【正文】 樁身完整性檢測技術(shù) ? 、理論依據(jù)和技術(shù)方法 ? ? ? ? 基樁檢測規(guī)范的相關(guān)規(guī)定 ? 樁身完整性與缺陷 ? （ 1） 樁身 完整性 ：是反映樁身截面尺寸相對變化，樁身材料密實(shí)性和連續(xù)性的綜合定性指標(biāo)。 ? （ 2） 樁身 缺陷 ：斷裂、裂縫、縮頸、夾泥（砂）、空洞、蜂窩，疏松的總稱。 ? ? （ 1）工程樁應(yīng)進(jìn)行樁身完整性抽樣檢測； ? （ 2）樁身完整性檢測宜采用兩種或多種合適的檢測方法進(jìn)行。 ? 樁身完整性檢測方法及適用范圍 ? （ 1） 聲波透射法 ? 在預(yù)埋聲測管之間發(fā)射和接受超聲波，通過實(shí)測聲波在混凝土介質(zhì)中傳播的聲學(xué)參數(shù)（例如：聲速、頻率、振幅以及波形）的相對變化，對樁身完整性進(jìn)行判定： ? ①混凝土均勻性；②缺陷及位置；③完整性類別。 ? （ 2） 低應(yīng)變法 ? 用低能量瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)激振方式在樁頂激振，實(shí)測樁頂?shù)乃俣?、加速度時(shí)程曲線，通過波動理論或機(jī)械阻抗理論對實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，對樁身完整性進(jìn)行判定： ? ①缺陷及位置；③完整性類別。 （ 3） 高應(yīng)變法 ? 用重錘在樁頂沖擊激振，實(shí)測樁頂?shù)?(加 )速度和力的時(shí)程曲線，通過波動理論進(jìn)行分析，檢測判定： ? ①單樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求，分析樁側(cè)與樁端阻力； ②缺陷及位置，完整性類別。 ? （ 4） 鉆芯法 ? 用鉆機(jī)鉆取芯樣，以檢測判定： ? ①樁身缺陷（密實(shí)性、連續(xù)性）、 ②樁長、 ③樁底沉渣厚度、④樁身混凝土強(qiáng)度、⑤判斷或鑒別樁端巖土性狀。 ? 抽檢數(shù)量 ? (1)柱下三樁或三樁以下的承臺抽檢樁數(shù)不得少于 1根。 (2)設(shè)計(jì)等級為甲級，或地質(zhì)條件復(fù)雜。成樁質(zhì)量可靠性較低的灌注樁，抽檢數(shù)量 不應(yīng)少于總樁數(shù)的 30%，且 不得少于 20根 ；其他樁基工程的抽檢數(shù)量 不應(yīng)少于總樁數(shù)的 20%，且 不得少于 10 根 。 注： a 對端承型大直徑灌注樁，應(yīng)在上述兩款規(guī)定的抽檢樁數(shù)范圍內(nèi)，選用鉆芯法或聲波透射法對部分受檢樁進(jìn)行樁身完整性檢測。抽檢數(shù)量 不應(yīng)少于總樁數(shù)的 10%） 。 ? 工挖孔樁，以及單節(jié)混凝土預(yù)制樁，抽檢數(shù)量可適當(dāng)減少，但 不應(yīng)少于總樁數(shù)的 10%，且不應(yīng)少于 10 根 。 ，應(yīng)適當(dāng)增加抽檢數(shù)量 。 ? 受檢樁選擇 ? 1 施工質(zhì)量有疑問的樁； ? 2 設(shè)計(jì)方認(rèn)為重要的樁； ? 3 局部地質(zhì)條件異常的樁； ? 4 施工工藝不同的樁； ? 5 除上述規(guī)定外，同類型樁宜均勻隨機(jī)分布。 ? 檢測時(shí)間規(guī)定 ? 1 采用低應(yīng)變法或聲波透射法檢測時(shí)，受檢樁混凝土強(qiáng)度至少 達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 70%，且不小于 15MPa 。 ? 2 采用鉆芯法檢測時(shí)，受檢樁的混凝土齡期 達(dá)到 28d 或預(yù)留同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度 達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 ? 3 采用高應(yīng)變法檢測時(shí)，除上述要求外，還 應(yīng)滿足成樁休止時(shí)間要求 。 ? 振動波與波動理論簡介 ? 波 與 振動 ? （ 1） .波的物理定義及類別 ? 波動是某一物理量的擾動或振動在空間逐點(diǎn)傳遞時(shí)形成的運(yùn)動。 .波在空間和時(shí)間的分布可用波函數(shù) F(r177。 ct)表示（其中“ r” — 矢徑的幅值，“＋和－” — 分別表示波沿正和負(fù) r方向傳播，” c” — 波的傳播速率。 ? ① 機(jī)械波 （ 含 聲波 、 彈性波 等）：是構(gòu)成介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械運(yùn)動（引起位移、密度、壓強(qiáng)等物理量的變化）在空間的傳遞。相鄰質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用的彈性力或準(zhǔn)彈性力，使某一點(diǎn)的振動向鄰近質(zhì)點(diǎn)傳遞。需依靠 介質(zhì) 的傳遞。 ? ② 電磁波 (含光波等 )：是電磁場的振動在空間傳遞。依靠的是電磁場 本身的規(guī)律，毋需任何介質(zhì)的存在，故可在真空中傳播。 ? （ 2） 波形及傳播 ? ① .