CN105369836A - 一种新型桩基检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开栏一种新型桩基检测方法，其步骤为：A)准备阶段：根据检测桩基的具体情况，以及实验目的的具体要求，确定加载位置、加载方案等。B)加载检测阶段：对桩基进行分段逐级加载荷载箱，每级荷载达到相对稳定后方可加载下一级荷载，直到预定检测最大荷载值，利用BOTDR分布式光纤检测技术对浇注质量进行检测，并小波分析处理检测数据，并对记录数据ANSYS仿真分析，进行空间中的缺陷定位和程度判定。C)卸载阶段：待加载到最大值时保压一段时间开始分级卸载到零。本发明采用BOTDR分布式光纤检测技术，减少检测盲区，小波分析对BOTDR检测数据频谱进行处理，提高检测精度，建立缺陷分析模型，对缺陷定位和缺陷程度判断。

Description

一种新型桩基检测方法

技术领域

本发明主要涉及建筑及地基基础领域，尤其涉及一种桩基加载检测方法。

背景技术

随着建筑业的不断发展，采用桩基的工程越来越多，随着桩基的广泛使用，因地基、桩身质量等原因引起的重大工程质量事故时有发生。为了确保工程结构安全，确保国家和人民的生命财产安全，桩基检测工作也就越来越重要。

桩基竖向抗压、抗拔静载检测方法有：堆载法、普通锚桩法、深井原位测试法、自锚法、自平衡法和抱箍法。各种检测方法均有各自的优点，但也各自均存在不足。

如传统的堆载法需静载配重体大量重、配重平台和支架大而笨重以至运输、安装、拆除工作量巨大，检测人员劳动强度大，检测时间长、费用高且受限于场地的自然条件而无法随意进行检测。普通的锚桩法必须在待检测工程桩周围再挖二到四根锚桩，很大幅度的增加了工程检测费用。深井原位检测法只能检测地基承载力，然后根据桩径、桩混凝土强度和桩身质量情况进行理论推算，无法直观检测到桩的竖向抗压承载力，也不能用于桩的抗拔检测。而抱箍法只能用于管桩的抗拔检测，且在管桩外侧施加正压力，使抱箍与管桩壁产生摩擦力的抱箍与加压设备加工困难，同时易因局部受压过大而使桩头破坏。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题提供一种原理简单、加载时外部环境条件简单、安全性高、适用范围广、高效低成本的桩基自反力平衡检测方法。

自反力平衡测桩法是一种基于在桩基内部寻求加载反力的间接的静载荷试验方法。近年来，随着基桩承载力检测用的自反力平衡荷载箱的广泛应用，大量工地使用自反力平衡荷载箱检测代替原堆载检测。当传统静载试验方法遇到“难桩”时，自反力法将间接地试验进行检测。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：其检测步骤为：

A)准备阶段：

根据检测桩基的具体情况，以及实验目的的具体要求，确定加载位置、加载方案、位移测量结构、后补浆补强工艺、端庄处理、传感器埋设方案等。

B)加载检测阶段：

对桩基进行分段逐级加载荷载箱，每级荷载达到相对稳定后方可加载下一级荷载，直到预定检测最大荷载值，利用BOTDR分布式光纤检测技术对钻孔灌注桩的桩身轴力、侧摩阻力、端承力以及桩身的浇注质量进行检测，并采用小波分析对BOTDR检测数据频谱进行处理，通过小波变换把原始信号进行多尺度分解，并将其准确记录。根据记录数据通过ANSYS仿真分析，建立基于应变模态的缺陷分析数学模型，进行空间中的缺陷定位和程度判定。

C)卸载阶段：

待加载到最大值时保压一段时间开始分级卸载到零，后又对荷载箱进行补载到桩基承载力特征值，保证基桩一直处于稳定承压状态。

所述的新型桩基检测方法中加载检测检测阶段，其特征在于：采用BOTDR分布式光纤检测技术对钻孔灌注桩的浇注质量进行检测，是通过从桩端开始到桩顶“定点粘结”方式，将传感光纤固定在主筋上，实现应变的分布式测量，检测范围覆盖整个桩身。

所述的新型桩基检测方法中加载检测检测阶段，其特征在于：采用小波分析对BOTDR检测数据频谱进行处理，是通过小波变换把原始信号进行多尺度分解，并设定合理的阈值，对小波分解中的高频系数用阈值处理，最后根据小波分解的底层低频系数和各层高频系数进行一维小波重构，该方法除噪后曲线清晰，高频信号得到了有效抑制，除噪效果明显，提高检测精度。

所述的新型桩基检测方法中加载检测检测阶段，其特征在于：记录检测数据后通过建立ANSYS仿真分析，建立了基于应变模态的缺陷分析数学模型，采用模态分析和混凝土自身收缩两种方式使桩基内部形成应变场，提取实体模型截面上的应变分布状态，并运用缺陷位置指标法和缺陷程度指标法，进行空间中的缺陷定位和程度判定，无需检测人员携带仪器进行实地检测分析，同时有效减少检测盲区的出现。

所述的新型桩基检测方法中加载检测检测阶段，其特征在于：采用嵌入式加载模式，压力单元的缸体(外壁)完全嵌入一部分桩体，且荷载箱加载过程中，以断桩分型面为界，缸体整体随一部分桩体同步位移，活塞整体随另一部分状体同步位移。

