[发明专利]虚拟隔离单桩法检测既有结构物下高承台桩完整性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及既有结构物下高承台桩完整性检测技术，具体涉及一种虚拟隔离单桩法检测既有结构物下高承台桩完整性的方法。

背景技术

高承台桩基础是桥梁、码头等工程中常见的基础形式，近年来，世界各国自然灾害频发，在每次较大规模的灾害如破坏性地震、滑坡、海啸发生后，受灾地区的很多桥梁、码头会遭到不同程度的破坏和损伤，这些破坏和损伤不仅发生在桥梁及码头上部的结构物中，同时也会发生在下部的基础部分。另一方面，由于桥梁、码头桩这类高承台桩基础的部分桩身出露于地表，容易遭受人为事故的破坏和损伤，例如车辆、船舶撞击及爆炸冲击等。在这些自然灾害或人为事故发生后，需对其安全性进行检测评估，而高承台桩基础的大部分桩身位于地下（水下），具有隐蔽性和复杂性，其检测评估相对上部结构物的评价而言，具有更高的难度和技术要求。

基桩质量常规检测手段包括单桩静载荷试验、低应变反射波法、声波透射法、钻孔取芯法四类，采用常规检测方法时通常要求桩顶为自由端，而对于在役的高承台桩，常规方法很难操作。此外，针对既有建筑物基桩检测的旁孔透射波法，检测时，需要在桩侧附近钻孔且每根桩需要检测数十甚至数百个测点，其检测效率相对较低，成本较高，不适用于较大面积的质量普查，特别是对于水上的码头及桥梁桩，实际操作较难，对于较长的桩，钻孔倾斜将导致不可靠的测试结果。

因此研究一种能在不损坏上部结构和桩身的前提下，有效消除上部结构对测试结果的影响，将复杂结构系统下的基桩转化到单桩测试模式下进行检测分析的方法，对灾后桥梁、码头等建构筑物基础安全性能的准确客观评定有着较大的现实意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种虚拟隔离单桩法检测既有结构物下高承台桩完整性的方法，即不损坏基桩和上部结构物，就能检测出基桩完整性的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

步骤1.数据的采集；

步骤2.通过虚拟隔离单桩法分析采集到的数据；

步骤3.判断高承台桩完整性。

步骤1所述的数据的采集具体如下：

1-1.在受测基桩的地基土之上的桩身选取一定间隔的两个位置作为检测位置，分别为上部位置和下部位置；激振设备通过导线连接至动态数据采集和分析仪；激振设备内置有力传感器，且该力传感器为采样触发器；

1-2.在上部位置对应的桩侧对称的安装两个加速度传感器，且加速度传感器通过导线连接至动态数据采集和分析仪；在其中一个加速度传感器对应的上部位置处安装激振平台；

1-3.用激振设备在激振平台上激振，采样触发器被触发后，由两个加速度传感器采集上部位置处的加速度信号，同时激振设备内的力传感器拾取激振力信号，然后将加速度信号和激振力信号p传递给动态数据采集和分析仪进行同步显示和存储；

1-4.将上部位置对应的桩侧对称安装的两个加速度传感器和激振平台，以同样的方式安装在下部位置，将加速度传感器通过导线连接至动态数据采集和分析仪；然后重复步骤1-3；

1-5.对上部位置和下部位置采集到的信号的质量进行分析：

若上部位置或下部位置处，两个加速度传感器采集到的加速信号吻合程度差异较大，则调整激振位置对上部位置或下部位置重复采集；若波形出现异常导致无法判别采样质量好坏，则多次采集并存储。

所述上部位置距承台底面的距离大于1.5m。

步骤2所述的通过虚拟隔离单桩法分析采集到的数据，具体如下：

2-1.将采集的加速度信号积分转换为速度信号v；

2-2.计算上部位置或下部位置以下桩段顶阻抗函数；

根据在上部位置和下部位置分别激振采集的速度信号v和激振力信号p，计算得到相应检测位置的实测阻抗函数：

其中，DFT表示离散傅里叶变换；

根据上部位置和下部位置处的实测阻抗函数，计算上部位置和下部位置以下桩段顶阻抗函数：