CN106320401A - 一种用于检测既有建筑桩基的地震折射波法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于检测既有建筑桩基的地震折射波法，该方法首先在既有建筑物附近钻孔，孔内布置地震检测仪，继而敲击激发后获取地震波信号，经后期波形处理得出折射波与绕射波时距曲线的交叉拐点，该拐点就是桩底端位置，由此计算桩长度。本发明不开挖破坏建筑基础，可有效快速检测既有建筑物桩基长度，准确率较高。
Description
技术领域
本发明涉及建筑物基础的检测方法，属于工程检测领域。
背景技术
城市地铁、综合管廊、旧城改造、桥墩检测均涉及对邻近原有建筑物基础进行检测，由于被检测桩基上有建筑墙体，不能采用钻孔抽芯法，通常采用在基桩旁挖探槽的检查方式，这种检查方法为有损破坏，检查时间长，容易破坏原有建筑物基础，且影响城市环境。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种用于检测既有建筑桩基的地震折射波法，解决当前检测既有建筑物桩基时需要开挖破损的问题，该检测方法无损、快速和准确，特别适用于城市地铁、管廊建设过程中评价邻近建筑物基础。
本发明的技术方案如下：
一种用于检测既有建筑桩基的地震折射波法，包括以下步骤：
步骤①，检测装置布置：首先在被检测既有建筑物桩基外侧位置布置检测孔，且孔的深度超过桩基的深度；采用背包钻机进行钻孔，并注满水；将地震检测器串放入钻孔中，并连接到地震仪上。由于桩基的准确深度为待测量，因此在确定检测孔深度时需对桩基深度做一个合理的预估，给出一个可能的深度值。
步骤②，现场检测：采用锤击触发开关，将锤子上的触发开关与地震仪相连，检波器串放入孔口以下，在桩基体上敲击激发，地震仪接收地震波信号。如检波串长度一次不能布满全孔，则在完成一次测试后，将检波串下移至下一孔段深度位置，再进行激发和接收，直到完成全孔测试。
步骤③，数据处理：将全孔接收到的各深度点的波形编辑成一个地震炮集，进行增益调整、滤波，保持初至清晰，桩身深度范围内的地震初至波为来至桩身的折射波，桩身以下的地震初至波为桩底端的绕射波，折射波与绕射波时距曲线的交叉拐点就是桩底端位置，由此计算桩长度。
所述步骤①中，检测孔位于既有建筑物桩基外侧附近2.5m～5m位置。
所述步骤①中，检测孔深度超过桩基深度以下3m。
所述步骤①中，地震检测器的检波道数为6～24道，间距为0.1～0.5m。
本发明利用桩体地震波折射和桩底端地震波绕射的传播特点来检测桩长，不开挖破坏建筑基础，可有效快速检测既有建筑物桩基长度，准确率较高。
附图说明
图1是本发明的检测方法示意图，其中1-钻孔，2-检波器，3-桩体，4-条基，5-锤铁，6-地震仪，7-地震波射线，8-折射波，9-折射拐点，10-桩底界面，11-土体，12-砖墙；
图2是本发明实施例1的测试现场平面图；
图3是本发明实施例1的测试孔钻孔布置图；
图4是本发明实施例1的桩剖面测试布置图；
图5是本发明实施例1的J1-1#桩测试成果图；
图6是本发明实施例1的J2-2#桩测试成果图；
图7是本发明实施例1的J3-3#桩测试成果图。
具体实施方式
现结合附图1来说明本发明的原理如下：
如图1左侧部分所示，建筑物砖墙12结构下方为条基4，条基4下方为桩体3，桩体3嵌入土体11中，检测时，首先在被检测既有建筑物桩基外侧位置布置检测孔，即钻孔1，再将地震检测器串放入钻孔1中，并连接到地震仪6上。采用铁锤5锤击触发开关，将锤子上的触发开关与地震仪6相连，检波器2串放入孔口以下，在桩基体上敲击激发，地震仪6接收地震波信号，图中数字标记7表示地震波射线。如图1右侧部分，将全孔接收到的各深度点的波形编辑成一个地震炮集，进行增益调整、滤波，保持初至清晰，桩身深度范围内的地震初至波为来至桩身的折射波，桩身以下的地震初至波为桩底端的绕射波，折射波8与绕射波时距曲线的交叉拐点（图中折射拐点9）就是桩底端位置，由此计算桩长度。实施例1
如图2所示，隧道旁有一老旧建筑物，由于该建筑物为40年前老建筑，建筑设计和施工图资料遗失，现要求查明建筑物与隧道相临的基础桩基的深度，估计基桩长度10m。
