采用桩身内激励检测既有桩基完整性的双速度低应变方法技术

本发明专利技术公开了一种采用桩身内激励检测既有桩基完整性的双速度低应变方法，包括以下步骤：桩顶位置定位，根据施工图找到待测桩中心位置并进行标注；基础及基桩钻孔，用设备在待测桩中心标注位置钻孔并取样；在得到的钻孔的孔壁处分别安装两个传感器，两个传感器分别位于不同的深度；安装激振座，激振座安装于桩顶以下，并且位于上方传感器的上端，激振座与钻孔的孔壁紧密接触，在激振锤地作用下和孔壁不发生滑动；激振锤激振，根据桩径和桩长以及缺陷位置选择激振锤进行多次激振；采样和数据分析，对两个传感器进行同步采样，并对采得的信号进行分析。本发明专利技术的有益效果为：该方法原理简明，采集设备简单，结果更加准确可靠，有较强的工程应用和推广前景。

A dual velocity and low strain method for testing the integrity of existing pile foundations with the excitation of pile body

The invention discloses a method for adopting the pile body excitation detection has both double speed low strain method of pile integrity, which comprises the following steps: the pile top position, according to the drawings found to be measured and marked the center position of pile foundation and pile; drilling equipment, test pile drilling and sampling in the center position mark to be; two sensors were installed in the hole wall of borehole, the two sensors are located at different depths; install vibration vibration seat installed in the seat below the pile tip, and the upper end is positioned above the sensor, the vibration wall drilling hole seat and close contact, in effect and vibration hammer the hole wall without sliding; vibration hammer excitation, the pile diameter and length of defect location and selection of hammer multiple excitation; analysis of sampling and data of two sensors are synchronous sampling, and the recovery of the letter Number analysis. The method has the advantages of simple principle, simple acquisition equipment, more accurate and reliable result, and strong engineering application and popularization prospect.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用桩身内激励检测既有桩基完整性的双速度低应变方法.
技术介绍
既有桩基完整性检测，对于既有建筑的安全、质量的鉴定有着重要的意义，当对建筑桩基质量有怀疑时，需要进行桩基完整性(桩长、缺陷)检测.由于既有建筑桩基深埋于建筑结构和基础之下，属于隐蔽工程，其检测受上部基础以及结构的影响，桩基的完整性检测较为困难。目前采用的最为普遍的方法是低应变法，通过用小锤或力棒在桩顶激励，使用速度或加速度传感器实测桩身速度或导纳曲线，运用波动理论进行分析，对桩身完整性进行判定的方法，低应变检测方法操作较为简单，结果较为可靠，被建筑和交通行业标准推荐为桩身完整性检测的标准方法，在行业内得到了普遍的应用。然而，随着工程实践和研究的深入，常规低应变中发现和暴露了一些的问题，为了克服和解决这些问题，研究人员在常规低应变基础上进行了改进，形成了一些新的方法，主要有“泛频响函数法检测既有建构筑物下高承台桩完整性的方法”(专利公开号：CN103774700A)和“一种桩基质量检测方法及其装置”(专利公开号：CN102296645A)两种。“泛频响函数法检测既有建构筑物下高承台桩完整性的方法”是针对既有建构筑物下高承台桩完整性的检测方法，由于常规低应变法要求桩顶为自由表面，而高承台桩受上部结构的影响，导致常规方法无法实施。该方法利用高承台桩露出地表，采用在桩侧对称安装2支应变和2支加速传感器来测出桩身应变和速度响应，运用频响函数分离出上下形波，最后根据上行波判断出桩的缺陷和桩长。“一种桩基质量检测方法及其装置”方法针则对常规低应变检测中长桩反射信号微弱，以及浅部缺陷难于判别的问题进行了改进，该方法采用在桩顶激励，在桩顶开一个直径为40cm～60cm左右的孔，孔深0.7m～1.5m左右，孔内安装6～12个速度或加速度传感器，每个传感器间隔8cm～12cm，采用气囊等方式将传感器固定于孔壁。运用形波分离算法压制无关的下形波，使得含有缺陷和桩长的信号的上行波更加清晰，同时通过安装的6～12个速度加速度传感器接收响应的相位和幅值差异判断出开孔深度范围内桩的浅部缺陷位置。无论是常规的低应变方法还是上述的两种方法，都是在桩顶或桩顶上部结构上进行激励，然而针对既有建筑桩基，由于上部结构的遮挡，无法直接在桩顶激励，如果在桩顶上部构件表面激励，由于桩顶上部存在承台、基础梁、筏板等构件，则激励信号的能量大部分消耗于基础和上部结构构件，作用于桩基的有效能量较小，特别是在某些情况下(复合地基、抗浮桩或工程质量问题)，桩顶和梁或筏板脱空的情况下，上部的激励往往无法传到桩身，较弱激励导致反射信号也较弱。因此，采用上述方法无论是采用安装单传感器还是多支传感器的方式都很难接收到有效的可靠的信号。采用“一种桩基质量检测方法及其装置”方法进行检测时，该方法采用6～12个速度或加速度传感器。采用“泛频响函数法检测既有建构筑物下高承台桩完整性的方法”需要对称安装2支力和和2支速度传感器。两种方法传感器安装数量较多，设备较为复杂，对数据采集系统要求较高，现场操作繁琐耗时。另外，常规的低应变方法和上述的两种方法在判定桩长和缺陷位置时，都是根据缺陷或桩底反射波至速度第一峰时间差Δt乘波速Wc来确定，由于波速是根据混凝土强度和波速的经验关系确定，随意性较大，结果的误差较大，特别是针对端承桩需要准确确定桩长时往往无能为力，需要采用钻芯法等其他方法来确定。针对目前使用低应变法检测建筑既有桩基的效果很不理想，缺陷信号难于分辨，波速和桩长无法准确测得，设备较为复杂，并且尚未提出有效的解决办法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种采用桩身内激励检测既有桩基完整性的双速度低应变方法，该方法能够增大对桩基的有效激励，提高桩基缺陷反射信号和接受信号的强度；用较少的传感器测得的速度信号，经过计算分离出上下形波，排除上部结构的干扰；较为准确测得桩身实际波速，从而准确测得桩长和缺陷位置，有效的克服现有技术中的上述不足。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现：一种采用桩身内激励检测既有桩基完整性的双速度低应变方法，包括以下步骤：步骤1：桩顶位置定位，根据施工图找到待测桩中心位置并进行标注；步骤2：基础及基桩钻孔，用设备在待测桩中心标注位置钻孔并取样；步骤3：安装传感器，在经步骤2得到的钻孔的孔壁处分别安装两个传感器，所述两个传感器分别位于不同的深度；步骤4：安装激振座，激振座安装于桩顶以下，并且位于上方传感器的上端，所述激振座与钻孔的孔壁紧密接触，在激振锤地作用下和孔壁不发生滑动；步骤5：激振锤激振，根据桩径和桩长以及缺陷位置选择合适的激振锤进行多次激振；步骤6：采样和数据分析，对两个传感器进行同步采样，并对采得的信号进行分析。进一步的，在步骤1中，当施工图材料不全时，采用电磁法确定待测桩中心位置。进一步的，所述步骤2中，所述设备为取芯机。进一步的，在步骤2中，所述钻孔直径60mm～100mm，深度为待测桩桩顶以下1.5m～3m。进一步的，在步骤2中，当需要判别浅部缺陷时，根据取得的样品依据技术标准对0m～3m的桩身缺陷进行判定。进一步的，所述传感器为速度传感器或加速度传感器。进一步的，所述两个传感器间距至少为1m，并且位于下方的传感器距离孔底不小于1倍孔径。进一步的，所述两个传感器采用机械、云石胶或快干胶固定于孔壁上。进一步的，在步骤4中，所述激振座距离上方传感器的距离至少为2倍的孔径。进一步的，在步骤6中，采样频率不低于50KHz。本专利技术的有益效果为：本方法利用孔口取得的芯样，可以判定桩身浅部是否有缺陷，采用从桩身内部进行激励，增加了对桩身的有效激励；利用安装于桩身内部两个传感器测得不同位置的速度波，采用互相关性分析求得桩身实际波速；根据应力波理论，通过计算分析，求得上行波；根据上行波求得缺陷和桩底反射时间，并确定其位置；该方法原理简明，操作简单，相对于其他几种低应变测试方法，传感器安装数量大为减少，采集设备简单，结果更加准确可靠，有较强的工程应用和推广前景，有利于市场的推广与应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例所述的一种采用桩身内激励检测既有桩基完整性的双速度低应变方法示意图。图中：1、双通道数据采集仪；2、传感器线缆；3、通道一传感器；4、通道二传感器；5、激振座；6、激振锤；7、基桩；8、钻孔；9、基础；10上部结构。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，根据本专利技术实施例的一种采用桩身内激励检测既有桩基完整性的双速度低应变方法，包括以下步骤：步骤1：桩顶位置定位，根据施工图找到待测桩中心位置并进行标注；当施工图材料不全时，采用电磁法确定待测桩中心位置。步骤2：基础及基桩钻孔，用取芯机在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用桩身内激励检测既有桩基完整性的双速度低应变方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：桩顶位置定位，根据施工图找到待测桩中心位置并进行标注；步骤2：基础及基桩钻孔，用设备在待测桩中心标注位置钻孔并取样；步骤3：安装传感器，在经步骤2得到的钻孔的孔壁处分别安装两个传感器，所述两个传感器分别位于不同的深度；步骤4：安装激振座，激振座安装于桩顶以下，并且位于上方传感器的上端，所述激振座与钻孔的孔壁紧密接触，在激振锤地作用下和孔壁不发生滑动；步骤5：激振锤激振，根据桩径和桩长以及缺陷位置选择合适的激振锤进行多次激振；步骤6：采样和数据分析，对两个传感器进行同步采样，并对采得的信号进行分析。

