CN105672371B - 一种既有工程桩桩身完整性及缺陷类型判别方法 - Google Patents

一种既有工程桩桩身完整性及缺陷类型判别方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105672371B
CN105672371B CN201610022647.3A CN201610022647A CN105672371B CN 105672371 B CN105672371 B CN 105672371B CN 201610022647 A CN201610022647 A CN 201610022647A CN 105672371 B CN105672371 B CN 105672371B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pile
ripple
depth
signal
straightway
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610022647.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105672371A (zh
Inventor
张敬
张敬一
陈智芳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Institute of Building Research
Original Assignee
Sichuan Institute of Building Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Institute of Building Research filed Critical Sichuan Institute of Building Research
Publication of CN105672371A publication Critical patent/CN105672371A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105672371B publication Critical patent/CN105672371B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D33/00Testing foundations or foundation structures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

一种土木工程桩基工程质量检测领域的既有工程桩桩身完整性及缺陷类型的检测和判别方法,通过在桩侧钻探孔后在探孔内检波,并根据不同深度信号沿深度生成时间‑深度信号图,读取时间‑深度信号图中各信号首至波走时并形成首至波走时曲线,通过曲线形态特征判断桩身完整性及缺陷类型。本发明可以解决既有工程桩难以确定桩身完整性并对缺陷类型有效判断的问题,对上部结构和基桩均无损坏,操作简单,便于推广应用。

