【正文】 的振動力以彈性波傳播方式在周圍土體中衰減消散，沉管周圍的主體以垂直振動為主，而一定距離后的土層，水平振動大于垂直振動，再加上側(cè)向擠土作用，極易振斷初凝鄰樁，軟硬土層交界處尤重。（2）若樁距小于三倍樁徑，沉管過程可能會使地表主體隆起，從而在鄰樁樁身產(chǎn)生一豎向拉力，使得初凝混凝土拉裂。（3）拔管速度過快，管內(nèi)混凝土澆灌高度較低，不足以產(chǎn)生一定的排擠壓力，淤泥層易產(chǎn)生縮頸。（4）地層存在有承壓水的砂層，砂層上又覆蓋有透水性差的粘土層時，孔中澆灌混凝土后，由于動水壓力作用，沿樁身至樁頂出現(xiàn)冒水現(xiàn)象，凡冒水樁一般都會演變成斷樁。（5）振動沉管采用活瓣樁尖時，活瓣張開不靈活、混凝土下落不流暢，引起斷樁或混凝土密實度差的現(xiàn)象時有發(fā)生；當(dāng)樁尖持力層為透水性良好的砂層時，若沉管后混凝土澆灌不及時，易從活瓣的合縫處滲水，稀釋樁尖部分的混凝土，使得樁端阻力喪失。（6）預(yù)制樁尖混凝土質(zhì)量不滿足要求，沉管時被擊碎塞入樁管內(nèi)。拔管至一定高度后，樁尖下落且被孔壁卡住，形成樁身的下部無混凝土，產(chǎn)生俗稱的“吊腳樁”。（7）鋼筋籠埋置高度控制不準(zhǔn)，找不到鋼筋籠。、鉆孔灌注樁在地下水位較高的場地進(jìn)行灌注樁施工，成孔方法有沖抓式，沖擊式、回轉(zhuǎn)鉆式和潛鉆式等，成孔過程采用就地造漿或制備泥漿護(hù)壁，以防止孔壁坍塌?；炷翝补嗖扇Ц羲ǖ膶?dǎo)管水下澆灌混凝土工藝。澆灌過程操作不當(dāng)容易出現(xiàn)以下質(zhì)量問題：（1）由于停電或其它原因，澆灌混凝土沒有連續(xù)進(jìn)行，間斷一定時間后，隔水層凝固形成硬殼，后續(xù)混凝土無法下灌，只好上拔導(dǎo)管，一旦泥漿進(jìn)入管內(nèi)必然形成斷樁；而如用增大管內(nèi)混凝土壓力等辦法，沖破隔水層，形成新的隔水層，破碎的老隔水層混凝土必將凝固在樁身中造成樁身局部低劣混凝土。（2）水下澆灌混凝土的樁徑不宜小于600mm，樁徑過小，由于導(dǎo)管和鋼筋籠占據(jù)一定空間，加上孔壁摩阻作用，混凝土上升不暢，容易堵管，形成斷樁或鋼筋籠上浮。（3）泥漿護(hù)壁成孔，不同土層泥漿應(yīng)按相應(yīng)比重配制，否則孔壁容易坍塌。（4）正循環(huán)法清孔時，應(yīng)根據(jù)孔的深淺，控制洗孔時間或孔口泥漿比重，清空時間過短、孔底沉渣太厚，將影響樁端承載力發(fā)揮。（5）混凝土和易性不好時，易產(chǎn)生離析現(xiàn)象（6）導(dǎo)管連接處漏水時將形成斷樁。在地下水豐富的場地，采用人工挖孔灌注樁，容易發(fā)生以下質(zhì)量問題；（1）地下水滲流嚴(yán)重的土層，易使護(hù)壁坍塌，土體失穩(wěn)塌方。（2）土層出現(xiàn)流砂現(xiàn)象或有動水壓力時，護(hù)壁底部土層會突然失去強(qiáng)度，泥土隨水急速涌動，產(chǎn)生井涌，使護(hù)壁與土體脫空，或引起孔形不規(guī)則。（3）挖孔時如果邊挖邊抽水，地下水下降時，護(hù)壁易受到下沉土層產(chǎn)生的負(fù)摩擦作用，使護(hù)壁受到拉力，產(chǎn)生環(huán)向裂縫，護(hù)壁所受的周圍土壓力不均勻時，又將產(chǎn)生彎矩和剪力作用，易引起垂直裂縫，而裝制作完畢，護(hù)壁和樁身混凝土成為一體，它是樁身的一部分，護(hù)壁裂縫破損或錯位必將影響樁身質(zhì)量和側(cè)阻力的發(fā)揮。（4）孔較深時，澆灌混凝土若沒采用導(dǎo)管，混凝土從高處自由下落易產(chǎn)生離析。（5）孔底水不易抽干或未抽干情況下澆灌混凝土，樁尖混凝土將被稀釋，降低樁端承載力?