【正文】 （簡稱縱波速度）與樁身彈性模量 E 的平方根成正比；與樁身質量密度 ? 的平方根成反比。 ○ 3 深部（見不到樁底反射） 擬完整樁端反射，但實測縱波速度明顯偏高，其原因見后述。 b) 若樁身出現(xiàn)縮頸，亦即 12 AA? ，此時 12 ZZ ? 、 0?F ，則： RV 與 IV 同號，亦即樁頂 處反射波引起的質點振動速度與入射波引起的質點振動速度同相，俗稱“同相起跳”。 b) 界面 阻抗發(fā)生變化的部位稱之為界面。 (2) 基樁的完整性。 7. 何謂彈性波反射法？ 根據(jù)反射波與入射波的波形特征、幅值、相位、頻率的比較，對混凝土樁的完整性作出判別的一種方法。 “波” —— 振動能量的傳播方式。 3) 樁身缺陷位置 riL 的確定 rirri tCL 21? (12) 式中： rit —— 缺陷樁缺陷處反射波傳播至樁頂?shù)臅r間， rC —— 缺陷樁縱波速度 )/( Sm ， rC 確定方法詳見后述。S/m） ； Kg——樁端土的抗壓剛度（ kN/m） ； z? ——Z 端軸向動應力（ MPa） ； zzzdZ?? ?? ? ——(Z+dz)端軸向動應力（ MPa） ； u——Z 端軸向動位移（ m） ； ZuudZ???——(Z+dz)端軸向動位移（ m） ； ? ——樁身材料的質量密度（ kN 表 (1) 混凝土樁縱波速度 (m/s)與強度之間的關系 混凝土強度 樁型 C25 C30 C35 C40 C60 C80 灌注樁 3200~3400 3400~3600 3600~3800 3800~4000 實心預制方樁 3800~4000 空心預制方樁 4100~4200 高強度預應力管樁 4200~4300 實踐中還發(fā)現(xiàn)影響混凝土樁縱波速度的因素除強度外，粗骨料的品種和粒徑、含水率、添加劑的品種和數(shù)量、鋼筋的排列、成樁工藝和養(yǎng)護方法等對其亦有不同程度的影響。 a) 樁端固定（樁端嵌入堅固的巖層）、樁頂自由 邊界條件 [見圖（ 11） ]： Z=0 U =0 Z=L U 0Z? ?? 將 Z=0、 U =0 代入 (23)式，則得： M’=0， (23)式變成為： 39。 si nZ zi zi ZU M CC??? ??? (31) 將 Z=L、 U 0Z? ?? 代入（ 31）式，則得： 39。 圖 (12) 三種樁型受力機理、邊界條件 圖中： Q—— 樁頂軸向荷載 (kN)； Qf—— 樁側土摩阻力 (kN)； Qp—— 樁端支承力 (kN)； K —— 樁端剛度比（無量綱） ； 樁端剛度比 K 按下式計算： gcKKK? (37) 16 式中： Kg—— 樁端土的抗壓剛度 (kN/m)； Kc—— 樁身抗壓剛度 (kN/m), Kc= EAL， E、 A、 L 分別為樁的彈性模量、截面積、樁長。 b) 樁軸向振動固有頻率 ?Li、相鄰固有頻率 差 △? Li見表（ 2） 17 表 (2) 樁軸向振動固有頻率、相鄰固有頻率差值 樁 型 樁端邊 界條件 樁側邊 界條件 ?Li(HZ) △? Li(HZ) 純摩擦樁 K0? U 0Z? ?? Ko=0 CO=0 iC i 1 2 3. ... ..2L ?， ， C2L Ko≠ 0 CO≠ 0 0K1 2 2 2C ( )2 iE A L? ?? ???????? 0C21,2,3......Ai? ??? 端承樁 K?? 0U? Ko=0 CO=0 iC i 1 3 5......4L ?， ， C2L Ko≠ 0 CO≠ 0 0K2 2 2C ( )21, 3 , 5 ......iE A Li? ?????????? 摩擦樁 0 K? ?? 0U? U 0Z? ?? Ko=0 CO=0 qCi q f L Ki2L ?， （ ，） Ko≠ 0 CO≠ 0 0 q1 2 2 2C ( )2 K iE A L? ?? ???????? 