Using seismoacoustic defectoscopy to assess the continuity of piles

Introduction.

The authors present the results of pile continuity studies conducted using seismoacoustic defectoscopy. Tests were conducted in the Rostov region and Moscow. Reflectograms of tested piles, as well as the subsequent interpretation and confirmation of the design length and continuity of the pile shaft are provided.

Materials and methods.

The research results were obtained using Spektr 4.3, whose operating principle is based on the theory of elastic wave propagation. This device is used for the recording of the pile response to external impacts with the preset pulse parameters. The signal is recorded by means of an accelerometer sensor, connected to a special computer with the software for the digitization and interpretation of incoming information. Data processing results are presented in the form of computer graphic images (reflectograms), which show the pile length, continuity, damages (if any) and their location.

Results.

The dependence between soil homogeneity and signal purity has been identified. At the interface between two types of soils that are different in density, the sound wave was reflected and partially passed further, creating characteristic peaks of false defects. To eliminate false defects, studies of layered soils are necessary.

Conclusions.

The results confirm the effect of the soil homogeneity on signal purity. The higher the heterogeneity of the soil structure, the bigger the number of false peaks that the reflectogram demonstrates. A prerequisite for the correct interpretation of the results of pile continuity testing is the study of the geological section and preliminary instrumental identification of the ultrasound propagation velocity for each individual pile.

1. Rybak J., Schabowicz K. Acoustic wave velocity tests in newly constructed concrete piles // NDE for Safety: 40th international conference and NDT exhibition. 2010.

2. Rybak J. Stress wave velocity tests in early-stage of concrete piles // Concrete solutions : proceedings of Concrete Solutions, 5th International Conference on Concrete Repair. 2014. DOI: 10.1201/b17394-88

3. Шабалин В.А., Журавлев А.Ю., Бордюгов М.Д. Определение глубины заложения и плотности бетона буронабивных столбов на объектах строительства мостов методом сейсмоакустики (на примере строительства моста через бухту золотой рог в г. Владивостоке) // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке. 2012. Т. 1. С. 207-210.

4. Кулачкин Б.И., Митькин А.А. Инновации в геотехнике, связанные с новыми подходами к оценке качества буровых свай // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. 2016. Т. 7. № 2. С. 106-115. DOI: 10.15593/2224-9826/2016.2.11

5. Дровникова Е.М. Сейсмоакустическая дефектоскопия сплошности свайных фундаментов // Дни студенческой науки : сб. докл. науч.-техн. конф. по итогам научно-исследовательских работ студентов института инженерно-экологического строительства и механизации НИУ МГСУ. 2020. С. 207-209.

6. Иванов А.Ю. Применение сейсмоакустической дефектоскопии при обследовании строительных конструкций // Дни студенческой науки : сб. докл. науч.-техн. конф. по итогам научно-исследовательских работ студентов Института инженерно-экологического строительства и механизации НИУ МГСУ. 2021. С. 425-427.

7. Degaev E., Rimshin V.I. Checking the integrity of piles by seismoa cousticdefectos copy // Journal of Physics Conference Series. 2019. Vol. 1425. Issue 1. P. 012153. DOI: 10.1088/1742-6596/1425/1/012153

8. Черняков А.В. Применение струйной цементации грунтов в условиях исторической застройки // Жилищное строительство. 2011. № 9. С. 24-26.

9. Галушкин И.В., Кухмазов С.У., Рагозин Н.А. Межскважинное сейсмическое просвечивание - важный инструмент инженерно-геологических изысканий на площадках строительства объектов повышенной ответственности // Инженерные изыскания. 2021. Т. 15. № 1-2. С. 62-75. DOI: 10.25296/1997-8650-2021-15-1-2-62-75

10. Король Е.А., Завалишин С.И., Хлыстунов М.С. Состояние нормативного обеспечения безопасности ответственных строительных объектов в условиях экстремальных динамических нагрузок // Вестник МГСУ. 2009. № S2. С. 23-27.

11. Римшин В.И., Шубин Л.И., Савко А.В. Ресурс силового сопротивления железобетонных конструкций инженерных сооружений // Academia. Архитектура и строительство. 2009. № 5. С. 483-491.

12. Римшин В.И., Трунтов П.С. Комплексное обследование технического состояния строительных конструкций, подвергшихся воздействию пожара // Университетская наука. 2019. № 2 (8). С. 12-16.

13. Теличенко В.И., Король Е.А., Хлыстунов М.С., Прокопьев В.И. Мониторинг геофизической устойчивости зданий и сооружений с использованием грависейсмометрической станции СГМ-3В // Предотвращение аварий зданий и сооружений. 2009. № 8. С. 27.

14. Король Е.А., Харькин Ю.А. К вопросу о выборе программного комплекса для моделирования напряженно-деформированного состояния трехслойных железобетонных элементов и конструкций с монолитной связью слоев // Вестник МГСУ. 2010. № 3. С. 156-163.

15. Король Е.А., Шушунова Н.С. Использование инновационных технологий устройства стеновых покрытий с модульными системами озеленения // Вестник МГСУ. 2021. Т. 16. № 7. С. 912-925. DOI: 10.22227/1997- 0935.2021.7.912-925

16. Korol E.A., Petrosyan R.S. Methodological approaches to the formation of the organizational and technological mechanism for improving the manufacturability of work during the overhaul of buildings // IOP Conference Series Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 753. Issue 3. P. 032057. DOI: 10.1088/1757-899X/753/3/032057

17. Vu D.T., Korol E., Kustikova Y., Nguyen H.H. Finite element analysis of three-layer concrete beam with composite reinforcement // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 97. P. 02023. DOI: 10.1051/e3sconf/20199702023

18. Korol E.A. The choice of the rational parameters of three-layer reinforced concrete inclosing structures with monolithic bond of layers by computer simulation // IOP Conference Series Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 456. Issue 1. P. 012075. DOI: 10.1088/1757-899X/456/1/012075

19. Карапетян С.Г., Тышова Ю.В. Сравнение аналитических и численных расчетов с натурными испытаниями свай на горизонтальные нагрузки // Молодой ученый. 2020. № 49 (339). С. 63-69.

20. Белых А.Н., Астахов И.А., Небож Т.Б. Перспективные методы полевых испытаний свай в России: метод волновой теории удара // Перспективы науки. 2020. № 10 (133). С. 186-189.

21. Первов А.Г., Ширкова Т.Н., Спицов Д.В. Экономические аспекты очистки фильтратов полигонов хранения твердых коммунальных отходов с применением мембран // Вестник МГСУ. 2021. Т. 16. № 6. С. 698-719. DOI: 10.22227/1997-0935.2021.6.698-719.

22. Мазурин Д.М., Дементьева М.Е. Технико-экономические показатели производства работ по демонтажу многоэтажного здания в условиях сложившейся застройки // Вестник МГСУ. 2021. Т. 16. № 6. С. 741-750. DOI: 10.22227/1997-0935.2021.6.741-750

23. Продоус О.А., Шлычков Д.И., Абросимова И.А. Обоснование необходимости проведения гидродинамической очистки самотечных сетей водоотведения // Вестник МГСУ. 2022. Т. 17. № 1. С. 106-114. DOI: 10.22227/1997-0935.2022.1.106-114

24. Рыльцева Ю.А. Современные способы и средства диагностики и ремонта подводных переходов трубопроводов // Вестник МГСУ. 2021. Т. 16. № 9. С. 1236-1263. DOI: 10.22227/1997-0935.2021.9.1236-1263