确定未记录或未知的深基础元素的特征（第1部分）

您是否没有在项目网站上支持桥梁或建筑物的深层基础的文件？你有没有想过你是否可以重复使用现有的深度基础来实现新的结构，或者从改造中携带更多的负载？有多种测试方法可以有助于确定未记录或未知的深度基础的几种特征，例如：估计安装长度，评估完整性和评估承载阻力。我们在Braun Intertec雷竞技好Newbee赞助商的方法采用了对深基础的项目需求和可访问性。在这两部分文章中，我们将讨论测试方法的方法，我们在分析所收集的数据，测试方法的利弊，并通过案例研究。在第1部分中，我们将专注于低应变完整性测试，通常称为坑或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。

一种更简单且准确的估计波速的方法是使用多通道数据收集设备，该数据采集设备使用加速度计和仪表的冲击装置或两个加速度计。对于任一种选择，我们暴露了深基础的一侧。如果我们将加速度计安装在深基础顶部下方并用仪表锤冲击深基础顶部，我们可以测量冲击之间的时间和应力波触发加速度计。然后我们可以通过深基础计算实际波速，并使用它来估计深基础长度。类似地，我们可以沿着深基础侧面安装两个加速度计，沿着深基础侧面，测量应力波在加速度计之间通过，然后计算应力波的波速。

除了能够确切地识别为什么存在阻抗变化，以下是低应变完整性测试的一些额外考虑因素。

• 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。
• 由于凸起或相对强大的土壤/岩石产生的显着阻抗变化，沿着深基础的长度可能会掩盖脚趾反射或其他，阻抗的更大变化。
• 低应变完整性测试只能确定主要的缺陷或完整性问题。
• 当结果没有产生明确的脚趾响应时，测试可以不确定。
• 由于这些深基础类型的阻抗性质的固有变化，对具有H型“刺刀”或单管桩的复合深层基础部分的评估，例如具有H型桩“刺刀”或单管桩，通常是复杂的并且通常是不可靠的。

案例研究 - 红翼回收和RDF项目

在火灾破坏现有的红翼的回收和RDF（垃圾衍生燃料）设施之后要求将该结构置于2017年的建筑面板，这座城市选择重建现场。在重建之前，需要解决三个具有挑战性的问题：安装在1982年的木材打桩的状况是什么，现有的木材打桩机根据当前代码修改设计要求，以及如何支持对现有设施的建议扩展。我们进行了低应变的完整性测试，以验证实际的桩长与承包商的桩记录匹配。

为实现这一点，我们挖掘了与外部基础线相邻的两个测试坑，以暴露木材桩。一旦桩被曝光，我们就会响起，探测，目视检查桩，以确认它们状况良好。对于对该项目的低应变完整性测试，我们使用连接润滑脂和机加工铝块直接将加速度计直接安装到暴露的木材桩上。我们将基础顶部直接撞到每个木材桩位置，仪表锤至少需要三次，以允许我们平均计算收集的计算数据。

如上所述，撞击基础顶部，在加速度计上方的已知距离允许我们更准确地确定桩的波速和长度，这也改善了我们对堆的完整性的评估。低应变完整性测试数据，如图3所示，导致计算出的桩长度在报告的桩长的一英尺内，并表示桩具有良好的完整性。我们调查和分析的最终结果是在现有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。

我们首先在将承包商提取的木材桩上进行低应变完整性测试，并将其切割成已知长度。图5的顶部图显示了此数据。测试一堆已知长度允许我们估计木材桩的波速。然后，我们对三个额外桩进行了相同的测试，以评估完整性和估计桩长度。图5中的底部曲线图显示了其中一个测试桩的数据。利用木材桩的可能波速的变化相对较大，对已知长度进行低应变完整性测试，然后在三个附加桩上获得明显的脚趾响应，具有类似的波速，给我们对我们使用的波速相对较高的置信度。

这一结束了我们对低应变完整性测试的讨论的第1部分，可以使用如何利用如何确定未知的深基础元素的桩长和完整性。请寻找本系列的第2部分，其中将讨论额外的测试方法和案例研究未知或未记录的深度基础。

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