【正文】 安徽建筑大學本科畢業(yè)論文目 錄摘要 3Abstract 4第一章 緒論 5 5 6 8 11第二章 應力波與樁的完整性 13 13 14 14 15 15第三章 低應變反射波法的基本原理 17 一維波動理論 17 桿的縱向波動方程 17 桿的縱向波動方程解答 19 分離變量法求解波動方程 19 采用行波理論求解波動方程 21 應力波的相互作用在不同阻抗界面上的反射和投射 23 應力波的相互作用 23 應力波在桿不同阻抗界面處的反射透射 24第四章 測試系統(tǒng) 26 26 26 27 29 29 33 35 36第五章　測試方法及數(shù)據(jù)處理 37 測試方法 37 37 38 40 41 42 43 43 45 48（或樁底）的波形特征 49 51 51第六章 反射波法的使用總結 56摘要樁基動力檢測是指在樁頂施加一個動態(tài)力（動荷載），動態(tài)力可以是瞬態(tài)沖擊力或穩(wěn)態(tài)激振力。樁土系統(tǒng)在動態(tài)力的作用下產(chǎn)生動態(tài)響應，采用不同功能的傳感器在樁頂量測動態(tài)響應信號(如位移、速度、加速度信號)，通過對信號的時域分析、頻域分析或傳遞函數(shù)分析，判斷樁身結構完整性，推斷單樁承載力。 隨著我國國民經(jīng)濟與工程建設的快速發(fā)展，基樁檢測作為隱蔽工程驗收的重要環(huán)節(jié)，對保證整個工程建設的安全穩(wěn)定起著十分重要的作用。在各種檢測方法中，反射波法目前應用最廣泛、使用最便捷，理論與實踐發(fā)展也比較成熟，有比較先進的儀器設備及應用分析軟件。但是總體而言，基樁檢測技術在我國的應用發(fā)展時間不長，許多測試方法不僅理論上不夠完善，實際應用中也存在一些問題。在基樁完整性檢測中，利用低應變法可確定樁身缺陷位置、判斷缺陷的類型和缺陷的嚴重程度。本文主要做了一下工作： 介紹低應變的基本原理、適用范圍及優(yōu)缺點，一維波動理論基本方程和解答，低應變樁基檢測的現(xiàn)場注意事項，傳感器的類型，時域和頻域曲線的分析等。關鍵字：低應變；反射波法；一維波動理論；基樁完整性。AbstractPile foundation dynamic testing refers to the pile top places a dynamic force (load), the dynamic force can be transient impact or steady vibration force. Pile soil system in dynamic force produced under the action of dynamic response, the different function of sensors at the top of the pile dynamic response signal measured (such as displacement, velocity and acceleration signals) , by analyzing the signal of time domain, frequency domain analysis or transfer function analysis, determine the structural integrity of pile, the bearing capacity of single pile. Along with our country national economy and the rapid development of engineering construction, foundation pile detection as an important part of the concealed engineering acceptance, to ensure the safety of the engineering construction stability plays a very important role. Among various kinds of detection methods, reflection wave method is the most widely used, use the most convenient, theory and practice of development is more mature, more advanced instrument equipment and application analysis software. But, overall, pile testing