所述的新型桩基检测方法中加载检测检测阶段，其特征在于：多种原理的荷载箱压力单元，包括传统的千斤顶和CLED囊式压力单元等，采用相应的正确的综合技术，都可以采用嵌入式加载。

本发明的有益效果是：

荷载箱采用中低压加载，工作压力一般在20MPa左右即可满足试验吨位，可以有效保证桩体完整性，提高试验的成功率及其工程桩的使用安全性。采用BOTDR分布式光纤检测技术，解决了传统透射波检测在长距离检测时必须事先埋设测管将导致检测费用的增加和检测周期的延长的问题，同时避免了透射波检测过程中桩身中存在部分检测不到的“盲区”，弹性波无法覆盖全部桩身的问题。小波分析对BOTDR检测数据频谱进行处理，提高了整体检测的精度，通过建立了基于应变模态的缺陷分析数学模型，对空间中的缺陷进行定位和缺陷程度做出判定。

附图说明

图1为本发明中桩基嵌入式加载模式示意图。

图2为本发明桩基检测装置图。

其中1-基准梁；2-测量仪；3-光纤传感器；4-顶位移杆；5-上位移杆；6-下位移杆；7-液压站；8-荷载箱；9-唯一段截面。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

A)加载准备：以预估计极限值的50％为试验加载极限值，分为10级加载，每一级为加载极限值的十分之一。

B)加载检测：采用加载分级进行，逐级等量加载，其中第一级取分级荷载的2倍。当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载。相对稳定的标准是：每一小时内的桩顶位移量不超过0.1mm，并连续出现两次(从每级荷载施加后第30min开始，由三次或三次以上每30min的沉降观测值计算)。当在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到稳定标准时，停止加载。

加载数据记录，每级加载后再第1h内内观察第5、15、30、45、60min的位移值，以后每隔30min观察一次，以判断稳定状态。同时电脑监控***自动同步对数据进行分析处理和记录。

C)卸载：卸载分级进行，每级卸载量取加载时分级荷载的2倍，逐级等量卸载。对卸载数据的记录时，每级荷载维持1h，卸载后隔15min测读一次残余沉降，读两次后，隔30min再读一次，即可卸载下一级荷载，全部卸载后，隔3～4h再读一次，同时电脑监控***同步分析记录残余位移值。

Claims (6)

1.一种新型桩基检测方法，其特征在于，步骤为：

A)准备阶段：根据检测桩基的具体情况，以及实验目的的具体要求，确定加载位置、加载方案、位移测量结构、后补浆补强工艺、断桩处理、传感器埋设方案等。

B)加载检测阶段：对桩基进行分段逐级加载荷载箱，每级荷载达到相对稳定后方可加载下一级荷载，直到预定检测最大荷载值，利用BOTDR分布式光纤检测技术对钻孔灌注桩的桩身轴力、侧摩阻力、端承力以及桩身的浇注质量进行检测，并采用小波分析对BOTDR检测数据频谱进行处理，通过小波变换把原始信号进行多尺度分解，并将其准确记录。根据记录数据通过ANSYS仿真分析，建立基于应变模态的缺陷分析数学模型，进行空间中的缺陷定位和程度判定。

C)卸载阶段：待加载到最大值时保压一段时间开始分级卸载到零，后又对荷载箱进行补载到桩基承载力特征值，保证基桩一直处于稳定承压状态。

2.根据权利要求1所述的新型桩基检测方法中加载检测检测阶段，其特征在于：采用BOTDR分布式光纤检测技术对钻孔灌注桩的浇注质量进行检测，是通过从桩端开始到桩顶“定点粘结”方式，将传感光纤固定在主筋上。

3.根据权利要求1所述的新型桩基检测方法中加载检测检测阶段，其特征在于：采用小波分析对BOTDR检测数据频谱进行处理，是通过小波变换把原始信号进行多尺度分解，并设定合理的阈值，对小波分解中的高频系数用阈值处理，最后根据小波分解的底层低频系数和各层高频系数进行一维小波重构，改改方法除噪后曲线清晰，提高检测精度。

4.根据权利要求1所述的新型桩基检测方法中加载检测检测阶段，其特征在于：记录检测数据后通过建立ANSYS仿真分析，建立了基于应变模态的缺陷分析数学模型，采用模态分析和混凝土自身收缩两种方式使桩基内部形成应变场，提取实体模型截面上的应变分布状态，并运用缺陷位置指标法和缺陷程度指标法，进行空间中的缺陷定位和程度判定。

5.根据权利要求1所述的新型桩基检测方法中加载检测检测阶段，其特征在于：采用嵌入式加载模式，压力单元的缸体(外壁)完全嵌入一部分桩体，且荷载箱加载过程中，以断桩分型面为界，缸体整体随一部分桩体同步位移，活塞整体随另一部分状体同步位移。

6.根据权利要求1所述的新型桩基检测方法中加载检测检测阶段，其特征在于：多种原理的荷载箱压力单元，包括传统的千斤顶和CLED囊式压力单元等，采用相应的正确的综合技术，都可以采用嵌入式加载模式。