巖土工程原位測(cè)試8基樁檢測(cè)

巖土工程原位測(cè)試基樁檢測(cè)樁的類型功能分類抗壓樁抗拔樁水平荷載樁樁的類型材料分類木樁鋼樁混凝土樁組合材料樁樁的類型樁土作用分類非擠土樁部分?jǐn)D土樁擠土樁樁的類型成樁方法分類預(yù)制打入樁材料：鋼筋混凝土、型鋼、圓木等形狀：管樁、方樁、工字樁等現(xiàn)場(chǎng)灌注樁鉆孔/挖孔灌注樁沉管灌注樁擠擴(kuò)支盤(pán)樁樁的承載機(jī)理豎向承壓樁樁身強(qiáng)度樁身材料強(qiáng)度樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度地基土的強(qiáng)度樁側(cè)摩阻力SkinFriction樁端承載力樁的承載機(jī)理豎向抗拔樁樁身自重樁側(cè)摩阻力SkinFriction樁的承載機(jī)理側(cè)向承載樁樁身剛度樁身材料剛度樁身結(jié)構(gòu)剛度樁周土體抗力樁側(cè)土體抗力系數(shù)基樁檢測(cè)的內(nèi)容

樁身完整性材料質(zhì)量結(jié)構(gòu)質(zhì)量基樁承載力樁身強(qiáng)度樁側(cè)摩阻力樁端承載力基樁檢測(cè)方法概覽樁身完整性檢測(cè)直接法：鉆孔取芯半直接法：低應(yīng)變動(dòng)測(cè)、聲波透射基樁承載力檢測(cè)載荷試驗(yàn)高應(yīng)變動(dòng)測(cè)基樁檢測(cè)方法概覽檢測(cè)方法檢測(cè)目的單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)確定單樁豎向抗壓極限承載力；判定豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求；通過(guò)樁身內(nèi)力及變形測(cè)試，測(cè)定樁側(cè)、樁端阻力；驗(yàn)證高應(yīng)變法的單樁豎向抗壓承載力檢測(cè)結(jié)果單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)確定單樁豎向抗拔極限承載力；判定豎向抗拔承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求；通過(guò)樁身內(nèi)力及變形測(cè)試，測(cè)定樁的抗拔摩阻力單樁水平靜載試驗(yàn)確定單樁水平臨界和極限承載力，推定土抗力參數(shù)；判定水平承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求；通過(guò)樁身內(nèi)力及變形測(cè)試，測(cè)定樁身彎矩和撓曲鉆芯法檢測(cè)灌注樁樁長(zhǎng)、樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度，判定或鑒別樁底巖土性狀，判定樁身完整性類別低應(yīng)變法檢測(cè)樁身缺陷及其位置，判定樁身完整性類別高應(yīng)變法判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求；檢測(cè)樁身缺陷及其位置，判定樁身完整性類別；分析樁側(cè)和樁端土阻力聲波透射法檢測(cè)灌注樁樁身缺陷及其位置，判定樁身完整性類別低應(yīng)變動(dòng)測(cè)反射波法兩個(gè)重要概念（物理原理）廣義波阻抗Z

Z=CA—材料密度；C—材料彈性波速；A—樁體橫截面面積反射系數(shù)R反射系數(shù)R為彈性波垂直入射到異常界面時(shí)反射波振幅A2與入射波振幅A1的比值沖擊力傳感器入射波反射波樁身材料（波阻抗Z1）異常界面（波阻抗Z2）記錄波形低應(yīng)變動(dòng)測(cè)廣義波阻抗Z

和反射系數(shù)R

的物理意義廣義波阻抗Z=CA波阻抗z=Z/A=C

（或稱單位面積波阻抗）為材料密度和彈性波速的乘積，可以反映材料的軟硬。波阻抗越大，材料越堅(jiān)硬。廣義波阻抗Z

（加入了樁體幾何要素—橫截面積A），可以綜合反映樁身材料的軟硬和樁體橫截面積的大小。廣義波阻抗增加，可以等效為樁體硬度提高。低應(yīng)變動(dòng)測(cè)廣義波阻抗Z

