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1、第3卷第8期巖土工程界勘察測(cè)試與分析反射波法在基樁完整性檢測(cè)中的應(yīng)用12方志香,吳亞平(1.吉林方泰工程基礎(chǔ)檢測(cè)中心,長(zhǎng)春130012;2.中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所,武漢430071)[摘要]主要是利用反射波法對(duì)某工程試驗(yàn)基地已知樁身缺陷的性質(zhì)及缺陷部位,采用兩種不同的類型的傳感器檢測(cè)。利用相同的激振方式和相同的傳感器安裝方法并且參數(shù)設(shè)置基本一致,對(duì)基地的十幾根樁進(jìn)行對(duì)比檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果符合實(shí)際。[關(guān)鍵詞]反射波法基樁檢測(cè)完整性同性質(zhì)、不同部位的缺陷。樁長(zhǎng)8.0m～5.5m,樁徑1反射波法的基本原理0.6m～0.4m,缺陷性質(zhì)設(shè)置有:縮徑、擴(kuò)徑、空洞、斷反射波法檢測(cè),是利用手

2、錘和力棒敲擊樁頭,產(chǎn)生樁缺陷故障,每根樁設(shè)有一處或兩處的缺陷位置。共質(zhì)點(diǎn)彈性振動(dòng),并沿樁身內(nèi)向下傳播遇到缺陷的界面對(duì)12根試驗(yàn)樁進(jìn)行了檢測(cè)?；驑兜桩a(chǎn)生反射返回樁頂?shù)臅r(shí)間來判別樁身內(nèi)的缺陷2.1傳感器的選用安裝位置,由于波長(zhǎng)λ大于樁徑d,而樁長(zhǎng)L一般遠(yuǎn)大于d,不同類型傳感器對(duì)頻率信號(hào)接收效果不同,速度因此,可將樁作為一彈性桿件體,產(chǎn)生的應(yīng)力波在其中型傳感器和加速度型傳感器在使用和安裝上也各有優(yōu)按下述一維波動(dòng)方程傳播:缺點(diǎn),但傳感器可測(cè)頻率范圍受頻響曲線約束。速度22v2v傳感器的上限工作頻率受到限制,存在一定的諧振頻=c(1)22xx率,諧振頻率一般處于低頻,它的有效工作頻率范圍

3、受c=E/ρ(2)到限制。加速度傳感器,靈敏度高、頻率范圍寬、線性其中c—波的傳播速度即波速,m/s;E—樁材的彈性動(dòng)態(tài)范圍大。為精確判定出樁身缺陷的位置,這次試3驗(yàn)檢測(cè)采用了短余振速度傳感器和加速度傳感器兩種模量,MPa;ρ—樁材的質(zhì)量密度,t/m;v—為x方向的位移,m;x—坐標(biāo),m;t—時(shí)間,s。類型,對(duì)12根試樁全部進(jìn)行對(duì)比,本文提供的測(cè)試波應(yīng)力波在樁中傳播過程中,根據(jù)上述的一維傳播形均為原采集波形,沒有對(duì)波形作任何加工處理。兩假設(shè),如果不考慮土阻力影響,則可以得出在樁身抗變種類型傳感所采集的波形都能反映出缺陷的位置,但化處,反射的運(yùn)動(dòng)速度vR與入射的運(yùn)動(dòng)速度v之間的加

4、速度傳感器更為明顯。關(guān)系為:在不同類型傳感器的檢測(cè)之中,對(duì)傳感器的安裝Z1-Z2方法也做了試驗(yàn),采用了手扶式、黃油粘結(jié)、石膏粘結(jié)、v=v(3)RZ+Z12502膠、橡皮泥,不同的粘結(jié)方式正確與否對(duì)實(shí)測(cè)波形Z=ρ·C·A(4)影響很大。安裝不牢,將給波形分析帶來困難甚至造式中Z—樁身阻抗;A—截面面積。成誤判。經(jīng)多次反復(fù)測(cè)試,認(rèn)為在樁頭平整的條件下,根據(jù)傳播規(guī)律,得出樁的波阻抗發(fā)生變化時(shí)的振采用橡皮泥安裝傳感器可獲得較理想的樁身完整性實(shí)速反射系數(shù)為:測(cè)曲線(圖1)。ρ1c1A1-ρ2c2A2vR2.2激振方式的選擇RV==(5)ρ1c1A1+ρ2c2A2vI激振的目的是在樁頂產(chǎn)生

5、一個(gè)擾動(dòng),從而生成一式中v—下行速度波;v—上行速度波。IR個(gè)沿樁身傳播的彈性應(yīng)力波,而不同頻率的應(yīng)力波沿當(dāng)ρ1c1A1>ρ2c2A2,例如縮徑、離析、夾泥等,則vI樁身傳播時(shí),具有不同的衰減性應(yīng)力波,而不同頻率的與vR同號(hào)(同相位);當(dāng)ρ1c1A1<ρ2c2A2,例如擴(kuò)徑,則應(yīng)力波沿樁身傳播時(shí),具有不同的衰減特性:高頻振源vI與vR異號(hào)(反相位);由速度時(shí)程曲線反射點(diǎn)可以判在樁土系統(tǒng)阻尼作用下,衰減很快,判定淺部缺陷有一斷樁身阻抗變化位置。定優(yōu)勢(shì);低頻振源可消除不合理振蕩,波速較低,衰減較慢,傳播深度相對(duì)較大,對(duì)檢測(cè)大長(zhǎng)樁效果較好。因2試驗(yàn)基地檢測(cè)對(duì)比分析此,在實(shí)際工程中,要

6、根據(jù)不同條件,采用不同激振方試驗(yàn)基地采用人工鉆孔灌注樁,人為地設(shè)置了不式,合理調(diào)整振源,能量要適中。這次試驗(yàn),我們采用[收稿日期]2000-04-01;[責(zé)任編輯]王延忠。23勘察測(cè)試與分析GEOTECHNICALENGINEERINGWORLD2000年8月圖1-112根試驗(yàn)樁樁身完整性實(shí)測(cè)曲線24第3卷第8期巖土工程界勘察測(cè)試與分析圖1-212根試驗(yàn)樁樁身完整性實(shí)測(cè)曲線說明:圖中樁號(hào)后帶a的是加速度傳感器,帶b的是加速度傳感器(短余振),缺陷性質(zhì)及缺陷位置見表1表1試驗(yàn)樁樁身完整性檢測(cè)表證不同工程樁的檢測(cè)精度。一般來說,■t越小,對(duì)短樁徑樁長(zhǎng)樁身完整性評(píng)語(yǔ)樁或長(zhǎng)樁中的淺部缺

7、陷反射明顯;而■t大,則對(duì)長(zhǎng)樁樁號(hào)(m)(m)缺陷性質(zhì)缺陷位置(m)的樁底反射及深部缺陷反射越明顯。然而采樣時(shí)間的10.45.50縮徑3.0m左右選擇對(duì)不同樁長(zhǎng)是不一樣的。通過試驗(yàn)得知:如果在同護(hù)徑2.9m左右20.66.50斷樁5.9m左右等條件下,同一個(gè)工程,樁型相同,樁的長(zhǎng)度變化不大,30.45.50空洞1.6m左右可設(shè)置相同的■t,這樣在整個(gè)工程中就有一個(gè)對(duì)比縮徑2.6m左右40.46.00斷樁5.3m左右性。但也需在同一根樁改變不同的■t,對(duì)不同部位進(jìn)縮徑1.9m左右行準(zhǔn)確的判斷。