【技术特征摘要】
1.一种采用桩身内激励检测既有桩基完整性的双速度低应变方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：桩顶位置定位，根据施工图找到待测桩中心位置并进行标注；步骤2：基础及基桩钻孔，用设备在待测桩中心标注位置钻孔并取样；步骤3：安装传感器，在经步骤2得到的钻孔的孔壁处分别安装两个传感器，所述两个传感器分别位于不同的深度；步骤4：安装激振座，激振座安装于桩顶以下，并且位于上方传感器的上端，所述激振座与钻孔的孔壁紧密接触，在激振锤地作用下和孔壁不发生滑动；步骤5：激振锤激振，根据桩径和桩长以及缺陷位置选择合适的激振锤进行多次激振；步骤6：采样和数据分析，对两个传感器进行同步采样，并对采得的信号进行分析。2.根据权利要求1所述的采用桩身内激励检测既有桩基完整性的双速度低应变方法，其特征在于，在步骤1中，当施工图材料不全时，采用电磁法确定待测桩中心位置。3.根据权利要求1所述的采用桩身内激励检测既有桩基完整性的双速度低应变方法，其特征在于，所述步骤2中，所述设备为取芯机。4.根据权利要求3所述的采用桩身内激励检测既有桩基完整性的双速度低应变方法，其特征在于，在步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐教宇，常乐，撖利平，黄翔，王德智，杨森浩，
申请(专利权)人：中国建筑科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11