和反射系數(shù)R

的物理意義反射系數(shù)R=(Z2Z1)/(Z2+Z1)反射系數(shù)R

的原始定義是反射波振幅A2與入射波振幅A1之比，即R=A2/A1。|R|反映的是反射波相對(duì)于入射波能量的大小，|R|越大，反射波振幅越大）。R

的正負(fù)號(hào)變化反映的是反射波相對(duì)于入射波振動(dòng)方向的變化（反射波與入射波初動(dòng)方向的異同，與入射面兩側(cè)介質(zhì)材料的相對(duì)軟硬程度有關(guān)）。低應(yīng)變動(dòng)測(cè)Z1Z2壓縮區(qū)界面附近介質(zhì)變形（Z2Z1，R0）樁頂位移初動(dòng)（Z2Z1，R0）P波初動(dòng)方向下行波上行波界面界面抗力入射波反射波透射波樁頂激發(fā)波形界面反射波形R0，Z2Z1

低應(yīng)變動(dòng)測(cè)Z1Z2界面附近介質(zhì)變形（Z2=Z1，R=0）樁頂位移初動(dòng)（Z2=Z1，R=0）P波初動(dòng)方向界面界面無(wú)反射樁頂激發(fā)波形無(wú)界面反射波形R=0，Z2=Z1

低應(yīng)變動(dòng)測(cè)界面附近介質(zhì)變形（Z2Z1，R0）樁頂位移初動(dòng)（Z2Z1，R0）P波初動(dòng)方向Z1Z2壓縮區(qū)膨脹區(qū)界面界面壓力入射波反射波透射波下行波上行波樁頂激發(fā)波形界面反射波形R0，Z2Z1

低應(yīng)變動(dòng)測(cè)樁頂激發(fā)波形界面反射波形R0，Z2Z1

樁頂激發(fā)波形無(wú)界面反射波形R=0，Z2=Z1

樁頂激發(fā)波形界面反射波形R0，Z2Z1

樁體材料變硬或擴(kuò)徑樁體無(wú)異常樁體材料變軟或縮徑缺陷性質(zhì)判斷低應(yīng)變動(dòng)測(cè)缺陷位置計(jì)算樁頂激發(fā)波形界面反射波形tLV

樁體材料波速異常界面聲波透射法方法概述聲波透射法主要依據(jù)聲波在樁身內(nèi)預(yù)埋的聲波管之間的傳播特征對(duì)樁身完整性進(jìn)行檢測(cè)，利用聲波在各個(gè)預(yù)埋聲波管之間不同深度上的傳播時(shí)間、速度和振幅等參數(shù)的變化，判定樁身缺陷的程度并確定其位置。

聲波透射法適用范圍用于已預(yù)埋聲測(cè)管的混凝土灌注樁樁身完整性檢測(cè)，判定樁身缺陷的程度并確定其位置。

聲波透射法儀器設(shè)備傳感器圓柱狀徑向振動(dòng)，沿徑向無(wú)指向性；外徑小于聲測(cè)管內(nèi)徑，有效工作面軸向長(zhǎng)度不大于150mm；諧振頻率宜為30~50kHz；水密性滿足1MPa水壓不滲水。

聲波透射法儀器設(shè)備聲波儀具有實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號(hào)的時(shí)程曲線以及頻率測(cè)量或頻譜分析功能。

聲時(shí)測(cè)量分辨力優(yōu)于或等于0.5s，聲波幅值測(cè)量相對(duì)誤差小于5%，系統(tǒng)頻帶寬度為1~200kHz，系統(tǒng)最大動(dòng)態(tài)范圍不小于100dB。