；炷令A(yù)制樁大多用柴油錘、蒸汽錘或自由落錘打入土中，打樁過程容易發(fā)生以下質(zhì)量問題：（1）打樁時應(yīng)選用合適的錘墊和樁墊，墊層過軟會降低錘擊能量的傳遞，打入困難；墊層過硬，將增大錘擊應(yīng)力，容易擊碎樁頭，一般最大錘擊壓應(yīng)力不容許超過混凝土抗壓強(qiáng)度的65%。（2）打樁的拉應(yīng)力易引起樁身開裂，打樁拉應(yīng)力的產(chǎn)生及大小與樁尖土的特征、樁側(cè)土阻力分布、入土深度、錘偏心程度和墊層特性有關(guān)。若樁較長，樁尖土質(zhì)較差，錘擊入射的壓力波從樁尖反射為拉力波，最大拉應(yīng)力大多發(fā)生在打樁初期樁身中部的一定范圍，～；當(dāng)樁尖土質(zhì)較堅硬，入射波在樁尖的反射仍為壓力波，壓力波傳至樁頂，此時樁錘已回跳離開樁頂，應(yīng)力波因而將從自由樁頂端將反射波形成拉力波，這是最大拉應(yīng)力一般發(fā)生在樁的上部。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時，混凝土將開裂。（3）樁錘選用不合適，將難于打至預(yù)定設(shè)計標(biāo)高或不滿足貫入度要求。（4）樁頭鋼筋網(wǎng)片設(shè)置、配筋不符合要求或樁頂保護(hù)過厚，樁頂不平，樁身混凝土標(biāo)號低于設(shè)計要求等，打樁時都易擊碎樁頭。（5）樁身傾斜或遇有障礙物，易導(dǎo)致樁頭錯位。動力打樁公式在打入式預(yù)制樁施工中的應(yīng)用已有近百年的歷史，可以說，動力試樁技術(shù)的發(fā)展始于動力打樁公式。拒不完全統(tǒng)計，這些公式包括修正公式有百余個，它們大都是依據(jù)牛頓剛體碰撞理論，能量和動量守恒原理，針對不同錘型、樁型并結(jié)合各國、各地經(jīng)驗撿了起來的。雖然對彈性波在固體介質(zhì)中的傳播現(xiàn)象研究始于19實際中葉的Poisson和Stokes等人，幾乎和建立在剛體力學(xué)基礎(chǔ)上的動力打樁公式同步，但直到1931年才有人意識到打樁問題是一波傳播問題。咸魚當(dāng)時電子技術(shù)發(fā)展水平，波動方程的定解問題—也就是邊界條件無法通過測試來確定，從而使應(yīng)力波理論在樁基工程中的實際應(yīng)用要比應(yīng)力波理論的出現(xiàn)晚了約一個世紀(jì)。1960年，Smith提出了樁錘樁土系統(tǒng)的集中質(zhì)量法差分求解模型。從而提供了一套較為完整的樁錘土系統(tǒng)打樁波動問題的處理方法，建立了目前高應(yīng)變動力檢測數(shù)值計算方法的雛形，為應(yīng)力波理論在樁基工程中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。1960年后，世界上部分國家開展了系列動力測試樁承載力的研究工作，并于20世紀(jì)80年代形成了實用的高應(yīng)變現(xiàn)場測試和室內(nèi)波動方程分析方法。采用低應(yīng)變法檢測樁身完整性研究工作也在同期開展，其中機(jī)械阻抗法在20世紀(jì)70年代初已取得了進(jìn)展；而低應(yīng)變反射波法早期研究雖然也在英、法等國開展，卻有報導(dǎo)說其不成功，不過進(jìn)入80年代后，這一方法發(fā)展速度很快，在國際上基本占據(jù)了低應(yīng)變動力檢測樁身完整性的主導(dǎo)地位。