您是否有项目现场支持桥梁或建筑物的深基础的文件?您是否曾经想过，是否可以重用现有的深层基础来创建一个新的结构，或者从改造中承担更多的负载?有多种测试方法可以帮助确定未记录或未知的深基础的几个特征，如:估计安装长度、评估完整性和评估承载阻力。我们在博朗Intertec采用的方manbet体育滚球法取决于项目需求和对深层基础的可及性。在这两部分的文章中，我们将讨论测试方法的方法论，我们分析收集的数据的方法，测试方法的利弊，并通过案例研究。在第1部分中，我们将重点讨论低应变完整性测试，通常称为PIT或SE-IR。
低应变完整性测试
低应变完整性测试基于一维应力波传播理论。在深基础的一端施加冲击以赋予应力波，并用加速度计或地震仪测量应力波的响应。通常，加速度计和冲击点都处于或靠近深基础的顶部。如图1所示，应力波沿着深基础行进，直到满足深基础的性质（横截面积，弹性模量或密度）或土壤抗性的变化。一旦它达到了物业或土壤条件的变化，部分或所有应力波都被反射回到深基础的顶部。我们可以使用该测试来确定桩的相对完整性，并估计深基础长度。
根据该方法评估深基础的深度完整性，我们在预期长度之前寻找应力波的反射或反射。良好完整的深层基础将具有清晰的桩脚趾反射，只有微小的变化对冲击时间和脚趾反射时的应力波。具有良好完整性的深层基础也可能具有负速度反射，通常由软土，螺旋钻摆动或鹅卵石移除引起的“凸起”导致较大的横截面积。另一方面，正速度反射表示从空隙，土壤包裹，颈缩或裂纹或脆性的混凝土中的阻抗减少。虽然评估可以识别显着的阻抗变化，但是不可能确定为何单独从低应变完整性测试发生阻抗变化。此外，看起来一个显着的阻抗变化可能不代表深基础的承载能力的显着变化。
由于该测试方法基于一维应力波传播，因此估计精度波速对于估计长度未知时的深基础长度至关重要。如果我们知道弹性模量和材料的密度，我们可以计算波速。对于钢材，我们知道波速约为每秒16,800英尺（FPS）。然而，估计木材，灌浆和混凝土的精确波速可能是棘手的。深基础的密度和弹性模量在用于木材桩或混合设计和混凝土的混合设计和强度的不同种类之间变化。通常，优质的混凝土的波速在11,000至15,000 fps之间。木材桩具有较大的8,000至15,000 FPS，以及一些出版物甚至更高。我们可以从这些深层基础上获得样品，并运行实验室测试以更好地估计给定深层基础的密度和/或弹性模量。这使我们能够更好地估计深基础的波速。
一种更简单、更准确的估算波速的方法是使用多通道数据采集设备，该设备同时使用一个加速度计和一个仪表化的冲击装置，或两个加速度计。对于任何一种选择，我们都要暴露深地基的一面。如果我们将加速度计安装在深基础顶部以下已知距离的地方，并用仪器锤冲击深基础的顶部，我们就可以测量从冲击到应力波触发加速度计的时间。然后计算通过深基础的实际波速，并以此来估计深基础的长度。同样地，我们可以在深地基的两侧放置两个已知距离的加速度计，测量应力波在两个加速度计之间传递的时间，然后计算应力波的波速。
除了不能准确地识别阻抗变化的原因之外，以下是低应变完整性测试的一些额外考虑。
- 在深度基础的长度到直径比大于30的深度处获得可用数据是不可靠的。
- 低应变完整性测试不提供关于深基础阻力的信息。
- 一个显著的阻抗变化，由隆起或相对强大的土壤/岩石，沿深基础的长度可能掩盖脚趾反射或其他更显著的阻抗变化。
- 低应变完整性测试只能确定主要缺陷或完整性问题。
- 当结果没有产生一个明确的脚趾反应，测试可能是不确定的。
- 复合深基础截面的评估，如带有h桩“刺”的预制混凝土桩或单管桩，是复杂的，通常不可靠的，因为这些深基础类型的固有阻抗特性的变化。
案例研究-红翼回收和RDF项目
2017年，一场大火摧毁了红翼市现有的回收和RDF(垃圾衍生燃料)设施，需要将结构夷为平地，直到建筑的楼板。之后，该市选择在现有场地上重建。在重建之前，需要解决三个具有挑战性的问题:1982年安装的木桩的状况如何，现有的木桩能否处理基于当前规范的修订设计要求，以及如何支持现有设施的拟议扩建。我们进行了低应变完整性测试，以验证实际桩长与承包商提供的桩记录相符。
为了实现这一点，我们在外部基础线附近挖了两个测试坑，以暴露木桩。一旦桩暴露出来，我们就进行探测和目视检查，以确认它们处于良好状态。在本项目的低应变完整性测试中，我们使用联轴器润滑脂和加工铝块将加速度计直接安装在裸露的木桩上。我们用带仪器的锤子直接敲击每个木桩位置上方的地基顶部至少三次，以便我们将收集到的数据进行平均计算。
如上所述，在加速度计上方击打一个已知距离的基础顶部，可以使我们更准确地确定桩的波速和长度，这也提高了我们对桩的完整性的评估。根据图3所示的低应变完整性测试数据，计算出的桩长与报告的桩长在1英尺内，表明桩的完整性良好。我们的调查和分析的最终结果是，在现有的建筑下不需要额外的打桩，从而节省了巨大的成本。
案例研究-查尔斯湖港
该项目包括在查尔斯湖港口的现有泊位的康复。我们被要求评估现有木材桩在泊位的长度，完整性和估计。我们将讨论我们如何评估本文第2部分的陷阱阻力。要完成请求的前两部分，我们对三堆进行了低应力的完整性测试。
图4：查尔斯湖港口的暴露木材桩
我们首先对承包商提取并切割到已知长度的木材桩进行了低应变完整性测试。图5的顶部图显示了该数据。测试一堆已知长度的木桩使我们能够估计木桩的波速。然后，我们对另外三根桩进行了同样的测试，以评估完整性和估计桩长。图5底部的图显示了一个测试桩的数据。由于木桩可能的波速变化相对较大，在已知长度上进行低应变完整性测试，然后在另外三个具有相似波速的桩上获得清晰的趾端响应，这让我们对所使用的波速有了相对较高的信心。
这就结束了我们关于如何使用低应变完整性测试来帮助确定未知深基础单元的桩长和完整性的讨论的第一部分。请参阅本系列的第2部分，其中将讨论未知或未记录的深层基础的其他测试方法和案例研究。
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