聲波發(fā)射脈沖宜為階躍或矩形脈沖，電壓幅值為200~1000V。

12D≤800mm132800mm＜D≤2000mm1234D＞2000mm聲測(cè)管布置圖聲波透射法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)聲測(cè)管埋設(shè)聲波透射法聲測(cè)管的埋設(shè)應(yīng)符合下列要求：聲測(cè)管采用薄壁金屬管，管內(nèi)徑50～60mm。埋置時(shí)聲測(cè)管下端封閉、上端加蓋，確保管內(nèi)無(wú)異物。如果聲測(cè)管需要加長(zhǎng)接管，則聲測(cè)管連接處應(yīng)光滑過(guò)渡，以保證聲波探頭在管內(nèi)上下暢通。管口應(yīng)高出樁頂100mm以上，且各聲測(cè)管管口高度要一致。應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆椒ü潭暅y(cè)管，保證成樁后各聲測(cè)管之間相互平行，且與樁軸線平行。聲測(cè)管埋設(shè)數(shù)量：樁徑D≤800mm，2根；800mm＜D≤2000mm，不少于3根；D＞2000mm，不少于4根。聲測(cè)管應(yīng)沿樁截面外側(cè)呈對(duì)稱分布聲波透射法聲波透射樁身完整性測(cè)試方式示意圖(a)平測(cè)；(b)斜測(cè)；(c)扇形掃測(cè)i+1ii+1i(a)(b)(c)聲波透射法聲波透射記錄波形t/st/sz/m聲波透射法聲測(cè)基本參數(shù)tc

透射波走時(shí)（聲時(shí)）v樁身混凝土波速（聲速）AP

透射波幅值f

透射波主頻聲波透射法聲測(cè)基本參數(shù)tc

透射波走時(shí)（聲時(shí)）

tci=tit0t0titci第i

個(gè)測(cè)點(diǎn)發(fā)射傳感器發(fā)射傳感器接受傳感器接受傳感器聲波透射法聲測(cè)基本參數(shù)v

樁身混凝土波速vi=l/tcit0l第i

個(gè)測(cè)點(diǎn)tci聲波透射法聲測(cè)基本參數(shù)AP

透射波幅值A(chǔ)Pi=20log(ai

/a0)（dB）l第i

個(gè)測(cè)點(diǎn)tciaiai

第i

個(gè)測(cè)點(diǎn)的初至波振幅a0

所有測(cè)點(diǎn)的初至波振幅

的最小值聲波透射法聲測(cè)基本參數(shù)f

透射波主頻fi=1000/Til第i

個(gè)測(cè)點(diǎn)tciTiTi

第i

個(gè)測(cè)點(diǎn)的透射波周期聲波透射法聲測(cè)參數(shù)的異常判斷波速異常判斷波速排序?qū)⑼粰z測(cè)剖面各測(cè)點(diǎn)的縱波速度值vi由大到小依次排序：v1≥v2≥…vi≥…vn-k≥…vn-1

≥vn，（k

＝

0,1,2,……）其中：vi—排序后第i

個(gè)縱波波速測(cè)量值；

n—檢測(cè)剖面測(cè)點(diǎn)數(shù)；

k—從0開(kāi)始逐一去掉序列尾部最小值的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。聲波透射法聲測(cè)參數(shù)的異常判斷波速異常判斷波速異常判斷臨界值v0去掉波速序列尾部0~k1

個(gè)最小值，對(duì)余下的數(shù)據(jù)v1~vn-k按下列公式計(jì)算：v0=vmsx參照nk的值（20~280）取值（1.64~2.69）聲波透射法聲測(cè)參數(shù)的異常判斷波速異常判斷剔除異常波速

將vn－k與異常判斷值v0進(jìn)行比較，當(dāng)vn－k≤v0時(shí)，vn－k及其以后的數(shù)據(jù)均為異常，去掉vn－k及其以后的異常數(shù)據(jù)；再用數(shù)據(jù)

v1~vn－k－1重新計(jì)算v0，直到vi序列中余下的全部數(shù)據(jù)滿足：vi

v0聲波透射法聲測(cè)參數(shù)的異常判斷波速異常判斷波速異常判據(jù)

樁身波速異常的判據(jù)為：vi

≤

v0聲波透射法聲測(cè)參數(shù)的異常判斷波幅異常判斷波幅異常臨界值A(chǔ)0波幅異常臨界值按下列公式計(jì)算：其中：Am