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《低應(yīng)變反射波法樁基完整性檢測(cè)波形分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第20卷第4期華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)Vol.20No.41997年12月JournalofEastChinaGeologicalInstituteSum60低應(yīng)變反射波法樁基完整性檢測(cè)波形分析曹俊昌(華東地質(zhì)學(xué)院地球科學(xué)系,江西臨川市,344000)摘 要 本文簡(jiǎn)述了反射波法檢測(cè)波形的分析方法,并通過工程實(shí)例說明其應(yīng)用效果。關(guān)鍵詞 低應(yīng)變;反射波法;樁基礎(chǔ);完整性;檢測(cè);波形分析分類號(hào) P315.9;TU4351 概述隨著建設(shè)事業(yè)的發(fā)展,作為一種有效、安全、可靠的基礎(chǔ)形式——樁基礎(chǔ),得到了廣泛的應(yīng)用。樁基礎(chǔ)是一種地下成樁
2、的工藝,難免會(huì)出現(xiàn)諸如:斷裂、縮擴(kuò)頸、混凝土離析等缺陷。這些缺陷不同程度地影響了樁基的質(zhì)量,從而使樁基達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。所以,檢測(cè)樁基就成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題。而低應(yīng)變反射波法是檢測(cè)樁身完整性應(yīng)用最廣的一種方法。低應(yīng)變反射波法,先是對(duì)樁身激勵(lì)(用手錘敲擊樁頂)產(chǎn)生彈性波,再由速度傳感器接收(由初始信號(hào)和樁身缺陷或樁底)產(chǎn)生的反射信號(hào),并作出時(shí)程(或稱為波形)曲線,然后利用信號(hào)采集儀對(duì)記錄的[1]波形進(jìn)行處理和分析,最后結(jié)合地質(zhì)資料和施工記錄,對(duì)樁身的完整性作出判斷。檢測(cè)方法如圖1所示。2 波形分析用低應(yīng)變反射波法檢測(cè)
3、樁基的完整性,是根據(jù)一維桿的波動(dòng)理論進(jìn)行檢測(cè)的。設(shè)一維桿平面波沿樁身傳播,當(dāng)樁身缺陷部位及樁底存在阻抗界面時(shí),都會(huì)產(chǎn)生波的反射和透射(圖2)。根據(jù)入射波和反射波的波形、相位、振幅、頻率及波的到達(dá)時(shí)間等特征,判斷樁基是否完整,用Ru和T表示反射波和透射波的振幅,其表達(dá)式為:Q1C1A1-Q2C2A22Q2C2A2Ru=,T=Q1C1A1+Q2C2A2Q1C1A1+Q2C2A2式中:C,A和Q分別表示彈性波波速、截面面積和介質(zhì)密度。下面就幾種類型樁基的波形特征進(jìn)行分析。2.1 完整樁的波形特征完整樁無波阻抗變化界面,只
4、有當(dāng)波傳到樁底時(shí)才產(chǎn)生反射。完整樁中時(shí)域波形的規(guī)律收稿日期:1996210221第4期曹俊昌:低應(yīng)變反射波法樁基完整性檢測(cè)波形分析·359·手錘IR樁基分析儀傳感器T土樁圖2應(yīng)力波反射與透射圖1檢測(cè)方法示意圖Fig.2ReflectionandtransmissionFig.1Diagramoftestingmethodofstresswaves衰減,有一次或幾次明顯的樁底反射信號(hào),反射信號(hào)相位與入射波相位相同,時(shí)間間隔相等,如圖3a和3b所示。圖3a中波形在5.9ms處樁底出現(xiàn)同向反射,而圖3b中波形在3.6ms
5、處樁底出現(xiàn)一次同向反射,7.2ms處出現(xiàn)二次樁底反射。2.2 縮頸類樁基的波形特征縮頸類樁主要缺陷有縮頸、離析、夾泥、斷裂等?？s頸類樁 當(dāng)縮頸樁的縮頸處截面積變小時(shí),即存在波阻抗變化界面,這時(shí)在時(shí)域波形圖中能見到明顯的縮頸反射和樁底反射信號(hào)(圖4a)。在縮頸處有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)幾次反射信號(hào)(無底反射),其時(shí)間間隔基本相等,而反射信號(hào)相位與入射波相位相同(圖4b)。如圖4a中1.75ms處的縮頸反射,5.5ms處見到的樁底反射;圖4b中1.75ms處的縮頸反射為等間距同相反射,波頻不變,但未見樁底反射。圖3 完整樁實(shí)測(cè)速度
6、波形Fig.3measuredVelocitywaveforintegritypile離析樁 在樁身離析處也存在波阻抗變化界面。在時(shí)域波形圖中,有明顯的離析反射特征,其波幅陡降,波頻也有所降低。離析處的反射波波形不規(guī)則,相位與入射波相同,但一般情·360·華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)1997年圖4 縮頸樁實(shí)測(cè)速度波形Fig.4measuredVelocitywaveforshrunkpile況下反射不明顯。如圖5,在0.7ms處可見離析反射,而在5.35ms處有樁底反射。夾泥 在樁基的夾泥處有波阻抗變化界面,在時(shí)域波形圖中,不
7、僅反射波相位與入射波相位相同,而且反射波還會(huì)出現(xiàn)等時(shí)間的同向反射,波幅會(huì)出現(xiàn)畸變(如圖6),其波形以1.8ms等間距,為同向反射,波幅畸變。圖5 離析樁實(shí)測(cè)速度波形圖6 夾泥樁實(shí)測(cè)速度波形Fig.5measuredVelocitywaveforeductionpileFig.6measuredVelocitywaveforsoilbindpile 斷裂樁 在斷裂處,樁身混凝土不連續(xù),波阻抗變小,在時(shí)域波形圖中出現(xiàn)一次或幾次明顯的反射信號(hào),其時(shí)間間隔相等,與完整的短樁相當(dāng)(圖7)。2.3 擴(kuò)頸樁基波形特征在時(shí)域波形
8、圖中,擴(kuò)頸樁有波阻抗變化界面,在擴(kuò)頸處反射波相位與入射波相位相反,波頻不變(圖8)。如圖中2.1ms處有擴(kuò)頸現(xiàn)象,在1.5ms處見樁底反射。第4期曹俊昌:低應(yīng)變反射波法樁基完整性檢測(cè)波形分析·361·圖7 斷裂樁實(shí)測(cè)速度波形圖8 擴(kuò)頸樁實(shí)測(cè)速度波形Fig.7measuredVelocitywaveforbrokepileFig.8measuredVeloci