平面波、 柱面波和球面波 . ? 三類波見下圖 1?？臻g直角坐標(biāo)系 (x,y,z)中，如果 r＝ x,則在同一個(gè) yz平面上 ,波在任一點(diǎn)都有同樣的值，這種波叫平面波；一個(gè)點(diǎn)波源所輻射的波，一般是球面波。 ? ② .標(biāo)量波 （如空氣中的聲波） 與 矢量波 （如電磁波）。 ? 振動物理量有 標(biāo)量 、 矢量 之分。 ? ③ .縱波 與 橫波 ? （ 壓縮波 ）：波的傳播與振動方向一致（相反時(shí)稱為拉伸波） ? （剪切波）：波的傳播與振動方向相垂直，只能在固體中傳播。 ? ④ .簡諧波 :波函數(shù) F(r177。 ct)是一種很簡單的正弦或余弦函數(shù)。 ? 通常一確定線性波可分解為 n個(gè)簡諧波的疊加。 ? ⑤ .聲波分類 ? 機(jī)械波源所激起振動，依據(jù)縱波頻率 : ? ～ 20220Hz,人可聽覺 , 振動稱為聲振動 , 稱為 聲波 。 ? ﹥ 20220Hz時(shí)，稱為 超聲波 ； ? ﹤ 20Hz時(shí)，稱為 次聲波 。 ? (3）波的強(qiáng)度、能量和衰減 ? ① .波都具有強(qiáng)度并攜帶能量 ? ② .波衰減性：弱除在真空中外，波在傳播過程中，是不可能維持它的 振幅 不變的。在媒質(zhì)中傳播中，波所帶的能量總會因某種機(jī)理或快或慢地轉(zhuǎn)換成熱能或其他形式的能量，從而不斷衰弱，終至消失。 ? (4）各種波的共同特性 ? ① .反射和折射：在不同介質(zhì)的界面上能產(chǎn)生反射和折射，對各向同性介質(zhì)的界面，遵守反射定律和折射定律； ? ②．疊加性（分解性）：通常的線性波時(shí)遵守波的疊加原理； ? ③ . 干涉：兩束或兩束以上的波在一定條件下疊加時(shí)能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象； ? ④ . 衍射：波在傳播路徑上遇到障礙物時(shí)能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象； ? ⑤ . 偏振：橫波能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象。 ? （ 5）波的傳播規(guī)律 ? ① 反射、折射和散射 ? 在均勻的媒質(zhì)中，波沿直線傳播。波由一種均勻的媒質(zhì)射向另一種均勻媒質(zhì)，而且兩個(gè)媒質(zhì)的界面是平面的。入射到界面的波（入射波），一部分在界面上被反射回第一媒質(zhì)（稱為 反射波 ），另一部分則折入第二媒質(zhì) (稱為折射波 )。反射角恒等于入射角，而折射角的大小依賴于兩個(gè)媒質(zhì)的有關(guān)物理量的比。對于電磁波，這個(gè)物理量是介電常數(shù)同磁導(dǎo)率的乘積的平方根。當(dāng)固體中聲波從一個(gè)固體媒質(zhì)投射到另一固體媒質(zhì)時(shí)，在第一媒質(zhì)中，入射波將被反射出兩個(gè)波，而不是一個(gè)，其中一個(gè)是縱波，一個(gè)是橫波。進(jìn)入第二媒質(zhì)時(shí)也將折射出兩個(gè)波。兩種反射波的反射角和兩種折射波的折射角都有一定的規(guī)律。 ? ② 行波和駐波 ? 不斷前進(jìn)的波，稱為行波；但在特殊情況下似乎囚禁在某個(gè)空間的波。稱為駐波。 ? 兩列振幅和頻率都相同，而傳播方向相反的同類波疊加起來就形成駐波。常用讓一列入射波受到媒質(zhì)邊界的反射，以產(chǎn)生滿足條件的反向波，讓二者疊加形成駐波。例如，簡諧波在駐波腔內(nèi)來回反射，駐波腔的長度是半波長的整數(shù)倍，腔端每個(gè)界面在反射時(shí)產(chǎn)生 π相位差。駐波中振幅恒為零的點(diǎn)稱為波節(jié)，相鄰波節(jié)相距半個(gè)波長，兩個(gè)波節(jié)之間的振幅按正弦形分布。振幅最大的點(diǎn)稱為波腹。 行波動力學(xué)方程 （一維縱波波動方程見教材 P810） 1 u2 = E/ρ B 彈性桿件模型 2： ? 反射波法其原理是通過錘擊樁頂，應(yīng)力脈沖以波的形式沿樁體傳播，彈性應(yīng)力波在傳播的過程中遇到樁體界面變化時(shí)，將表現(xiàn)為樁身阻抗變化而產(chǎn)生反射波，通過安裝在樁頂?shù)膫鞲衅鹘邮詹ǖ淖兓?，從而判斷樁身的完整情況。 ? 一列質(zhì)量為 m的小質(zhì)點(diǎn)，相鄰質(zhì)點(diǎn)間用長度 h的彈簧連接。彈簧的 彈性系數(shù) （又稱“倔強(qiáng)系數(shù)”）為 k。 ? 其中 u(x) 表示位于 x的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的距離。施加在位于 x+h 處的質(zhì)點(diǎn) m 上的力為： ? 其中 :— 質(zhì)點(diǎn) 慣性力 （根據(jù) 牛頓第二定律 ）， — 彈簧作用力（根據(jù) 胡克定律 ）。 ? 根據(jù) 達(dá)朗貝爾原理 ，位于 x+h 處質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程為： ? 若 N 個(gè)質(zhì)點(diǎn)間隔均勻地固定在長度 L = N h 的彈簧鏈上，總質(zhì)量 M = N m，鏈的總體 勁度系數(shù) 為 K = k/N，則可將上面的方程寫為：