Description

一种既有工程桩桩身完整性及缺陷类型判别方法
技术领域
本发明涉及的是一种土木工程桩基工程质量检测领域的方法,具体是一种既有工程桩桩身完整性及缺陷类型的检测和判别方法。
背景技术
与上部基础或结构相连接的既有工程桩,在使用状态下进行复检和评估,还是桩基检测中的难题。在地震、泥石流、滑坡等地质自然灾害多发地区,灾后诸多既有工业民用建筑、桥梁、烟囱、电视塔等结构破坏严重。对既有建筑灾后评定是一项巨量而艰难的工作。上部结构的安全性鉴定通过现场的检测和综合测试分析可以有效判断,然下部桩基在灾害中地层水平位移可能造成桩身严重质量问题却无法通过肉眼直观判断。然而桩基础对整个结构的安全性起到关键性作用。若震后上部结构无明显损伤,然下部桩基础受损严重却不得而知,则继续使用此种工程结构就可能因桩基承载力不足而出现突然垮塌事故,其后果可想而知。
在建工程在基桩抽检完成且未发现问题的情况下,便可进行上部结构施工。此阶段若出现基础沉降异常或被举报基桩有施工质量问题,则因桩顶不再裸露自由而不能采用常规低应变反射波法、声波透射波法进行桩身质量和完整性检测。虽然横向敲击桩顶上方的基础侧面也会在桩身产生轴向P波,并在遇到桩身缺陷或桩底时产生上行反射波,但从敲击点向上部结构传播的波在构件波阻抗变化处会产生下行反射波,使得从检测到的信号中难以方便、可靠地提取桩身完整性和长度的信息。即使是高桩承台基础,能够在其顶端与地面之间的桩侧安装传感器,也会因为难以消除桩顶上部结构反射波的影响,而使得对桩身可能存在的缺陷和桩底反射波的分析变得困难。
旁孔透射波法是一种桩基工程无损检测方法,主要用于确定既有工程桩底深度。现有交点法、校正法是以首至波走时沿深度确定两条拟合线为基础,通过该两拟合线的交点直接或对其修正后确定桩底深度。但现有方法仅针对既有工程桩底深度的检测,尚不能有效评估桩身完整性及缺陷类型。
通过对现有技术文献检索发现,中国专利文献号CN103953076A公开(公告)日2014.07.30,公开了一种基于旁孔透射波拐点法确定桩底深度的方法。但该方法仅能确定桩底深度,不涉及对桩身完整性的判断和缺陷类型的识别,然而桩基完整性的判断和缺陷类型的识别是桩基检测中的必测项目,对桩基及上部结构的安全性评价至关重要。杜烨等于2013在《上海交通大学学报》发表的《缺陷桩的旁孔透射波法检测分析原理》中提出了采用旁孔透射波法检测分析桩身缺陷原理。由于桩身缺陷形式多样,缺陷类型主要可分为缩颈类缺陷、扩径类缺陷、离析类缺陷,但该文仅针对桩身存在低速缺陷段这一种特殊缺陷形式进行分析,得到的分析方法不具有代表性,更无法对不同缺陷类型进行分辨和识别。
发明内容
本发明针对既有技术存在的上述不足,提出一种既有工程桩桩身完整性及缺陷类型的检测和判别方法。该方法不受上部结构对波形的影响,检测方便,通过首至波走时曲线形态即可判断桩身完整性并确定缺陷类型,分析方法简单而直观。对于无工程经验的技术人员也具有较好的可操作性,较好解决了目前既有工程桩难以确定桩身完整性及缺陷类型的难题。
本发明是通过以下技术方案实现的:本发明通过在桩侧钻孔后在探孔内检波,并根据不同深度信号沿深度生成时间-深度信号图,读取时间-深度信号图中各信号首至波走时并形成首至波走时曲线,通过首至波走时曲线形态特征判断桩身完整性及缺陷类型。
本发明具体包括以下步骤:通过在待检测的既有工程桩附近钻探孔、埋测管,并将管内注满清水;检测时先将检波器置于探孔测管口或管底,通过激振方式在工程桩上生成机械波的同时,在测管内检测振动信号,并且在一个激振-检波周期后将检波器的高度下降或提升0.2~1m,重复直至检波器置于钻孔底部或顶部以接收旁孔不同深度的信号,将不同深度信号沿深度布置为时间-深度信号图;读取时间-深度信号图中各信号首至波走时并形成首至波走时曲线,通过首至波走时曲线形态判断桩身完整性及缺陷类型。
所述的时间-深度信号图是将检波器接收的信号按检波深度布置在时间-深度坐标系中形成的图形。
所述的首至波走时曲线形态包括直线段、局部点落在直线段左侧、局部点落在直线段右侧、三折线四种形态,分别对应桩身完整性状态和缺陷类型为桩身完整、扩径类缺陷、缩颈类缺陷、离析类缺陷。
所述的局部点落在直线段左侧是指除局部点外首至波走时点呈一条直线段,局部点落在了直线段左侧区域;所述的局部点落在直线段右侧是指除局部点外首至波走时呈一条直线段,局部点落在了直线段右侧区域。
所述的三折线是由上下两段平行直线和中间连接段组成。
所述的探孔中心与待测既有工程桩间距为0~3m;所述的探孔为竖直钻打,孔深超过预计桩底大于1m。
所述的检波器是悬挂在灌满水的测管中,激振锤和检波器均通过线缆与示波器连接。
所述的激振方式包括由激振锤竖向或水平向敲击桩顶承台、梁、板,桩、柱、基础外侧或建筑外墙。
所述的激振锤为1.4~5.5kg的普通铁锤或脉冲锤。
附图说明
图1为旁孔透射波法检测缺陷桩原理图;
图2为旁孔透射波时间-深度信号图;
图3为首至波走时确定示意图;
图4为离析类缺陷桩首至波走时曲线;
图5为缩颈类缺陷桩首至波走时曲线;
图6为扩径类缺陷桩首至波走时曲线。
其中:1桩顶荷载传递梁、板、承台或基础、建筑外墙等结构、2桩基、3示波器、4地基、5激振锤、6检波器、7测管、8桩身透射波、9桩身缺陷、10中间连接段、11局部点落在直线段右侧、12局部点落在直线段左侧。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
图1示出了根据本发明示例性实施例的直接氧化葡萄糖生物燃料电池的结构示意图。如图1所示,根据本发明的示例性实施例,所述直接氧化葡萄糖生物燃料电池包括阳极室1、阴极室2、分隔阳极室1与阴极室2的隔膜5以及连接阳极室1中的阳极3和阴极室2中的阴极4的外电路6。其中,阳极室1中的燃料为葡萄糖,阴极室2中的燃料为氧气。根据本发明,阳极3和阴极4均为负载有纳米银粒子的镍网或铜网电极。
实施例1
本实施例中待测模型桩设计深度20m,桩径1.0m,桩身14~15m处存在离析类缺陷。桩顶有承台,承台尺寸长3m、宽1m、高1m。旁孔距D为1m,地基为均匀非饱和地基,激振方式为承台上竖敲。旁孔透射波法检测如图1所示,具体实施方法和步骤为:
1)测试准备,清理场地;在待测既有工程桩附近2m远处钻探孔,孔深21m;孔中下放管径80mm的PVC管,管长21m;管周回填土让其密实,并将管内注满清水,管底密封严实,防止漏水和杂物进入。
2)将激振锤与检波器均通过线缆连接于示波器,检测时先将检波器先置于旁孔管口,并用激振锤在承台上对应桩身位置竖敲;每激振、检波一次后将检波器高度下降0.5m,重复激振、检波、下降检波器高度0.5m这一过程,以接收旁孔不同深度的信号。
3)将信号沿深度方向布置成时间-深度信号图,如图2所示。
4)对图2中的信号根据出现波动的起始点判读首至波走时,判读方式如图3所示;首至波走时沿深度的曲线如图4所示。
5)根据图4中首至波走时曲线形态呈上下两段平行直线和中间连接段10组成的三折线,可以判断桩身存在缺陷,缺陷类型为离析类缺陷。
实施例2
本实施例中待测模型桩设计深度20m,桩径1.0m,桩身14~15m处存在缩颈类缺陷。桩顶有承台,承台尺寸长3m、宽1m、高1m。旁孔距D为1m,地基为均匀非饱和地基,激振方式为承台上竖敲。旁孔透射波法检测如图1所示,具体实施方法和步骤为:
1)检测步骤均与实施例1的1)、2)、3)、4)一致。图5所示是首至波走时沿深度的曲线图。
2)根据图5中首至波走时曲线形态呈直线段上局部点落在直线段右侧11,可以判断桩身存在缺陷,缺陷类型为缩颈缺陷。
实施例3
桩身缺陷类型为扩径类缺陷,其它条件与实施例1完全一致。其具体实施方法和步骤为:
1)检测步骤均与实施例1的1)、2)、3)、4)一致。图6所示是首至波走时沿深度的曲线图。
2)根据图6中首至波走时曲线形态呈直线段上局部点落在直线段左侧12,可以判断桩身存在缺陷,缺陷类型为扩径类缺陷。

