旁孔透射法检测既有桩基的应用研究.doc

1、1旁孔透射法检测既有桩基的应用研究摘要： 旁孔透射法是利用波检测桩身完整性的一种方法。由于其操作简单、无损等优点，在既有建筑物桩基础检测中得到越来越广泛的应用。本论文结合实际工程，对既有建筑桩基完整性进行研究，通过验证得出了有益的结论。并为类似工程提供了有意义的借鉴。 Abstract： The parallel seismic method is a method of pile integrity testing by using wave. It has the characteristics of simplicity of operator and non-destruction，

2、so it is widely used in pile testing of existing buildings. This paper combines with practical engineering to research pile integrity of existing buildings. The useful conclusions are drawn by confirming to provide a meaningful reference for similar projects. 关键词： 旁孔透射法；既有建筑；桩基检测；桩身完整性 Key words： pa

3、rallel seismic method；existing buildings；pile foundation testing；pile integrity 中图分类号：TU753.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）24-0174-02 0 引言 在我国大量建设工程中，桩基已得到广泛应用，其工程质量和性状2是保证工程结构安全的重要因素。 桩基属地下隐蔽工程，无法采用简单、直观的方法对其长度及质量进行检测。在既有建筑中，由于既有建筑的存在，对检测基桩的完整性更是困难，随着科技的进步，反射波检测桩基的完整性得到普遍的应用。 旁孔透射波法是在反射波法基础上发展而来的一种新

4、方法。反射波法利用的是反射波，旁孔透射法利用的则是折射波（或称透射波）携带的信息。该法是在桩顶面（或与桩顶联结的承台、桩帽等上部结构）上用手锤垂直敲击产生压缩波（P 波） ，并沿着桩身向下传播，遇到周围土层进行透射，在桩旁边事先钻好的孔内放置传感器来接收透射波信号，由此读取不同深度的波时并绘制初至时间-深度关系图。当传感器低于桩底时，则声速将会改变，将在时间-深度图上显示一个拐点，进而由时间-深度图中直线斜率发生变化的位置来推断桩的长度1-3。 本文通过工程实例证明，旁孔透射波法可以很好地检测既有建筑物下基桩的长度。 1 工程概况 沈阳市某住宅楼地下一层，地上二十四层，总高度 70.30m，室

5、内外设计高差 0.450m，住宅楼东西长 51.4 m，南北宽 17.25 m，建筑总面积约为 14500m2，剪力墙结构形式，基础形式为人工挖孔桩基础，地基基础设计等级为乙级，抗震设防烈度为 7 度，建筑结构的安全等级为二级。 由于房屋倾斜，为查明原因，选取该试验场地既有建筑下面的桩 1#桩进行了旁孔透射法测试，判断桩身完整性。 2 仪器设备 3本工程采用武汉中岩科技有限公司生产的 SR-SW/PST 测试仪（图 1） 。该仪器由计算机及屏幕显示、信号接收部分、放大处理部分、AD 转换部分、存储部分组成，集数据采集、存储、显示、分析为一体。配套设备：井中三分量检波器、触发速度计、手锤、充电器

6、、黄油等。 3 试验方法及要点 本次检测，在桩侧钻 1 个与桩轴线平行的孔，钻孔直径一般为75mm130mm，深度宜超过预估桩长 5m，为了应力波的有效传播，钻孔与被检测桩之间的距离不应大于 1.5m。在孔内放置测管，测管一般为 PVC管，测管与孔壁之间采用细砂填充，然后将井中三分量检波器放入测管底（图 2） ，通过力锤在被检测桩顶面敲击产生应力波，应力波通过桩身向桩底传播，在传播过程中部分应力波向旁侧土层透射，测管中的三分量检波器接收信号；每隔 0.5m 向上移动一次钻孔中的三分量检波器，在不同深度三分量检波器分别接收力锤敲击产生的信号。旁孔透射法检测桩身完整性示意图（图 3） 。 旁孔透射

7、法由于在既有建筑外进行钻孔，简单易行且减少了对既有建筑的损害。因此旁孔透射法在既有建筑基桩检测中得到了广泛的应用。4 试验结果及分析 4.1 波速计算 c=（1） 式中：c受检桩的桩身波速（m/s） ； L两测点之间的距离（m） ； 4T两测点初至波分别到达时间的差值（ms） 。 4.2 桩长的确定 图 4（a）为桩长计算示意图，由时间-深度关系图拟合成两条直线，波在桩身中的传播速度与波在土中的传播速度不同，两条直线斜率发生变化的位置为介质发生变化的位置，即为桩底深度。 目前桩底深度的确定方法主要有 3 种4-6，如图 4（b）所示。第一种方法交点法，将两拟合直线的交点作为桩底深度，此方法由于

8、柱孔距的存在，会造成柱底深度偏大，但该方法无需进行深度修正，操作简单，在工程中得到了广泛的应用；第二种方法平移法，为消除柱孔距对结果的影响，将上段拟合直线 l1 平移至原点即直线 l1，l1与直线 l2 的交点作为桩底深度，该方法在理论上消除了桩孔距的影响，但当激振点与地面有一定距离时，会导致得到的桩底深度较实际值偏小。第三种方法校正法，通过建立基于射线理论的桩-土简化理论模型，由桩底深度校正值 LR 对桩底深度初值 L1（即交点法确定的桩底深度）进行校正，得到桩底深度 L3。本文选择交点法确定桩底深度。 敲击位置的不同会对桩底深度的确定造成影响，本次试验中分别进行了室内和室外敲击测试，敲击波

9、形图如 5 所示。运用桩底深度确定方法中的第一种方法及室内外所测波形的特性进行综合确定，得出桩长约为 8.12m。 5 结论 本次试验采用旁孔透射法对既有建筑 1#桩进行测试，并分别在室内和室外进行敲击，从敲击波形图及结合桩底深度的确定方法，综合判断5既有建筑下桩的长度约为 8.12m。目前旁孔透射法测试法能够较准确的测试桩身长度，但由于现场的条件及敲击频率的选择问题，对桩身缺陷的识别较困难。 参考文献： 1黄大治，陈龙珠.旁孔透射波法检测既有建筑物桩基的三维有限元分析J.岩土力学，2008，29（6）：1569-1574. 2高峰.桩基工程动测技术与方法M.武汉：中国地质大学出版社，1997. 3JGJ106-2014，建筑基桩检测技术规范 S.北京：中国建筑工业出版社，2014. 4张敬一，张理轻，陈龙珠，等.激振方式对旁孔透射波法检测既有工程桩的影响分析J.防灾减灾工程学报，2015，35（2）：180-185. 5黄大治，陈龙珠.旁孔透射波法检测水泥搅拌桩的三维有限元分析J.上海交通大学学报，2007，41（6）：960-964. 6张敬一.既有工程桩动测技术及分析方法研究D.上海交通大学，2014.