既有樁基無損檢測新技術(shù)PST現(xiàn)場檢測
這是一種專門用于既有樁基無損檢測的新技術(shù)——PST(Pile Side Test)成橋樁檢測技術(shù)。PST成橋樁檢測技術(shù)在樁身側(cè)面布置觀測排列,樁體受激振后彈性波沿樁體向上、向下進(jìn)行傳播,樁底結(jié)構(gòu)與缺陷的反射波向上傳播,而上部結(jié)構(gòu)的反射波向下傳播。PST成橋樁檢測技術(shù)采用檢波器串進(jìn)行接收,通過波場分離技術(shù)對上行波、下行波進(jìn)行分離,再以波速分析確定樁身混凝土波速和以偏移成像技術(shù)對反射界面進(jìn)行追蹤定位,通過結(jié)合地質(zhì)資料進(jìn)行綜合分析,從而達(dá)到樁長檢測和完整性檢測的目的。本文通過詳細(xì)闡述PST法原理、現(xiàn)場檢測方法、數(shù)據(jù)處理技術(shù)并結(jié)合工程應(yīng)用進(jìn)行驗證,以期為既有樁基無損檢測技術(shù)研究提供新思路,為成橋樁檢測提供技術(shù)支撐,為檢測人員提供參考,更好地服務(wù)工程建設(shè)。
既有樁基檢測困難之處在于有上部結(jié)構(gòu)的影響,國內(nèi)外針對既有樁基完整性檢測技術(shù)的研究,主要從兩個路線進(jìn)行解決:(1)在原有樁基檢測技術(shù)上,改進(jìn)采集和信號分析方法,如基于低應(yīng)變反射波法改進(jìn)形成的樁側(cè)激振法、雙速度法,以及基于側(cè)壁R波波速的檢測技術(shù)等;(2)基于新原理、新模型的檢測技術(shù),如聲波或電磁波等工程CT技術(shù)、旁孔透射法、荷載試驗法、鉆孔雷達(dá)等。
既有樁基無損檢測新技術(shù)PST現(xiàn)場檢測
PST(Pile Sonic Test)是用于既有橋梁樁基(成橋樁)的無損檢測技術(shù),具有以下特點:1.在樁身(柱身)側(cè)面布置激發(fā)點和接收點:采用錘擊激發(fā),以橫波為主,采用快速耦合的16道檢波器拖纜等間隔接收;2.多道記錄內(nèi),樁底/蓋梁/系梁/缺陷/地層等結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為在不同時間處出現(xiàn)的上/下行波;3.資料處理中,在上下行波場分離的基礎(chǔ)上,采用偏移成像技術(shù),計算、描繪各反射界面的位置和反射波強度。
PST現(xiàn)場檢測
PST成橋樁檢測設(shè)備
采用北京同度工程物探技術(shù)公司開發(fā)的成橋樁檢測系統(tǒng),主要包括32通道采集主機,以及專用的檢波器拖纜,如圖6所示。
圖1 成橋樁檢測儀(左)和檢波器拖纜(右)
PST觀測方案
如圖3所示,在樁身側(cè)面布置,采用16道線性排列接收,在接收排列的上部激發(fā),偏移距1m,道間距0.1m。采用錘擊震源進(jìn)行激發(fā),每個排列多次采集保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。每根樁檢測2~4組,排列之間呈90°布置,排列布置避開系梁[23],如圖7所示,俯視圖中數(shù)字為排列序號。
圖2 具有系梁的樁排列設(shè)計(俯視圖)
PST現(xiàn)場檢測關(guān)鍵技術(shù)
1.使用檢波器串進(jìn)行接收
成橋樁的波場分為上行波與下行波。為了分離上、下行波場,以及獲取相速度,不能使用1個或2個檢波器,而需要使用多道檢波器串來記錄樁體中的導(dǎo)波。這是因為記錄中道數(shù)越多越容易追蹤同相軸,進(jìn)而易于分離波場;也是為了保證排列長度大于四分之一波長,防止出現(xiàn)假頻。通常使用16道檢波器串,間距10cm,組成一個排列。將檢波器串固定或貼在樁身側(cè)面,應(yīng)使用隔聲材料(如隔音棉等)包裹減少聲波等干擾波影響。
2.激發(fā)點位于接收點上方
激發(fā)點(震源)設(shè)置于檢波器的上部,偏移距0.5-1m處。這樣布置則入射波場是下行波,反射波場是上行波,便于波場分離和數(shù)據(jù)處理。
3.同一個樁布置多個排列
既有橋梁樁基檢測中外界干擾較大,同一根樁幾個側(cè)面的檢測結(jié)果對比分析,有利于消除干擾,判斷缺陷。
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