一種新型樁基檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及建筑及地基基礎(chǔ)領(lǐng)域，尤其涉及一種樁基加載檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，采用樁基的工程越來越多，隨著樁基的廣泛使用，因地基、樁身質(zhì)量等原因引起的重大工程質(zhì)量事故時(shí)有發(fā)生。為了確保工程結(jié)構(gòu)安全，確保國家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，樁基檢測工作也就越來越重要。
[0003]樁基豎向抗壓、抗拔靜載檢測方法有:堆載法、普通錨樁法、深井原位測試法、自錨法、自平衡法和抱箍法。各種檢測方法均有各自的優(yōu)點(diǎn)，但也各自均存在不足。
[0004]如傳統(tǒng)的堆載法需靜載配重體大量重、配重平臺和支架大而笨重以至運(yùn)輸、安裝、拆除工作量巨大，檢測人員勞動強(qiáng)度大，檢測時(shí)間長、費(fèi)用高且受限于場地的自然條件而無法隨意進(jìn)行檢測。普通的錨樁法必須在待檢測工程樁周圍再挖二到四根錨樁，很大幅度的增加了工程檢測費(fèi)用。深井原位檢測法只能檢測地基承載力，然后根據(jù)樁徑、樁混凝土強(qiáng)度和樁身質(zhì)量情況進(jìn)行理論推算，無法直觀檢測到樁的豎向抗壓承載力，也不能用于樁的抗拔檢測。而抱箍法只能用于管樁的抗拔檢測，且在管樁外側(cè)施加正壓力，使抱箍與管樁壁產(chǎn)生摩擦力的抱箍與加壓設(shè)備加工困難，同時(shí)易因局部受壓過大而使樁頭破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題提供一種原理簡單、加載時(shí)外部環(huán)境條件簡單、安全性高、適用范圍廣、高效低成本的樁基自反力平衡檢測方法。
[0006]自反力平衡測樁法是一種基于在樁基內(nèi)部尋求加載反力的間接的靜載荷試驗(yàn)方法。近年來，隨著基樁承載力檢測用的自反力平衡荷載箱的廣泛應(yīng)用，大量工地使用自反力平衡荷載箱檢測代替原堆載檢測。當(dāng)傳統(tǒng)靜載試驗(yàn)方法遇到“難樁”時(shí)，自反力法將間接地試驗(yàn)進(jìn)行檢測。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:其檢測步驟為:
[0008]A)準(zhǔn)備階段:
[0009]根據(jù)檢測樁基的具體情況，以及實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡木唧w要求，確定加載位置、加載方案、位移測量結(jié)構(gòu)、后補(bǔ)漿補(bǔ)強(qiáng)工藝、端莊處理、傳感器埋設(shè)方案等。
[0010]B)加載檢測階段:
[0011]對樁基進(jìn)行分段逐級加載荷載箱，每級荷載達(dá)到相對穩(wěn)定后方可加載下一級荷載，直到預(yù)定檢測最大荷載值，利用B0TDR分布式光纖檢測技術(shù)對鉆孔灌注樁的樁身軸力、側(cè)摩阻力、端承力以及樁身的澆注質(zhì)量進(jìn)行檢測，并采用小波分析對B0TDR檢測數(shù)據(jù)頻譜進(jìn)行處理，通過小波變換把原始信號進(jìn)行多尺度分解，并將其準(zhǔn)確記錄。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)通過ANSYS仿真分析，建立基于應(yīng)變模態(tài)的缺陷分析數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行空間中的缺陷定位和程度判定。
[0012]C)卸載階段:
[0013]待加載到最大值時(shí)保壓一段時(shí)間開始分級卸載到零，后又對荷載箱進(jìn)行補(bǔ)載到樁基承載力特征值，保證基樁一直處于穩(wěn)定承壓狀態(tài)。
[0014]所述的新型樁基檢測方法中加載檢測檢測階段，其特征在于:采用B0TDR分布式光纖檢測技術(shù)對鉆孔灌注樁的澆注質(zhì)量進(jìn)行檢測，是通過從樁端開始到樁頂“定點(diǎn)粘結(jié)”方式，將傳感光纖固定在主筋上，實(shí)現(xiàn)應(yīng)變的分布式測量，檢測范圍覆蓋整個(gè)樁身。
[0015]所述的新型樁基檢測方法中加載檢測檢測階段，其特征在于:采用小波分析對B0TDR檢測數(shù)據(jù)頻譜進(jìn)行處理，是通過小波變換把原始信號進(jìn)行多尺度分解，并設(shè)定合理的閾值，對小波分解中的高頻系數(shù)用閾值處理，最后根據(jù)小波分解的底層低頻系數(shù)和各層高頻系數(shù)進(jìn)行一維小波重構(gòu)，該方法除噪后曲線清晰，高頻信號得到了有效抑制，除噪效果明顯，提聞檢測精度。
