[發明專利]一種高承臺樁基礎多測點低應變檢測方法

有效

• 申請號: 202011493932.6
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112663689B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 吳君濤;邱欣晨;王奎華;趙爽;涂園
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發明公開了一種高承臺樁基礎多測點低應變檢測方法，包括以下步驟：沿地表出露部分樁身豎向等間距布置三個速度傳感器，用于接收水平或豎直方向樁身速度響應分量；于所有傳感器上方樁身施加測試激勵；將傳感器所采集的速度響應信號進行上、下行波分解，并通過積分變換在頻域內構建泛頻響函數；通過泛頻響函數與虛擬半正弦激勵得到剔除復雜上部結構振動特性的虛擬速度響應結果；利用現有基樁振動解析解，通過調整解析解中樁長，對虛擬速度響應結果進行擬合，搜尋最優擬合時的樁長作為預估值，并以此對樁身完整性進行判斷。本方法克服了現有技術的局限，處理后的樁底反射信號清晰可辨，有利于準確判斷樁長及樁身缺陷，可用于高承臺樁基完整性檢測。

技術領域

本發明涉及一種高承臺樁基礎多測點低應變檢測方法，屬于樁基檢測領域。

背景技術

近年來，在橋梁、鐵路、高速公路和橋墩建設中，樁身出露地表較多的高承臺樁基得到了越來越多的應用。作為支撐上部結構的主要受力構件，考慮到其樁身部分出露地表及其所支承的上部結構的重要性，有必要對既有建筑物下的高承臺樁基在長期使用期內的完整性和健康狀況進行評估，保證樁基質量，減小安全隱患。

對于樁基完整性檢測常有兩種檢測方法，一是低應變檢測，通過在樁頂施加一個激勵使樁身產生振動，觀察樁身質點振動信號曲線判斷是否存在缺陷。但是對于既有建筑物下的樁基而言，由于上部結構尺寸效應的存在，樁身振動情況不可避免地會受到上部結構振動特性的影響，通過低應變檢測方法采集到的樁身質點振動信號并不像理想條件下清晰可辨，而是非常雜亂無法辨別樁底反射區，所以傳統的低應變方法并不適用于檢測帶承臺樁基。另一種檢測方法是旁孔透射波法，其通過在樁身附近的土中豎向鉆一檢測孔，下放信號接收裝置。在樁頂施加激勵后，緩慢上提信號接收裝置即可提取土中振動信號從而也可以判斷樁身完整性。但對于樁身出露地表較多的長樁，考慮到樁身在地面上的長度比較長，有時上部結構振動特性對土振動響應產生的影響也不能忽略。除此以外，運用旁孔測試法涉及到在樁周土里進行鉆孔、提吊傳感器等操作，工作量往往較大，費事費力，因此采用該法評價樁身完整性的可靠性還有待研究。

由此可見，對于既有建筑物下的高承臺樁基的完整性檢測方面，工作人員很難用常規方法直接檢測并得出準確的結論。

發明內容

基于以上兩種檢測方法的局限性，本發明的目的在于解決現有技術中存在的問題，并提出一種可適用于既有建筑物下高承臺樁基礎多測點低應變檢測技術及相應的數據處理方法。

本方法的發明構思是通過沿出露地表的樁身豎向等間距布置三個速度傳感器，采用迭代計算實現樁身某點的速度上下行波分離，將上下行波進行傅里葉變換后的結果之比在頻域內定義為泛頻響函數，并將其與虛擬的半正弦激勵表達式相乘后進行傅里葉逆變換，即可得到該點剔除上部結構復雜響應的虛擬速度響應曲線，可由此判斷大致的樁底反射時間區間。為求出較為準確的樁長，利用樁基理論解速度響應曲線，利用小波變換對本發明的解及理論解的擬合過程進行不斷優化，旨在搜尋樁底反射最優點，從而準確求出預測的樁長，即可評價樁身的完整性。

為了解決以上技術問題，本發明具體采用的技術方案如下：

一種高承臺樁基礎多測點低應變檢測方法，其包括以下步驟：

S1、在高承臺樁基礎沿地表出露部分的樁身上豎向等間距布置三個速度傳感器，相鄰傳感器的間距為樁身在激勵下產生的振動波波速與儀器采樣時間間隔乘積的N倍；

S2、在所有傳感器上方的樁身處施加水平或斜向的測試激勵，并由三個傳感器同步采集速度響應時程曲線；

S3、對三個傳感器所采集的速度響應時程曲線進行數據處理，實現通過中間傳感器位置的上、下行波分離，其過程包括S31～S34：

S31、確定單位走時Δt為三個速度傳感器中相鄰傳感器間距與振動波波速的比值；