我國的樁動力檢測理論研究與實踐始于20世紀(jì)70年代，其中包括兩部分內(nèi)容：其一是研究開發(fā)具有我國特色的方法，如湖南大學(xué)的動力參數(shù)法、四川省建筑科學(xué)研究院和中國建筑科學(xué)研究院共同研究的錘擊貫入試樁法、西安公路研究所的水電效應(yīng)法、成都市城市建設(shè)研究所的機(jī)械阻抗法、冶金部建筑研究總院的共振法等；其二是對國外剛開始流行的高應(yīng)變動測技術(shù)進(jìn)行嘗試，如南京工學(xué)院等單位在渤海12號平臺進(jìn)行的鋼管樁動力測試、甘肅省建筑科學(xué)研究所與上海鐵道學(xué)院合作研制我國第一臺打樁分析儀。這些早期的探索與實踐加速了動測技術(shù)的推廣普及，為我國在短期內(nèi)達(dá)到樁動測技術(shù)的國際先進(jìn)水平創(chuàng)造了有利條件。20世紀(jì)80年代，以波動方程為基礎(chǔ)的高應(yīng)變法進(jìn)入了快速發(fā)展期，是當(dāng)時國際上所有基樁承載力動測方法研究中最熱門的一種。國內(nèi)上海、福建、北京、天津、廣東等地近10家單位相繼從瑞典、美國引進(jìn)了打樁分析儀PDA，其中少數(shù)單位還同時引進(jìn)了波形擬合分析軟件CAPWAP。此后幾年間，幾乎在國內(nèi)所有用樁量大的地區(qū)，均開展了高應(yīng)變法的適用性、可靠性研究，動測設(shè)備的軟硬件研制也取得了長足進(jìn)展。交通部第三航務(wù)工程局科研所研制出SDF1型打樁分析儀，成都市城市建設(shè)研究所的ZK系列基樁振動檢測儀，中國建筑科學(xué)研究院地基所推出了FEIPWAPC波形擬合分析軟件、FEIA樁基動測分析系統(tǒng)和DJ3型試樁分析儀，中國科學(xué)院武漢巖石力學(xué)研究所推出了RSM系列以及武漢巖海公司的RS系列基樁動測儀等。20世紀(jì)80年代中至90年代初，和高應(yīng)變法在我國發(fā)展情形類似，各種低應(yīng)變法在基本理論、機(jī)理、儀器研發(fā)、現(xiàn)場測試和信號處理技術(shù)、工程樁或模型樁驗證研究、實踐經(jīng)驗積累等方面，去的了許多有價值的成果。20世紀(jì)90年代中期，建工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《基樁低應(yīng)變動力檢測規(guī)程》（JGJ/T9395）和《基樁高應(yīng)變動力檢測規(guī)程》（JGJ10697）的相繼頒布，標(biāo)志著我國基樁動測技術(shù)發(fā)展進(jìn)入了相對成熟期。以后廣東、上海、天津、湖北等地也開始陸續(xù)編制地方標(biāo)準(zhǔn)，如《深圳地區(qū)基樁質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》（SJG0999）、廣東省標(biāo)準(zhǔn)《基樁反射波法檢測規(guī)程》（DBJ15272000）、天津市標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》（DBJ29382002）等。雖然，國際上動測法的主流目前仍是一維桿波動理論為基礎(chǔ)的高、低應(yīng)變兩種方法，與我國狀況相似，但這兩種方法的成熟性是相對的。所謂動測法理論體系較為完備只有將樁視為一單獨自由桿件時才能成立，而考慮樁與土相互作用機(jī)理后，其復(fù)雜性不言而喻。第二章 應(yīng)力波與樁的完整性應(yīng)力波法檢測樁身完整性的基本原理是:通過在樁頂施加激振信號產(chǎn)生應(yīng)力波，該應(yīng)力波沿樁身傳播過程中，遇到不連續(xù)界面(如蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞等缺陷)和樁底面時，將產(chǎn)生反射波，檢測分析反射波的傳播時間、幅值和波形特征，就能判斷樁的完整性。