如何有效检测桥梁下在役桩的完整性
发布时间:2012-05-27

 

桥梁下在役桩的完整性检测亟需有效的测试方法,但因其与上部结构相连使得测试十分困难,已然成为工程难题。PIT桩身完整性测试系统结合双速度法测试技术的解决方案为这类基桩完整性检测提供了新的思路和测试手段。
 

PIT双速度完整性检测方案
 

 


硬件设备

 

分析软件:PIT-W专业版软件


 

分析方法:

双速度完整性检测法

沿桩侧表面一定间距范围内垂直安装两个加速度传感器,同时采集两个加速度信号,通过行波计算方法将上行波从实测曲线中分离出来,从而识别缺陷;利用实测曲线两个传感器之间的时间间隔获得两个传感器间桩身平均波速。

 

双速度测试示意图
 


 

测试实例


现场条件:

在实测前应考虑各种影响因素和测试条件,结合实际情况规划测试方案。

测试试验现场紧靠河水且水位较高,试验桩为桩径Ф1200mm的钻孔灌注桩,位于墩柱之下,墩柱与盖梁相连,现场情况如图所示。

 

现场情况

 

当既有结构下基桩桩顶与上部结构相连时,桩顶为非自由端,常规顶置式反射波法无法实现桩身完整性检测;此外,由于桩顶以上不同结构阻抗界面的增加,使得应力波在传递过程中既有无效的下行波,又有有效的上行波,引起实测曲线十分复杂,无法区分上行波和下行波。采用双速度法不但可以提取上行波,而且还可以准确确定桩身平均波速。

实施步骤:

  • 由于桩身埋深较大、水位较高且墩柱与桩身截面尺寸变化较小,故将传感器安装在墩柱侧面。在挖掘机的配合下将桩侧暴露出来,以有利于选择传感器的安装位置和锤击激发应力波。
  • 对试验桩桩侧面进行了磨平和干燥处理,以便安装两个侧置式的加速度传感器。传感器采用特制耦合剂耦合,耦合效果良好。
  • 盖梁宽度大于墩柱,没有锤击位置,而盖梁之上空间较大,故锤击位置选择在盖梁上表面。
  • PIT-W专业版软件进行双速度曲线分析,进而判断桩身缺陷。


实测结果:

实测双速度曲线和计算得到的上行波曲线如图所示。上行波曲线表明在第一道传感器以下约11.0m和14.5m位置出现明显的上行反射特征,其它位置均没有明显反射,说明这两处桩身存在明显缺陷,按照现行规范规定桩身完整性应判定为Ⅲ类桩。对于这样的基桩应该进行加固处理或重新布桩,以保证大桥新设计方案的安全。

实测曲线(上图)和上行波曲线(下图)

 


总结:

在役桩的完整性检测目前仍是国内外普遍遇到的十分棘手的工程难题。PIT桩身完整性测试仪配合双速度分析法适用于类似工况条件桥梁墩柱下在役桩的桩身完整性检测,桩长一般不超过40m为宜。此方法能在一定程度上解决在役桩的检测问题,但需要有经验且具有数据分析处理能力的测试人员配合。
 

方案来源:韩亮-欧美大地仪器设备中国有限公司,北京

参考文献:[1] 韩亮.既有基础下基桩完整性双速度测试技术[J].《建筑结构》第37卷增刊,2007

[2]韩亮译.PIT-W使用手册[M].欧美大地仪器设备中国有限公司,2005

[3]Johnson, M., and Rausche, F., (1996), “Low StrainTesting of Piles Utilizing Two Acceleration Signals,” StressWave 1996, Orlando,FL, p.859-869

 
 
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