[发明专利]一种既有工程桩桩底深度确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程质量检测的技术领域，更具体地讲，涉及一种基于地面激振的既有工程桩桩底深度确定方法。

背景技术

在使用状态下对仍与上部基础和结构相连接的既有工程桩进行复检和评估还是桩基检测中的难题，对于年代久远的工程结构，其设计或施工记录可能已难以查询。若出现有如拟通行更大载重的车辆而需要提高桥梁桩基的承载力、地震后需要检验桩基是否受到损伤，或是在长期的冲刷作用下，桩周土被冲走或变松散以致桩基承载力减小等情况，对基桩长度和完整性的检测就会显得尤为重要。

在目前的桩基检测技术中，低应变反射波法以其检测快捷、成本低、效果好而得到了普及应用。其中，低应变反射波法和机械阻抗法是最普遍采用的两种方法。对于既有桥梁、码头，桩上部有梁、板、承台等平台存在，通过在平台上竖向激振，应力波会在平台上下界面多次反射，只有较少能量透射到桩身，桩底反射往往较为微弱。微弱的桩底反射与干扰信号叠加后，更难以识别桩底反射位置。而采用机械阻抗法测试桩顶有平台的基桩，频域峰值往往平坦和不易识别。另外，对于高桩码头、桥梁等结构，也可在桩侧以尽量接近竖向进行激振，然激振后向上传播的波形在遇到上部结构后产生反射，而且因偏心产生的弯曲波会与桩底反射波叠加而干扰桩底反射波的识别，增加了识别桩底反射波的难度，以致较难有效检测桩长。

现有既有工程桩基检测方式之一是通过在桩身或桩顶承台上敲击的同时在桩侧附近钻取的竖向探孔中检波，通过对信号的进一步分析确定桩底深度或桩身完整性。然而该方法在不具备在桩基顶面或侧面激振条件时，无法有效进行桩基检测；且需要对桩底深度进行一定修正后才能得到实际桩底深度，否则确定的桩底深度偏大，对于实际工程偏不安全。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种当桩基及其上部基础、承台等均不具备激振条件下的有效桩基检测方法。

本发明提供了一种既有工程桩桩底深度确定方法，在待测桩的桩侧钻测孔并在靠近桩侧附近进行地面激振，通过接收测孔中不同深度的信号进行待测桩的桩底深度分析并确定所述待测桩的桩底深度。

根据本发明既有工程桩桩底深度确定方法的一个实施例，所述测孔为竖直钻打孔并且所述测孔的中心与待测桩之间的间距为0～3m，其中，所述测孔中放置有PVC测管并且所述PVC测管内注满清水。

根据本发明既有工程桩桩底深度确定方法的一个实施例，所述地面激振是根据现场条件以最接近待测桩的位置放置地面激振板并利用激振锤在地面激振板上竖向激振或在地面激振板两侧水平激振的激振方式。

根据本发明既有工程桩桩底深度确定方法的一个实施例，所述激振锤为1.4～5.5kg的普通铁锤或脉冲锤。

根据本发明既有工程桩桩底深度确定方法的一个实施例，所述接收测孔中不同深度的信号包括以下步骤：

将检波器置于所述测孔的底部，进行地面激振；

在一个激振-检波周期结束后，将检波器的高度提升0.2～1m并继续进行地面激振，重复操作直至检波器到达测孔孔口；

将检波器接收的信号按照检波深度布置为时间-深度信号图。

根据本发明既有工程桩桩底深度确定方法的一个实施例，所述进行待测桩的桩底深度分析并确定所述待测桩的桩底深度包括以下步骤：

读取所述时间-深度信号图中各信号的首至波走时t和对应的检波深度Z，绘制各信号的首至波走时t与对应的检波深度Z的散点图；

确定所述散点图中的转折点，其中，所述转折点对应的检波深度为Z₁；

选取所述散点图中检波深度大于Z₁的多个点并利用所述多个点的首至波走时t和对应的检波深度Z拟合得到桩底段的双曲线及双曲线方程，通过所述双曲线的中心点坐标确定桩底深度。

根据本发明既有工程桩桩底深度确定方法的一个实施例，所述多个点的数量至少为4个以上，优选为10个以上。

根据本发明既有工程桩桩底深度确定方法的一个实施例，所述双曲线方程为a(t-t₀)²-b(Z-L)²＝1，其中，t、Z分别代表信号的首至波走时和对应的检波深度，a、b、t₀为拟合确定的常数，所述双曲线的中心点坐标为(t₀，L)，L为待确定的桩底深度。

根据本发明既有工程桩桩底深度确定方法的一个实施例，所述激振锤和检波器均通过线缆与示波器连接。