根據(jù)介質(zhì)中質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向的差別可將波分為若干種，如縱波、橫波、表面波、扭轉(zhuǎn)波等。其中，縱波和橫波是基本的機(jī)械波，根據(jù)運動學(xué)的疊加原理，任何復(fù)雜的波動都可以看成是這兩者的疊加。 縱波:介質(zhì)質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向平行的波稱，又稱為P波。縱波的傳播是依靠介質(zhì)時疏時密的局部容積發(fā)生變化引起壓強(qiáng)的變化而傳播的，與介質(zhì)的體積彈性相關(guān)。由于任何彈性介質(zhì)都有體積彈性，縱波能在任何介質(zhì)中傳播。 橫波:介質(zhì)質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直的波稱，又稱為S波。橫波的傳播是依靠使介質(zhì)產(chǎn)生剪切變形(局部形狀變化)引起的剪應(yīng)力變化而傳播的，與介質(zhì)的剪切彈性相關(guān)。由于液體、氣體形狀變化時，不能產(chǎn)生抗拒形變的剪應(yīng)力，所以液體和氣體不能傳播橫波，只有固體才能傳播橫波。 應(yīng)力波:在可變形固體介質(zhì)中，當(dāng)某個地方突然受到機(jī)械擾動，這種擾動產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變的變化就會以波的形式傳播出去。固體中的聲波、超聲波等都是常見的應(yīng)力波。通常將擾動區(qū)域與未擾動區(qū)域的界面稱為波振面，波陣面的傳播速度稱為波速。 為研究應(yīng)力波在樁中的傳播，提出以下前提條件: 振源:點振源，手錘錘擊樁端面。 傳播介質(zhì):在樁的長度L遠(yuǎn)大于樁徑D是，把樁看成是一維直桿。 廣義波阻抗:Z=ρCA，其中，ρ表示樁的材料密度，C表示彈性波速，A表示樁的橫截面積。當(dāng)桿身的幾何尺寸或材料的物理性質(zhì)發(fā)生變化時，相應(yīng)的ρ, C, A會發(fā)生變化，其變化的發(fā)生處成為波阻抗界面，其比值可表示為廣義波阻抗比。 傳播:應(yīng)力波以錘擊電為中心半球向外傳播，當(dāng)應(yīng)力波傳播至樁身一定距離S后(一般S大于1 ～2倍樁徑D)，波振面才近似為平面。此時手錘錘擊樁端認(rèn)為是應(yīng)力波在一維桿件中豎直方向傳播。一維桿應(yīng)力波波動方程表示如下:?2u?t2c2?2u?x2=0 (21) 式中，u為x方向的位移，單位是m。 c=Eρ0為傳播速度，單位是m/s 。E為樁的彈性模量，單位是MPa。 ρ表示樁的材料密度，單位是g/m3 。x為坐標(biāo)，單位是m。 t為時間，單位是s。 低應(yīng)變反射波法主要研究應(yīng)力波的縱波形式。縱波在無限長直桿內(nèi)傳播時，將沿某一方向前進(jìn)到無限遠(yuǎn)處。若桿長有限，當(dāng)波和桿端相遇時，根據(jù)邊界條件，縱波將在端部邊界產(chǎn)生反射或透射。應(yīng)力波反射法測樁中典型的端部邊界是固定端邊界和自由端邊界，通過對波動方程的求解，可以分析邊界的波場問題。低應(yīng)變法適用于檢測混凝土樁的樁身完整性，判斷樁身缺陷的程度及位置。它屬于快速普查樁的施工質(zhì)量的一種半直接法。在《規(guī)范》中，樁身完整性定義為：反映樁身截面尺寸相對變化、樁身材料密實性和連續(xù)性的綜合定性指標(biāo)；樁身缺陷定義為；使樁身完整性惡化，在一定程度上引起樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性降低的樁身斷裂、裂縫、夾泥（雜物）、空洞、蜂窩、松散等現(xiàn)象的統(tǒng)稱。