基桩低应变检测课件.ppt

2013年吉林省地基基础工程质量检测培训第4章基桩低应变检测潘殿琦 教授2013年8月 主要内容u4.1 概述u4.2 基本理论和原理u4.3 仪器设备u4.4 测试技术u4.5 现场检测方法u4.6 数据处理u4.7 报告编写u4.8 工程实例分析 4.1 概述一、低应变法采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。二、方法适用 范围检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。 4.1 概述三、反射波法低应变法等国内外普遍采用的瞬态冲击方法，通过实测桩顶加速度或速度响应时域曲线，基于一维波动理论分析来判定基桩的完整性，称之为反射波法（或瞬态时域分析法） 4.2 基本理论和原理一、应力波当介质的某个地方突然受到一种扰动，这种扰动产生的变形会沿着介质由近及远传播开去，这种扰动传播的现象称为应力波。波阻抗是桩横截面积、材料密度和弹性模量的函数ρ：密度；c：应力波速；A：桩横截面积；E：桩的弹性模量;一维直杆：dL的杆件 4.2 基本理论和原理二、应力波在桩中的传播（1）振源手锤锤击桩端面。（2）传播介质：桩L远大于桩径D。一维直杆（3）传播：应力波以锤击点为中心半球向外传播，当应力波传播至桩身一定距离S后（一般S1D-2D），波振面才近似为平面。此时手锤锤击桩端认为是应力波在一维杆件中竖直方向传播 。 4.2 基本理论和原理二、应力波在桩中的传播（4）一维杆应力波波动方程 4.2 基本理论和原理二、应力波在桩中的传播（5）应力波在自由端完整桩中的传播 4.2 基本理论和原理二、应力波在桩中的传播（5）应力波在自由端完整桩中的传播V入射波与反射波同相 4.2 基本理论和原理二、应力波在桩中的传播（5）应力波在自由端完整桩中的传播桩在自由端桩底反射，与入射波同相 4.2 基本理论和原理二、应力波在桩中的传播（6）应力波在固定端完整桩中的传播 4.2 基本理论和原理二、应力波在桩中的传播（6）应力波在固定端完整桩中的传播入射波与反射波反相 4.2 基本理论和原理二、应力波在桩中的传播（6）应力波在固定端完整桩中的传播桩底反射，与入射波反相桩嵌岩L 4.2 基本理论和原理二、应力波在桩中的传播（7）应力波在波阻抗减小桩中的传播 4.2 基本理论和原理二、应力波在桩中的传播（7）应力波在波阻抗减小桩中的传播入射波与反射波同相桩底反射桩截面减小 4.2 基本理论和原理二、应力波在桩中的传播（7）应力波在波阻抗减小桩中的传播缩径反扩径反射，与入射波反相射，与入射波同相桩缩径桩底反射 4.2 基本理论和原理二、应力波在桩中的传播（8）应力波在波阻抗增大桩中的传播 4.2 基本理论和原理二、应力波在桩中的传播（8）应力波在波阻抗增大桩中的传播桩底反射，与入射波反相桩截面增大并嵌岩扩径反射，与入射波反相 4.2 基本理论和原理二、应力波在桩中的传播（8）应力波在波阻抗增大桩中的传播扩径反桩底反射，与入射波同相射，与入射波反相桩扩径缩径反射，与入射波同相 4.2 基本理论和原理三、检测原理（1）检测原理利用应力波在桩中传播时，当桩身的波阻抗发生变化会产生反射的原理，通过分析反射波的幅值、相位、到达时间，得出桩缺陷的大小、性质、位置等信息，最终对桩基的完整性给予评价 4.2 基本理论和原理三、检测原理（2）引起反射波的原因桩底截面发生变化夹泥离析混凝土质量变化土层变化 4.2 基本理论和原理三、检测原理（3）低应变所能检测到的现象 4.2 基本理论和原理三、检测原理（4）低应变不能检测到的现象 4.2 基本理论和原理四、低应变检测的优点（1）快速检测方法（50-200根/日）（2）准备简便（3）操作简单（4）经验丰富 4.2 基本理论和原理五、低应变检测的局限（1）不能提供单桩承载力（2）对小缺陷灵敏度不高（3）无法检测桩底沉渣 4.3 仪器设备一、检测系统激振设备测量部分计算部分信号采集分析仪 4.3 仪器设备一、检测系统 4.3 仪器设备一、检测系统记录仪采集仪手锤传感器 4.3 仪器设备一、检测系统FDP204(B)掌上动测仪 4.3 仪器设备一、检测系统加速度计S/H采 A/变换保器 器适调器回声法软件力传感器触发器传感器锤基桩 4.3 仪器设备二、激振设备选择不同材质的锤头或锤垫，以获得低频宽脉冲或高频窄脉冲。宜用宽脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号，宜用窄脉冲获取桩身上部缺陷反射信号。 4.3 仪器设备二、激振设备 4.3 仪器设备三、测量部分加速度传感器电荷放大器滤波器程控指数增益放大器 4.3 仪器设备三、测量部分（1）传感器传感器宜选用压电式加速度传感器或磁电式速度传感器，频响曲线的有效范围应覆盖整个测试信号的频带范围。1）加速度传感