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桩基低应变动力检测 摘要：本文以树人学校为例，阐述了低应变检测桩基的理论和方法，希望为相关人员提供参考。 关键词：动力检测 低应变 声波 完整性 一、工程概况 南京师范大学附属中学树人学校项目位于南京市下关区扬子江大道东北侧，西侧毗邻长江，东与迎江园小区相望（7层住宅楼，砖混结构），北侧为建筑空地。本地块为造船长遗址，用地面积为4140.96m2（扣除河道保护线及防洪通道），总建筑面积为73926.2m2，其中地上总建筑面积为59467.7 m2，地下总建筑面积为14458.6m2。。本项目集教学、住宿、娱乐与一体综合性校区，南京师范大学附属中学树人学校俯瞰图该项目工程重要性等级为二级，场地复杂程度为二级，地基复杂程度为二级，岩土工程勘察等级为乙级。田径场部分与信息办公综合楼若结构体系相连，则该部位地基基础设计等级为甲级；否则与其余建筑群保持一致，地基基础设计等级为乙级；各建筑群抗震设防类别为乙类。本工程基础采用钻孔灌注桩，工程桩直径为0.8米，桩长一进入地下岩层50公分为准，因此均在59-70米之间。 二、低应变概述 桩基动力检测是指在桩顶施加一个动态力（动荷载），动态力可以是瞬态冲击力或稳态激振力。桩-土系统在动态力的作用下产生动态响应，采用不同功能的传感器在桩顶测量动态响应信号（如位移、速度、加速度信号），通过对信号的时域分析、频域分析或传递函数分析，判断桩身结构完整性，推断单桩承载力。 根据作用在桩顶上的动荷载能量能否使桩土之间发生一定弹性位移或塑性位移，把动力测桩分为低应变、高应变两种方法。低应变法作用在桩顶上的动荷载远小于桩的使用荷载，能量小，只能使桩土产生弹性变形，一般情况下只产生10的负五次方动应变。 随着动测技术在工程中的应用，积累了大量的实测资料。许多国家已把桩动测技术列入了有关规范，我国《建筑基桩检测技术规范》总结了前些年桩基检测的一些经验，代表了当前桩基动测的新观点。将反射法、机械阻抗法（包括瞬态机械阻抗法和稳态机械阻抗法）合并，统称为低应变法。指出低应变法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定装身缺陷的程度及位置。未再对校核桩长以及估计桩身混凝土强度做出规定，不再提低应变法检测单桩承载力。 三、试验方法 （一）、仪器设备： 国内主要有：RS系列桩基动测仪，ZK系列桩基动测仪，RSM系列桩基动测仪，PDAS系列桩基动态检测系统。 国外：PIT桩身完整性测试仪，TNO基础桩诊断系统。 （二）、低应变法分类： 1、 按激振方式分类： （1）、瞬态法：对桩顶面施以轴向瞬时冲击力或施以冲量激起桩的振动，这 种振动属冲击或瞬态振动。瞬态法是瞬态非周期振动，特点是能量突然释放，持续时间短。一般能量传递时间比桩自振周期要短，而响应持续时间数倍于桩振动周期。 目前的低应变动测法大都属于瞬态法。反射波法使用手锤或力棒激振；瞬态 机械阻抗法使用手锤敲击；水电效应法采用高压放电产生脉冲力；动力参数法使用手锤或特制的穿心锤冲击；球击法采用铁球冲击。 （2）、稳态法：对桩顶面施以一个幅值恒定的轴向谐振力来激发桩的振动。 一般采用电磁激振器实现这种激振。 稳态机械阻抗法及共振法属于稳态法。 2、 按分析方法分类： （1）、时域法：反射波法在时域里通过分析反射波速度—时间曲线来判断桩 身混凝土质量。 （2）、频域法 机械阻抗法通过导纳曲线（V/F~f）判断桩身混凝土质量，由导纳曲线低频 段求的动刚度，进而推算单桩承载力。 共振法通过幅频曲线（V~f）判断桩身混凝土质量，由质量—弹簧—阻尼器的分析模型求得动刚度，进而推算单桩承载力。 （3）、时、频域法 水电效应法综合利用时域曲线、频域幅值谱及自功率谱判断桩身混凝土质量 ，由试验实测的脉冲压力推算单桩承载力。 本工程采用ZBL-P810型基桩低应变动力检测系统，依据《建筑基桩检测技术规程》进行，利用反射波法检测桩身完整性，在桩顶敲击，产生弹性波，根据弹性波在混凝土桩中传播及反射特征做出桩质量的判断： ① 识别桩尖反射计算桩长或波速； ② 按测定波速结合测试经验，初步判定混凝土质量； ③根据弹性波波形特征，识别缩颈、混凝土离析、断裂等缺陷并确定其位置，识别扩径和分析夯扩桩的夯扩情况。 四、检测结果 低应变法抽检数量： （1）、抽检数量 桩身完整性检测的抽检数量应综合考虑工程的重要性、抗震设防等级、地质 条件、成桩工艺、检测目的、施工水平，以及承台下的桩数量等情况来确定。 ① 柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1根。 ② 设计等级为甲级，或地质条件复杂、成桩质量可靠性较低的灌注桩，抽检数量不应少于总桩数的30%，且不得少于20根，其他桩基工程的抽检数量不应少于总桩数的20%，且不得少于10根。 ③ 地下水位以上且终孔后桩端持力层已通过核验的人工挖孔桩，以及单节混凝土预制桩，抽检数量可适当减少，但不宜少于总桩数的10%，且不宜少于10根。 （2）验证检测与扩大抽检 《建筑基桩检测技术规范》规定出现下列情况时，应进行验证检测： ①对于嵌岩桩，桩底时域反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同相； ②实测信号复杂，无规律，无法对其进行准确评价； ④ 桩身截面渐变或多变，且变化幅度较大的混凝土灌注桩。 当完整性检测所发现的3、4类桩之和大于抽检桩数的20%时，应在未检桩中继续扩大抽检，扩大抽检数量宜根据地质条件、桩基设计等级、桩型、施工质量变异性等因素合理确定。 本文来源：https://www.dywdw.cn/5717f263f4ec4afe04a1b0717fd5360cbb1a8d52.html
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2023-03-17