注意，樁身完整性不是嚴(yán)格的定量指標(biāo)，對不同的樁身完整性檢測方法，具體的判定特征各異，但為了便于采用，應(yīng)有一個統(tǒng)一分類標(biāo)準(zhǔn)。所以樁身完整性類別是按缺陷對樁身結(jié)構(gòu)承載力的影響程度，統(tǒng)一劃分為四類的。Ⅰ類——樁身完整性。Ⅱ類——樁身有輕微缺陷，不會影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的發(fā)揮。Ⅲ類——樁身有明顯缺陷，對樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響。一般應(yīng)采用其他方法驗證其可用性，或根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)計復(fù)核或補(bǔ)強(qiáng)處理。Ⅳ類——樁身存在嚴(yán)重缺陷，一般應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。作為完整性指標(biāo)之一的樁身截面尺寸，由于在《規(guī)范》中定義為“相對變化”，所以先要確定一個相對衡量尺度。但檢測時，樁徑是否減小可能會參照以下條件之一：（1） 按設(shè)計樁徑；（2）根據(jù)設(shè)計樁徑，并針對不同成裝工藝的樁型按施工質(zhì)量驗收規(guī)范考慮樁徑的允許負(fù)偏差；（3）考慮充盈系數(shù)后的平均施工樁徑。顯然，灌注樁是否縮頸需要有一個參考基準(zhǔn)。過去，在動測法檢測并采用開挖驗證時，說明動測結(jié)論與開挖驗證結(jié)果是否符合通常是按第一種條件。但嚴(yán)格的講，應(yīng)按施工驗收規(guī)范，即第二個條件才是合理的，但因為動測法不能對縮頸嚴(yán)格定量，于是才定義為“相對變化”。 樁身缺陷有三個指標(biāo)，即位置類型（性質(zhì)）和程度。缺陷程度對樁身完整性分類是第一位重要的。動測法檢測時，不論缺陷的類型如何，其綜合表現(xiàn)均為樁的阻抗變小，即完整性動力檢測中分析的僅是阻抗變化，阻抗的變小可能是任何一種或多種缺陷類型及其程度大小的綜合表現(xiàn)。所以樁身不同類型的缺陷，低應(yīng)變測試信號中主要反映出樁身阻抗減小的信息，缺陷性質(zhì)往往較難區(qū)分。例如，混凝土灌注樁出現(xiàn)的縮頸與局部松散、夾泥、空洞等，只憑測試信號就很難區(qū)分。因此，對曲線類型進(jìn)行判斷，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)、施工情況綜合分析，或采取鉆芯、聲波透射等其他方法。需要指出，盡管利用實測曲線擬合法分析能給出定量的結(jié)果，但由于樁的尺寸效應(yīng)，以及樁側(cè)土阻尼、土阻力和樁身阻尼的耦合影響，曲線擬合法還不能達(dá)到準(zhǔn)確定量的程度。所以，低應(yīng)變動測法根據(jù)阻抗的變小既不能判斷缺陷的具體類型，也不能對樁身缺陷程度作定量判定； 對于灌注樁擴(kuò)徑而表現(xiàn)出的阻抗變大，應(yīng)在分析判定時予以說明，因擴(kuò)徑對樁的承載力有力，不應(yīng)作為缺陷考慮。第三章 低應(yīng)變反射波法的基本原理低應(yīng)變反射波法是以一維彈性桿平面應(yīng)力波波動理論為基礎(chǔ)的，是以一維彈性桿平面應(yīng)力波波動理論為基礎(chǔ)的。將樁身假定為一維彈性桿件（樁長直徑）,在樁頂錘擊力作用下，產(chǎn)生一壓縮波，沿樁身向下