嵌岩桩桩底低应变反射波曲线特征及实例分析.pdf

《嵌岩桩桩底低应变反射波曲线特征及实例分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、岩土工程界第11卷第2期检测与分析嵌岩桩桩底低应变反射波曲线特征及实例分析景胜(福州铁建工程质量检测有限公司)摘要钻孔灌注嵌岩桩是桥梁工程中常用的一种桩基础,桩底没有嵌入基岩或嵌入深度未达到设计要求,桩底混凝土离析或者桩底沉渣过厚等情况时,会严重影响桩基承载力。以温福铁路钻孔灌注桩实际检测过程中出现的情况为例,粗浅地归纳出一些桩底完整及有缺陷的嵌岩桩反射波曲线特征。关键词嵌岩桩桩底低应变法反射波曲线特征1嵌岩桩检测理论2嵌岩桩桩底反射波特征分析(1)反射波法理论:反射波法理论基础是一维2.1完整

2、嵌岩桩的桩底反射波特征及工程实例[1]杆波动理论。波动方程为:桩底反射信号与激振信号相位关系取决于被测u2515u=(1)桩所进入的持力层的情况。通常情况嵌岩桩底土层2325xc5t强度高于桩身强度,特别是当被测桩桩端位于较为E式中,c=。方程(1)的理论解是:坚硬的岩层上且桩底沉渣清除干净时,桩底反射信Q号与激振信号相位相反,会出现明显的扩径信号;有u(x,t)=f(x-ct)+g(x+ct)(2)时在桩身混凝土强度与基岩强度接近的情况下,在应力波f(x-ct)和g(x+ct)以初始形状不变的

3、状态检测波形上桩底位置没有明显的反射信号。进行传播,遇桩身缺陷时会产生反射与透射等。根工程实例:温福铁路某特大桥6号墩3号桩设据连续条件和Vi+Vr=Vt牛顿第三定律,则:计为嵌岩桩,设计桩长45m,砼强度C25,持力层为Vi+Vr=Vt(3)二长花岗岩:灰白色,弱风化。R=1000kPa,28d反A1(Dr+Dt)=A2Dt(4)射波法时域波形曲线见图1,某特大桥4墩1-2设式中V和D分别为两中不同波阻抗发生变化处质点计为嵌岩桩,设计桩长26m,砼强度C25,持力层为运动速度和截面应力,下标i

4、、r、t分别为入射,反射凝灰岩:灰绿色,弱风化。R=1200kPa,14d反射波和透射,根据动量守恒条件,可该写为:法时域波形曲线见图2,某特大桥50墩11号桩设Q1Vc1A1(Vi+Vr)=Q2Vc2A2Vt(5)计为嵌岩桩,设计桩长16m,砼强度C30,持力层为[2]将方程(3)和(5)联立,可得:花岗岩:灰白色,弱风化。R=1000kPa,28d反射波(Z2-Z1)ViVr=(6)法时域波形曲线见图3。(Z1+Z2)式中:Z1,Z2:为反射界面上下部的广义波阻抗;(1)当被测桩身无异常时,

5、Z1=Z2,桩身内部无反射(Vr=0);(2)当被测桩身有异常(如:缩径、夹泥、桩身碎裂等等)时,Z>Z,V与V同号,即实测(振动图16-3桩时域波形曲线12ri速度-时间)曲线上,反射波与入射波同相起跳。2.2缺陷桩底嵌岩桩的桩底反射波特征及工程实例反之,若由于桩身扩径或其他原因造成桩身某段截面积或强度增大时,广义波阻抗增大,即Z1

6、钻孔进尺较慢,孔身全风化受跳。扰动较大,容易造成塌孔,因塌孔导致桩底砼与基岩1收稿日期22007-7-0265检测与分析GEOTECHNICALENGINEERINGWORLDVOL.11No.2现缺陷,经过取芯验证桩底30cm为泥砂,夹层导致桩底砼没有跟基岩胶结。反射波法时域波形曲线见图7,取芯照片见图8。没有胶结,出现缺陷层(为方便讨论桩身砼与基岩面之间的夹层假设为缺陷层);另一种情况是钻孔灌注桩在终孔时还没有进入基岩面。在钻孔过程中根据桩长而终孔,桩长达到了设计值,桩底持力层没有达到设计要

7、求,甚至没进入基岩面。以上两种情况,在工程实际中经常出现。此类桩采用低应变法检测时,反射波沿桩身传播过程中将会穿过两个波阻抗界面,即桩身砼-缺陷层-基岩面(图4)设Q1v1A1代表桩身砼层,Q2v2A2代表桩身缺陷层,Q3v3A3代表基岩持力层。假设A1=A2=A3,Q1>Q2,Q2

8、界面时,Z1>Z2,Vr与Vi同比较复杂,导致波形信号发生畸变,在对桩等级进行号,即实测(振动速度-时间)波形上,反射波与入判定时要结合地质情况及其施工工艺综合考虑。射波同相。继续传播,当传过缺陷层进入基岩面时,(2)被测桩桩底反射波与激振信号之间的相位Z1