Claims (5)

1.一种既有工程桩桩身完整性及缺陷类型的检测和判别方法,其特征在于,通过在桩侧钻孔后在探孔内检波,并根据不同深度信号沿深度生成时间‐深度信号图,读取时间‐深度信号图中各信号首至波走时并形成首至波走时曲线,通过首至波走时曲线形态特征判断桩身完整性及缺陷类型,其中,所述的首至波走时曲线形态包括直线段、局部点落在直线段左侧、局部点落在直线段右侧、三折线四种形态,分别对应桩身完整性状态和缺陷类型为桩身完整、扩径类缺陷、缩颈类缺陷、离析类缺陷。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征是,所述方法具体包括以下步骤:通过在待检测的既有工程桩附近钻探孔、埋测管,并将管内注满清水;检测时先将检波器置于探孔测管口或管底,通过激振方式在工程桩上生成机械波的同时,在测管内检测振动信号,并且在一个激振‐检波周期后将检波器的高度下降或提升0.2~1m,重复直至检波器置于钻孔底部或顶部以接收旁孔不同深度的信号,将不同深度信号沿深度布置为时间‐深度信号图;读取时间‐深度信号图中各信号首至波走时并形成首至波走时曲线,通过首至波走时曲线形态判断桩身完整性及缺陷类型。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征是,所述的时间‐深度信号图是将检波器接收的信号按检波深度布置在时间‐深度坐标系中形成的图形。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征是,所述的局部点落在直线段左侧是指除局部点外首至波走时点呈一条直线段,局部点落在了直线段左侧区域;所述的局部点落在直线段右侧是指除局部点外首至波走时呈一条直线段,局部点落在了直线段右侧区域。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征是,所述的三折线是由上下两段平行直线和中间连接段组成。
CN201610022647.3A 2015-10-26 2016-01-14 一种既有工程桩桩身完整性及缺陷类型判别方法 Expired - Fee Related CN105672371B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2015106973038 2015-10-26
CN201510697303.8A CN105297790A (zh) 2015-10-26 2015-10-26 一种既有工程桩桩身完整性及缺陷类型判别方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105672371A CN105672371A (zh) 2016-06-15
CN105672371B true CN105672371B (zh) 2017-07-11

Family

ID=55195551

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510697303.8A Pending CN105297790A (zh) 2015-10-26 2015-10-26 一种既有工程桩桩身完整性及缺陷类型判别方法
CN201610022647.3A Expired - Fee Related CN105672371B (zh) 2015-10-26 2016-01-14 一种既有工程桩桩身完整性及缺陷类型判别方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510697303.8A Pending CN105297790A (zh) 2015-10-26 2015-10-26 一种既有工程桩桩身完整性及缺陷类型判别方法