[0016]所述的新型樁基檢測方法中加載檢測檢測階段，其特征在于:記錄檢測數(shù)據(jù)后通過建立ANSYS仿真分析，建立了基于應(yīng)變模態(tài)的缺陷分析數(shù)學(xué)模型，采用模態(tài)分析和混凝土自身收縮兩種方式使樁基內(nèi)部形成應(yīng)變場，提取實(shí)體模型截面上的應(yīng)變分布狀態(tài)，并運(yùn)用缺陷位置指標(biāo)法和缺陷程度指標(biāo)法，進(jìn)行空間中的缺陷定位和程度判定，無需檢測人員攜帶儀器進(jìn)行實(shí)地檢測分析，同時(shí)有效減少檢測盲區(qū)的出現(xiàn)。
[0017]所述的新型樁基檢測方法中加載檢測檢測階段，其特征在于:采用嵌入式加載模式，壓力單元的缸體(外壁)完全嵌入一部分樁體，且荷載箱加載過程中，以斷樁分型面為界,缸體整體隨一部分樁體同步位移,活塞整體隨另一部分狀體同步位移。
[0018]所述的新型樁基檢測方法中加載檢測檢測階段，其特征在于:多種原理的荷載箱壓力單元，包括傳統(tǒng)的千斤頂和CLED囊式壓力單元等，采用相應(yīng)的正確的綜合技術(shù)，都可以采用嵌入式加載。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:
[0020]荷載箱采用中低壓加載，工作壓力一般在20MPa左右即可滿足試驗(yàn)噸位，可以有效保證樁體完整性，提高試驗(yàn)的成功率及其工程樁的使用安全性。采用B0TDR分布式光纖檢測技術(shù)，解決了傳統(tǒng)透射波檢測在長距離檢測時(shí)必須事先埋設(shè)測管將導(dǎo)致檢測費(fèi)用的增加和檢測周期的延長的問題，同時(shí)避免了透射波檢測過程中樁身中存在部分檢測不到的“盲區(qū)”，彈性波無法覆蓋全部樁身的問題。小波分析對B0TDR檢測數(shù)據(jù)頻譜進(jìn)行處理，提高了整體檢測的精度，通過建立了基于應(yīng)變模態(tài)的缺陷分析數(shù)學(xué)模型，對空間中的缺陷進(jìn)行定位和缺陷程度做出判定。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明中樁基嵌入式加載模式示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明樁基檢測裝置圖。
[0023]其中1-基準(zhǔn)梁；2_測量儀；3_光纖傳感器；4_頂位移桿；5_上位移桿；6_下位移桿；7_液壓站；8_荷載箱；9_唯一段截面。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025]A)加載準(zhǔn)備:以預(yù)估計(jì)極限值的50%為試驗(yàn)加載極限值，分為10級加載，每一級為加載極限值的十分之一。
[0026]B)加載檢測:采用加載分級進(jìn)行，逐級等量加載，其中第一級取分級荷載的2倍。當(dāng)樁頂沉降速率達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，再施加下一級荷載。相對穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)是:每一小時(shí)內(nèi)的樁頂位移量不超過0.1mm,并連續(xù)出現(xiàn)兩次(從每級荷載施加后第30min開始，由三次或三次以上每30min的沉降觀測值計(jì)算)。當(dāng)在某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，停止加載。
[0027]加載數(shù)據(jù)記錄，每級加載后再第lh內(nèi)內(nèi)觀察第5、15、30、45、60min的位移值，以后每隔30min觀察一次，以判斷穩(wěn)定狀態(tài)。同時(shí)電腦監(jiān)控系統(tǒng)自動同步對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理和記錄。
[0028]C)卸載:卸載分級進(jìn)行，每級卸載量取加載時(shí)分級荷載的2倍，逐級等量卸載。對卸載數(shù)據(jù)的記錄時(shí)，每級荷載維持lh，卸載后隔15min測讀一次殘余沉降，讀兩次后，隔30min再讀一次，即可卸載下一級荷載，全部卸載后，隔3?4h再讀一次，同時(shí)電腦監(jiān)控系統(tǒng)同步分析記錄殘余位移值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型樁基檢測方法，其特征在于，步驟為: A)準(zhǔn)備階段:根據(jù)檢測樁基的具體情況，以及實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡木唧w要求，確定加載位置、力口載方案、位移測量結(jié)構(gòu)、后補(bǔ)漿補(bǔ)強(qiáng)工藝、斷樁處理、傳感器埋設(shè)方案等。 