technology application development time is not long in our country, many test method is not only imperfect in theory, there are some problems in actual application. In foundation pile integrity testing, use to determine the defect position of pile low strain gauge, judging defect types and severity of. This paper mainly do the job: This article introduces the basic principle of low strain, applicable range and advantages and disadvantages, and one dimension wave theory basic equations and solutions, low strain pile foundation inspection of the matters needing attention, the types of sensors ，analysis of time domain and frequency domain curves, etcKey words: Low strain。 The reflected wave method。 A onedimensional wave theory。 Foundation pile integrity.第一章 緒論樁基礎是一種古老的基礎形式。早在新石器時代，人類就開始使用木樁搭建住所。我國漢朝時期己經(jīng)將木樁應用于橋梁建筑中，到宋代樁基礎技術已比較成熟。從20世紀初鋼筋混凝土預制構件問世以來，鋼筋混凝土預制樁和鋼筋混凝土灌注樁就得到了廣泛的應用。20世紀50年代初，隨著大型鉆孔機械的發(fā)展，我國的鐵路和公路橋梁就開始大量采用了混凝土鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁。至今，樁基礎已是建筑物最廣泛采用的基礎形式之一。樁基工程是隱蔽工程，特別是在地質條件復雜、地下水變化較大的現(xiàn)場鋼筋混凝土灌注樁，出現(xiàn)的問題最多，造成的后果也最為嚴重?，F(xiàn)場鋼筋混凝土灌注樁經(jīng)常出現(xiàn)的缺陷主要有:擴頸、縮頸、離析、斷樁，此外還有混凝土強度不足、斷裂、孔底沉渣，也有可能存在因施工人員素質低下，偷工減料而產(chǎn)生夾泥夾石等現(xiàn)象。如果在基樁質量檢測過程中沒有檢測出來，對今后建筑物的使用會產(chǎn)生很大的安全隱患，甚至會造成重大安全事故。因此，選擇合適的方法對樁基質量進行檢測，是一項重要的工作。目前成樁質量檢測的主要方法有鉆芯法、低應變法、聲波透射法，另外高應變法也能夠輔助性的檢測樁身的完整性。其中樁基低應變動力檢測是以應力波在樁身中的傳播特征作為理論基礎的一種方法，主要用于判斷樁身結構的完整性，由于其快速、輕便、易操作等特點越來越受到廣大工程人員的歡迎，已廣泛應用于工程實踐中。但是，由于低應變測試是基于一維線彈性理論，結合了部分工程實際數(shù)據(jù)，遇到復雜的地質條件，往往要憑借工程實際經(jīng)驗，可能會出現(xiàn)誤判。實際測試過程中，如果樁身參數(shù)，地質條件也發(fā)生變化，采用錘擊時脈沖波的頻率又不確定，對測試結果的判別將會產(chǎn)生極大的影響。不僅地質條件和地下水位變化較大，而且施工過程中經(jīng)常遇到溶洞、斷層以及海水潮汐等不利條件，都會對樁身質量有很大的不利影響。另外，低應變法只能定性的確定基樁的損壞類型，無法定量的研究缺陷的損壞程度。如何確定出影響應力波傳播的敏感因子，使缺陷量化，是國內外相關研究人員關注的熱點問題之一。樁的種類五花八門，如果考慮用復合地基的各種柔性樁（如粉噴樁、碎石樁、CFG樁等）和近年來發(fā)展起來的異型樁（如樹根樁、支盤樁、后壓漿樁等），據(jù)沈保漢統(tǒng)計，竟有三百多種，如不考慮尺寸影響，根據(jù)不同目的，我們可以按不同的分類法對剛性樁以如下方式進行分類。不同成樁方法對周圍土層的擾動程度不同，這種不同將直接影響基樁承載能力發(fā)揮和計算參數(shù)的選用。一般可分為擠土樁、部分擠土樁和非擠土樁三類：（1）擠土樁，也稱排土樁。樁周土被壓密或擠開，土的工程性質出現(xiàn)很大的變化，主要有打入和壓入式預制木樁、混凝土樁、打入式封口底鋼管樁和混凝土管樁、以及就地沉管灌注樁等。