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN105297790A (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106677232B (zh) * 2016-12-30 2018-12-18 华中科技大学 一种用于基桩检测的扭剪波激振采集分析方法
CN107067947B (zh) * 2017-05-04 2019-07-23 武汉工程大学 一种岩土测试技术实训教学综合模拟测试体
CN108318584B (zh) * 2018-01-25 2023-09-15 上海市民防地基勘察院有限公司 单孔声波联合跨孔ct检测桩身质量和倾斜度的方法
CN110512662B (zh) * 2018-04-21 2021-09-21 西安航天建设监理有限公司 一种桩基质量检测方法
CN110905012B (zh) * 2018-05-12 2021-06-25 陕西秦军国防工业工程建设监理所 一种建筑物桩基检测方法
CN108956766B (zh) * 2018-06-09 2021-07-16 广东穗芳智慧建设科技有限公司 一种桩基质量检测方法
CN111042215A (zh) * 2018-10-15 2020-04-21 广州市市政工程试验检测有限公司 一种既有建筑物基桩质量检测方法及其装置
CN109447026B (zh) * 2018-11-09 2020-12-29 北京智博联科技股份有限公司 一种基于支持向量机的桩身完整性类别自动识别方法
CN111638269B (zh) * 2020-05-26 2021-08-03 浙江大学 用于高承台桩质量检测的桩侧压入探头透射波检测方法
CN111851607A (zh) * 2020-07-09 2020-10-30 广东雄炜建筑工程检测有限公司 一种建筑工程基桩检测方法
CN112211236B (zh) * 2020-11-15 2022-07-26 山东贝特建筑项目管理咨询有限公司 一种工程桩身缺陷检测方法
CN112459142A (zh) * 2020-12-06 2021-03-09 江龙 建筑工程监理桩基缺陷激振检测方法
CN113514554B (zh) * 2021-05-26 2023-10-24 广东交科检测有限公司 一种基于桩外跨孔的无损基桩检测方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101165278A (zh) * 2006-10-20 2008-04-23 中国科学院声学研究所 灌注桩砼位超声波检测方法及检测系统
CN101477084B (zh) * 2008-12-22 2010-11-17 铁道第三勘察设计院集团有限公司 采用弹性波透射方式检测混凝土桩桩身完整性的方法
TW201231938A (en) * 2011-01-17 2012-08-01 jin-song Lai Monitoring system and method for riverbed scouring depth and stream speed silt concentration
KR101575751B1 (ko) * 2014-03-14 2015-12-09 윤성순 맨드릴 천공장치를 이용하여 천공된 지중의 심도 계측장치 및 이의 계측방법
CN103953076B (zh) * 2014-05-06 2016-01-13 上海交通大学 基于旁孔透射波拐点法的既有工程桩桩底深度确定方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105672371A (zh) 2016-06-15
CN105297790A (zh) 2016-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105672371B (zh) 一种既有工程桩桩身完整性及缺陷类型判别方法
CN103953076B (zh) 基于旁孔透射波拐点法的既有工程桩桩底深度确定方法
CN104390537B (zh) 一种基于爆破振动测试的边坡预裂爆破开挖损伤控制方法
CN108318584B (zh) 单孔声波联合跨孔ct检测桩身质量和倾斜度的方法
CN103669428B (zh) 带承台基桩的完整性检测系统
CN103088849B (zh) 一种在役桥梁基桩应力波回波无损检测方法
CN201068574Y (zh) 重手锤大长桩低应变检测装置
CN105239574B (zh) 应用于填海地质的静压预应力管桩的施工方法
CN101614022A (zh) 建筑物基础桩弹性波层析成像检测方法
CN105318824B (zh) 一种基于分布式电阻应变片测量围岩松动圈的方法
CN105239609B (zh) 地下连续墙渗漏检测方法
CN206090647U (zh) 一种桩基检测设备
CN107727737A (zh) 一种开挖卸荷作用下地下工程未知地质构造活化识别方法
CN103774700B (zh) 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
CN108459083A (zh) 一种用于混凝土坝的检测系统及其检测方法
JP2006266866A (ja) 地中内観測システムおよび地中内観測方法
CN108442419A (zh) 建筑物基桩检测装置以及检测方法
CN103233453B (zh) 一种原位土体勘察方法
CN111456114A (zh) 一种检测桩身钢筋保护层厚度的方法
CN117188425A (zh) 一种确定强夯有效加固深度和范围的方法
CN103774701A (zh) 虚拟隔离单桩法检测既有结构物下高承台桩完整性的方法
KR101436821B1 (ko) 하상 또는 해상 말뚝을 위한 진동 센서를 이용한 말뚝 세굴 깊이 측정 시스템 및 방법
CN106049567B (zh) 平行地震法确定基桩长度的检测装置及其检测方法
CN206591549U (zh) 一种模拟波浪荷载的钢管桩水平循环实验装置
CN108625409A (zh) 土木工程建筑物基桩检测评估系统以及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: A section of Chengdu city Jinniu District 610000 North Road No. 55 in Sichuan Province

Patentee after: SICHUAN INSTITUTE OF BUILDING RESEARCH Co.,Ltd.

Address before: A section of Chengdu city Jinniu District 610000 North Road No. 55 in Sichuan Province

Patentee before: SICHUAN INSITITUTE OF BUILDING RESEARCH

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170711