B)加載檢測階段:對樁基進(jìn)行分段逐級加載荷載箱，每級荷載達(dá)到相對穩(wěn)定后方可加載下一級荷載，直到預(yù)定檢測最大荷載值，利用BOTDR分布式光纖檢測技術(shù)對鉆孔灌注樁的樁身軸力、側(cè)摩阻力、端承力以及樁身的澆注質(zhì)量進(jìn)行檢測，并采用小波分析對BOTDR檢測數(shù)據(jù)頻譜進(jìn)行處理，通過小波變換把原始信號進(jìn)行多尺度分解，并將其準(zhǔn)確記錄。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)通過ANSYS仿真分析，建立基于應(yīng)變模態(tài)的缺陷分析數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行空間中的缺陷定位和程度判定。 C)卸載階段:待加載到最大值時(shí)保壓一段時(shí)間開始分級卸載到零，后又對荷載箱進(jìn)行補(bǔ)載到樁基承載力特征值，保證基樁一直處于穩(wěn)定承壓狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型樁基檢測方法中加載檢測檢測階段，其特征在于:采用BOTDR分布式光纖檢測技術(shù)對鉆孔灌注樁的澆注質(zhì)量進(jìn)行檢測，是通過從樁端開始到樁頂“定點(diǎn)粘結(jié)”方式，將傳感光纖固定在主筋上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型樁基檢測方法中加載檢測檢測階段，其特征在于:采用小波分析對BOTDR檢測數(shù)據(jù)頻譜進(jìn)行處理，是通過小波變換把原始信號進(jìn)行多尺度分解，并設(shè)定合理的閾值，對小波分解中的高頻系數(shù)用閾值處理，最后根據(jù)小波分解的底層低頻系數(shù)和各層高頻系數(shù)進(jìn)行一維小波重構(gòu)，改改方法除噪后曲線清晰，提高檢測精度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型樁基檢測方法中加載檢測檢測階段，其特征在于:記錄檢測數(shù)據(jù)后通過建立ANSYS仿真分析，建立了基于應(yīng)變模態(tài)的缺陷分析數(shù)學(xué)模型，采用模態(tài)分析和混凝土自身收縮兩種方式使樁基內(nèi)部形成應(yīng)變場，提取實(shí)體模型截面上的應(yīng)變分布狀態(tài)，并運(yùn)用缺陷位置指標(biāo)法和缺陷程度指標(biāo)法，進(jìn)行空間中的缺陷定位和程度判定。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型樁基檢測方法中加載檢測檢測階段，其特征在于:采用嵌入式加載模式，壓力單兀的缸體(外壁)完全嵌入一部分樁體，且荷載箱加載過程中，以斷樁分型面為界，缸體整體隨一部分樁體同步位移，活塞整體隨另一部分狀體同步位移。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型樁基檢測方法中加載檢測檢測階段，其特征在于:多種原理的荷載箱壓力單元，包括傳統(tǒng)的千斤頂和CLED囊式壓力單元等，采用相應(yīng)的正確的綜合技術(shù)，都可以采用嵌入式加載模式。
【專利摘要】本發(fā)明公開欄一種新型樁基檢測方法，其步驟為：A)準(zhǔn)備階段：根據(jù)檢測樁基的具體情況，以及實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡木唧w要求，確定加載位置、加載方案等。B)加載檢測階段：對樁基進(jìn)行分段逐級加載荷載箱，每級荷載達(dá)到相對穩(wěn)定后方可加載下一級荷載，直到預(yù)定檢測最大荷載值，利用BOTDR分布式光纖檢測技術(shù)對澆注質(zhì)量進(jìn)行檢測，并小波分析處理檢測數(shù)據(jù)，并對記錄數(shù)據(jù)ANSYS仿真分析，進(jìn)行空間中的缺陷定位和程度判定。C)卸載階段：待加載到最大值時(shí)保壓一段時(shí)間開始分級卸載到零。本發(fā)明采用BOTDR分布式光纖檢測技術(shù)，減少檢測盲區(qū)，小波分析對BOTDR檢測數(shù)據(jù)頻譜進(jìn)行處理，提高檢測精度，建立缺陷分析模型，對缺陷定位和缺陷程度判斷。
【IPC分類】E02D33/00
【公開號】CN105369836
【申請?zhí)枴緾N201410416243
【發(fā)明人】王官福, 于松林, 曹淑洪, 王莉偉
【申請人】天津科鑒基礎(chǔ)工程檢測有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2014年8月22日