（2）部分擠土樁，也稱微排土樁。樁周土體僅受輕微擾動，土的原狀結構和工程性質變化不明顯，主要有打入式小界面I型和H型鋼樁、鋼板樁、開口式鋼管樁（管內土挖除）、螺旋樁等。（3）非擠土樁，也稱非擠土樁。將與樁體體積相同的土挖出，因而樁周土體擾動較少，但應力松弛現(xiàn)象，主要有各種形式的挖空或鉆孔樁等。根據(jù)樁的材料，可分為木樁（包括竹樁）混泥土樁（含鋼筋混凝土樁和預應力鋼筋混凝土樁）、鋼樁和組合樁。（1）木樁。天然原木或粗大的竹子做樁材料，也有加工成型的。（2）混凝土樁?；炷翗妒悄壳笆澜绺鞯刈顝V泛使用的樁，又可分為預制混凝土樁和就地灌注混凝土樁兩大類，前者可在工廠或場地附近集中預制。一般為邊長250～600mm的方樁，單節(jié)長10～20m。當要求長樁時，可將單節(jié)樁連接成所需長度；為減少鋼筋混凝土樁的鋼筋用量和樁身裂縫，后來又發(fā)展了預應力鋼筋混凝土樁，我國現(xiàn)用的預應力鋼筋混凝土樁多為圓型管樁，外徑一般為400～550mm等、壁厚100mm、標準節(jié)長8～10m、法蘭盤接頭。就地灌注混凝土樁可根據(jù)受力需要，放置不同深度的鋼筋籠，其直徑可根據(jù)設計需要確定。（3）鋼樁。早期為鑄鐵板樁現(xiàn)在則主要為型鋼和鋼管樁。鋼管樁由各種直徑和壁厚的無縫鋼管制成，型鋼包括各種形式的板樁，主要用作臨時支擋結構或永久性的碼頭工程，H型和I型鋼樁也常用作支承樁。（4）組合樁。用兩種材料組成的單根樁即為組合樁。較早采用的水下樁基就是組合樁，泥面以下用木樁，水中部分用混凝土樁，組合樁目前已很少使用。樁主要承受軸向垂直荷載、橫向水平荷載或兩種兼而有之。因此，樁按功能可分為抗軸壓樁、抗橫壓樁和抗拔樁。（1）抗軸壓樁。一般工業(yè)民用建筑的樁基，在正常條件下（不考慮地震），主要承受從上部結構傳來的垂直荷載。此類樁進一步據(jù)荷載傳遞機理又可分為：。外部荷載主要通過樁身側表面與土層的摩阻力傳遞給周圍的土層，樁尖部分承受荷載很小，一般不超過10%，這類樁基的沉降較大。通過軟弱土層后樁尖嵌入基巖的樁，外部荷載通過樁身直接傳遞給基巖，樁的承載力主要由樁的端部提供。這種樁一般不考慮樁側摩阻力的作用，但如果長徑比很大，由于樁本身的壓縮特性，樁側摩阻力也可能發(fā)揮部分作用。在外荷作用下，樁的端阻和側摩阻同時發(fā)揮作用，端阻力和側阻所分擔荷載的比例，與樁徑、樁長、軟土層的厚度，以及持力層的剛度有關。如若進一步劃分，這類樁又可分為端承摩擦樁（摩阻成分居多）和摩擦端承樁（端阻成分居多）。（2）抗橫壓樁，也稱抗剪樁。港口碼頭用的板樁、基坑的支護樁等即為抗剪樁，主要承受水平推動荷載，樁身承受彎矩力，其整體穩(wěn)定則靠樁側土的被動土壓力、或水平支撐和拉錨平衡。（3）抗拔樁。主要抵抗作用在樁上的抗拔荷載，拉拔荷載依靠樁側土摩阻力承受。新的成樁方法和工藝，隨科學技術和施工機械的發(fā)展，不斷涌現(xiàn)，有的尚未正式命名，這里僅介紹常用方法形成的基樁。（1）打入樁。將預制樁用擊打或振動法打入地層至設計標高，打入的機械有自由落錘、蒸汽錘、柴油錘、壓縮空氣錘和振動錘等，其預制樁包括木樁、混凝土樁和鋼樁。（2）就地灌入樁。按成孔的工藝又可分為兩大類：。將鋼管（鋼殼）打入土層到設計標高，然后灌注混凝土。灌注時可逐漸將鋼管拔出，或將鋼管留在土層中，這類樁又可分振動沉管和錘擊沉管兩種。使用機械成孔，一般沒有護壁或泥漿護壁，不擾動周圍土層。鉆孔的機械有沖擊鉆、旋轉鉆（尚可分為正循環(huán)、反循環(huán)等）、長螺旋和短螺旋等等，適合于不同的土層。人工取土成孔，類似如古代的打井方式，一般采用磚護壁或不護壁，多用于短粗樁，但也有用于20多米的情形，在黃土地區(qū)用洛陽鏟取土成孔的樁型也可歸入此類。、復打樁、支盤樁等。我提高灌注樁的承載力，可用管內捶擊法或擴孔器將樁的端部擴大，也可將樁身局部擴大，借以改變受力情況，形成擴底的為夯擴樁，樁中出現(xiàn)樹枝“托盤”的為支盤樁，樁底根系較多的為樹根樁等等。（3）靜壓樁。利用無噪音的機械將預制樁壓至設計標高。（4）螺旋樁。在木樁或混凝土樁的端部安一螺旋鉆頭，借旋轉機械將樁擰入土層至設計標高，這種樁現(xiàn)已較少使用。（5）粉噴樁和攪拌樁。嚴格的講此樁已屬復合地基，這種樁將水泥、土混合在一起攪拌施工，細分又有干噴、濕噴等等?；鶚豆こ淌请[蔽工程，出現(xiàn)的問題最多，后果也最為嚴重，近年來，房屋質量糾紛不斷，很多都與基礎質量有關。針對不同樁型，扼要介紹他們常見的質量問題。沉管灌注樁分為錘擊沉管、振動沉管和壓力沉管三種工藝。樁徑一般有φ325mm、φ377mm、φ480mm、φ550mm等，樁長一般不大于25m。這種樁型質量不夠穩(wěn)定，故障率高，主要的質量問題有：(1)錘擊或振動沉管過程