如图3所示，在建筑物1#、2#、3#桩附近分别使用背包钻机打J1、J2、J3共3个测试孔，孔深18米，打好钻孔后下φ50mm的PVC管进行保护。测试现场共布置3条剖面：J1—1#、J2—2#、J3—3#，钻孔距离基桩外侧2.5m。
检测使用的测试仪器、技术参数如下：
（1）仪器设备
A．地震仪
采用重庆奔腾数控技术研究所研制的WZG-24A型浅层地震仪，为信号增强型通用数字工程地震仪，其主要性能指标为：通道数24道，24位A/D转换，采样间隔25～2000μS可选；动态范围144dB、谐波失真度±0.05%，通频带0.1～4000Hz。
b．检波器
采用12道井中检测器串，检波器为压电陶瓷检波，频率范围5～1200Hz，检波器间距0.5m
（2）现场试验及采集参数的确定
现场进行了检波器一致性试验，振幅误差小于5%，相位差小于0.4ms，其性能满足相关规范的要求。
（3）击发
用22磅铁锤锤击激发，击发点为每个桩的地面露头，测试同一桩时，各桩的锤击点位置距桩顶分别为0.3m、0.4m、0.25m的固定位置。
（4）数据采集及质量评述
如图4所示，测试时，将钻孔及PVC内注满水，将12道检波器串放入孔深的12～18的孔段内，连接仪器进行场地噪声测试，调整地震仪工作参数，接入击发同步线，在测试的相应桩头进行锤击，共测试3次，3次测试的波形和起跳时间一致。将检波器串上提到孔深6～12m的孔深段，该排列（图4中包括第一排列、第二排列和第三排列）与下一排列保持1道重合，同样击发和接收3次，3次波形和起跳时间一致。将检波器串上提到孔深0～6m的孔深段，该排列与下一排列保持1道重合，同样击发和接收3次，3次波形和起跳时间一致。至此，完成了一个剖面桩的测试工作，进行下一剖面桩的测试。
（5）质量评述
测试采用桩头激发、钻孔接收观测的折射方式，每排列12道，道间距为0.5m，各排列之间重叠6道，每排列击发3次，确保每道初至波清晰。
现场采集时开启仪器的噪声监测功能，在环境噪声较小时进行激发。对于触发不正常、噪声较大、能量不足的记录，进行重新观测。
（6）数据处理流程
本次折射地震资料处理工作采用如下流程：
读取每个桩渑面各个排列的检波点初至时间→绘制每个桩剖面时距曲线→折射段和绕射段曲线拟合→确定桩底拐点位置→测量桩长度。
如图5、6和7所示，经处理后得到J1-1#桩、J2-2#桩和J3-3#桩测试成果图。
（7）结论
通过对时距曲线进行拟合，桩射平均地震波速度为4000m/s，桩周土层平均地震波速度为1050m/s，1#桩折射拐点位于10m深度位置，2#桩折射拐点位于12.5m深度位置，3#桩折射拐点位于8.5m深度位置。
根据各桩底端折射拐点深度位置和击激点位置，计算得1#桩长10.3m、2#桩长12.9m、3#桩长8.75m。
桩体混凝土地震波速较高，推断桩体强度良好。
Claims (4)
1.一种用于检测既有建筑桩基的地震折射波法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤①，检测装置布置：首先在被检测既有建筑物桩基外侧位置布置检测孔，且孔的深度超过桩基的深度；采用背包钻机进行钻孔，并注满水；将地震检测器串放入钻孔中，并连接到地震仪上；
步骤②，现场检测：采用锤击触发开关，将锤子上的触发开关与地震仪相连，检波器串放入孔口以下，在桩基体上敲击激发，地震仪接收地震波信号，如检波串长度一次不能布满全孔，则在完成一次测试后，将检波串下移至下一孔段深度位置，再进行激发和接收，直到完成全孔测试；
步骤③，数据处理：将全孔接收到的各深度点的波形编辑成一个地震炮集，进行增益调整、滤波，保持初至清晰，桩身深度范围内的地震初至波为来至桩身的折射波，桩身以下的地震初至波为桩底端的绕射波，折射波与绕射波时距曲线的交叉拐点就是桩底端位置，由此计算桩长度。
2.根据权利要求1所述的一种用于检测既有建筑桩基的地震折射波法，其特征在于：所述步骤①中，检测孔位于既有建筑物桩基外侧附近2.5m～5m位置。
3.根据权利要求1所述的一种用于检测既有建筑桩基的地震折射波法，其特征在于：所述步骤①中，检测孔深度超过桩基深度以下3m。
4.根据权利要求1所述的一种用于检测既有建筑桩基的地震折射波法，其特征在于：所述步骤①中，地震检测器的检波道数为6～24道，间距为0.1～0.5m。
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