由表（ 2）可知：純摩擦樁、端承樁在有樁側土（ KO≠ 0、 CO≠ 0）時，樁的軸向振動固頻率 fLi，不僅與 E、 A、 L、 ? 、 C 有關，而且受 KO、 CO 影響，其表達式較復雜。 表 (5) 樁周土對固有頻率的影響 固有頻率 樁側土類 第 1 階 (HZ) 第 2 階 (HZ) 第 3 階 (HZ) 第 4 階 (HZ) 第 5 階 (HZ) 硬塑粘土 101 177 293 417 540 可塑粘土 87 169 289 414 538 軟 塑粘土 61 158 281 409 534 19 表 (6) 樁周土對相鄰固有頻率差的影響 相鄰固有 頻率差 樁側土類 第 2 階 (HZ) 第 3 階 (HZ) 第 4 階 (HZ) 第 5 階 (HZ) 硬塑粘土 76 116 124 123 可塑粘土 82 120 125 124 軟塑粘土 97 123 128 125 分析表（ 5）、表（ 6）可知： 1） 當樁端進入硬塑粘土時，樁側土性質對第 1 階固有頻率影響亦很大，并且第 2 階相鄰固有頻率差值遠小于其它相鄰各階的差值。 諧振峰排列基本等間距，峰谷明顯，相鄰峰之間頻率差 Δ? 基本相等，Δ?Li=C/2L，幅頻曲線正常。明顯缺陷段產(chǎn)生的諧振峰峰谷明顯。接樁面密貼的混凝土預制樁，無接樁面反射波信號，一般情況下樁端反射波信號可見。在按表（ 7）對樁身結構承載力受損程度進行分類時，不僅應考慮軸向抗壓承載力，還應考慮抗拔、抗水平和抗彎曲承載力。 (4) 用彈性波反射法檢測樁長可行性探討 用彈性波反射法檢測樁長，似乎很簡單，只要按（ 38）、（ 39）式便可計算得到： CtL 21? （ 38） 26 LifCL ??2 （ 39） 式中： L ——完整樁長（ m）， t ——完整樁端反射波傳遞時間（ s）， Lif? ——完整樁軸向振動相鄰固有頻率差平均值（ Hz）， C ——樁身縱波速度（ m/s）。因 L（設計 樁長） riL? （深部缺陷至樁頂距離）， C’值必然大于 C 值，且 C’值明顯高 于正常值（ C’值超出 5000m/s，甚至 更大），而判其為短樁（明顯小于設計樁長）。 2) 有代表性檢測實例 a) 70號樁： 接樁密貼， riL = mfC i L ???? b) 109號樁： 松脫或局部錯位或全部錯位，出現(xiàn)二次反射、幅頻曲線深凹， 29 riL = mfC ri ???? c) 94號樁： 欠密貼， 無二次反射、幅頻曲線峰 ~谷不明顯， riL = mfC ri ???? 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 小結 根據(jù)一維彈性波在基樁內(nèi)的傳播理論可知：樁頂受 錘 擊后產(chǎn)生的應力波（或應變波）在樁身內(nèi)向下傳播的過程中，當遇到阻抗發(fā)生變化的界面（如：縮頸、擴頸、離析、裂縫、斷裂等缺陷和接樁面、樁底）時，將產(chǎn)生反射波，反射波信號的強弱、幅頻曲線的起伏程度與界面處 的波阻抗差異（即界面上、下樁身阻抗之差）成正比。若樁端有沉渣，則樁端反射波信號既強又雜亂。 41 (2) 機械阻抗、導納的含義 機械阻抗、導納反應了樁 ~土系統(tǒng) 在頻率域上的動態(tài)特性，有加速度阻抗、速度阻抗、位移阻抗之分。 Q ——導納曲線中的極小值 ( SkNm ?/ )。 C ——樁的縱波速度 ( Sm/ )。 四、復習思考題 何謂基樁完整性？ 檢測基樁完整性的常用方法？ 何謂低應變法？有哪幾種？ 低應變法檢測樁身完整性 適用范圍？ 5。它可以根據(jù)實測的速度導納曲線初始直線段終點 m處速度導納值求得。 m ——速度導納曲線 初始直線段的終點 。 1) 加速度機械阻抗 )(fZa 、加速度導納 )(fHa )( )()( fa fFfZa ? )( )()( fF fafHa ? (42) 式中： F(f)——施加在樁頂?shù)募ふ窳Γ? a(f)——實測的樁頂加速度響應； f ——激振力的周頻率?？傊瑸樘岣呋鶚?