关系相似，理的关系相似，理的关系相似，理想的实测曲线如图想的实测曲线如图想的实测曲线如图想的实测曲线如图8 8 8 8图图8 桩身缩颈、夹泥、离析实测波形图桩身缩颈、夹泥、离析实测波形图桩身缩颈、夹泥、离析实测波形图桩身缩颈、夹泥、离析实测波形图