[發明專利]基于旁孔透射波拐點法的既有工程樁樁底深度確定方法

有效

• 申請號: 201410188347.3
• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN103953076A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 陳龍珠;張敬一;馬曄;張理輕;楊宇
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;交通運輸部公路科學研究所
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術領域

本發明涉及的是一種土木工程樁基工程質量檢測領域的方法，具體是一種基于旁孔透射波拐點法的既有工程樁樁底深度確定方法。

背景技術

與上部基礎和結構相連接的既有工程樁，在使用狀態下進行復檢和評估，還是樁基檢測中的難題。對于年代久遠的工程結構，其設計或施工記錄可能已難以查詢。若出現有如擬通行更大載重的車輛而需要提高橋梁樁基的承載力、地震后需要檢驗樁基是否受到損傷，或是在長期的沖刷作用下，樁周土被沖走或變松散以致樁基承載力減小等情況，對基樁長度和完整性的檢測就會顯得尤為重要。

在目前的樁基檢測技術中，低應變反射波法以其檢測快捷、成本低、效果好而得到了普及應用。其中，低應變反射波法和機械阻抗法是最普遍采用的兩種方法。對于既有的橋梁、碼頭，樁柱上部有梁、板、承臺等平臺存在，通過在平臺上豎向激振，應力波會在平臺上下界面多次反射，只有較少能量透射到樁身，樁底反射往往較為微弱。微弱的樁底反射與干擾信號疊加后，更難以識別樁底反射位置。而采用機械阻抗法測試樁頂有平臺的基樁，頻域峰值往往平坦和不易識別。另外，對于高樁碼頭、橋梁等結構，也可在樁側以盡量接近豎向進行激振，然激振后向上傳播的波形在遇到上部結構后產生反射，而且因偏心產生的彎曲波會與樁底反射波疊加而干擾樁底反射波的識別，增加了識別樁底反射波的難度，以致較難有效檢測樁長和完整性。

旁孔透射波法的提出主要針對既有工程樁的檢測，然現有旁孔透射波交點法、校正法確定樁底深度是以首至波走時沿深度方向確定兩條擬合線為基礎，通過該兩擬合線的交點直接或對其修正后確定樁底深度。但現有方法主要存在以下不足：1)當首至波位置不易識別以致難以有效確定兩擬合線時，采用現有旁孔透射波交點法、校正法則無法確定樁底深度；2)層狀地基下首至波走時不連續，兩條擬合線確定不夠準確，以此兩線交點確定樁底深度誤差較大；3)由于樁側至探孔中心距離(簡稱“旁孔距”)的存在，旁孔透射波交點法確定樁底深度偏深，當旁孔距較大時交點法確定樁底深度誤差較大；4)樁底段擬合直線應由至樁底深度大于5倍旁孔距的測點首至波走時點確定，即探孔深度至少超過預計樁底深度大于5倍旁孔距，否則確定的樁底段擬合直線不準確，當孔深不足時通過目前的旁孔透射波校正法確定樁底深度偏淺，若在測試完畢進行數據分析時發現測孔深不夠，由此確定的樁底深度結果不可靠，此時再重新鉆探孔測試無疑會增加人力、財力、時間成本。基于以上四點考慮，現有旁孔透射波法尚難以滿足工程實際應用。

經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN102296645A公開(公告)日2013.10.23，公開了一種樁基質量檢測方法及其裝置，包括：由微型速度或加速度傳感器形成的10厘米左右間隔檢波器串，檢波器串的輸出信號通過信號電纜與多道同步彈性波采集儀器連接；去除樁基的樁頭浮漿，清潔樁頭，用鉆孔機械在樁頭中央部位形成與樁基軸向平行的檢測孔，孔徑50厘米左右、孔深1米左右；順檢測孔放置檢波器串，用機械或充氣氣囊等使各個檢波器與檢測孔壁緊密貼附；在樁頭用錘擊等方式激勵彈性波，多道同步彈性波采集儀器通過信號電纜記錄彈性波響應信號，重復錘擊形成信號疊加；將多道彈性波響應信號所包含的上行波和下行波進行行波分離，壓制或濾出下行波，保留反映樁基下部缺陷反射信號的上行波，根據缺陷反射上行波信號的相關性進行偏移疊加，形成樁頂面激發和接收的反射信號，獲取樁基下部缺陷位置和性質。但該現有技術與本發明相比的缺陷和不足在于：該技術只能檢測在建工程樁，對既有工程樁問題無能為力；同時需要多個檢波器，增加檢測設備的成本；在樁身鉆孔時對樁基有一定破壞，本發明將測孔置于距樁側一定距離地基土中，對樁基無任何破壞作用。

發明內容

本發明針對目前既有工程樁無法有效確定樁底深度的問題，提出一種基于旁孔透射波拐點法的既有工程樁樁底深度確定方法。該方法不受上部結構對波形的影響，檢測方便，通過確定拐點位置并對其采用推薦公式修正后確定樁底深度，確定樁底深度簡單而直觀。與現有旁孔透射波交點法、校正法是基于兩線交點確定樁底深度的方法相比，旁孔透射波拐點法探孔深度要求較低，精度高，確定拐點位置簡單直觀，探孔只需超過預計待測樁底以下2～3m即可，對于無工程經驗的技術人員也具有較好的可操作性，較好解決了目前既有工程樁難以確定樁底深度的難題。

本發明是通過以下技術方案實現的：本發明通過在樁側鉆探孔后在探孔內檢波，并根據不同深度信號沿深度生成時間‐深度信號圖，通過在時間‐深度信號圖中確定拐點，并對拐點深度通過拐點深度修正公式修正后得到樁底深度。