【文章內(nèi)容簡介】 31(a)) 采用工程樁作為錨樁時，錨樁數(shù)量不得少于 4根。用灌注樁作錨樁時，鋼筋籠要沿樁身通長配置；用預(yù)制樁作錨樁時，要加強接頭的連接。試驗前應(yīng)對錨樁抗拔力按有關(guān)規(guī)范進行計算，鋼筋面積，預(yù)制樁接頭等應(yīng)進行驗算，反力裝置的橫梁剛度、強度也應(yīng)進行驗算，保證錨樁 、反力梁裝置能提供的反力達到預(yù)估最大試驗荷載的 1． 2～ 1． 5 倍。試驗過程中，必須對錨樁的上拔量進行監(jiān)測，一般來說上拔量不得大于 15mm。這種加載方法的不足之處在于它對承載力較大的樁無法進行隨機抽樣，對不配筋樁、抗拔力較小的樁亦無法進行檢測。 2)壓重平臺反力裝置 (圖 31(b)) 壓重平臺有矩形反力平臺、傘形反力平臺等形式。堆載材料一般為鐵錠、鋼筋、混凝土塊或砂袋等，壓載重量不得小于預(yù)估最大試驗荷載的 1． 2 倍。一般來說堆載宜在試驗前一次性加上，均勻?qū)ΨQ地放置于平臺上，但對于試驗荷載很大的樁，一次 堆載過大勢必產(chǎn)生較大的地面荷載，致使樁周土下沉，對樁產(chǎn)生負摩阻力，分級加載的前幾級沉降量過大，導(dǎo)致累計沉降過大而影響單樁極限承載力的確定，這一現(xiàn)象應(yīng)引起重視。另外，在軟土地基上堆載時，應(yīng)避免重量過大而導(dǎo)致土體破壞。故建議施加于地基的壓應(yīng)力不宜大于地基承載力特征 第 4 章 應(yīng)力波理論分析 基樁動力檢測的物理數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是一維波動方程的波動解或振動解，因此掌握應(yīng)力波理論的主要基礎(chǔ)知識，是掌握基樁低應(yīng)變與高應(yīng)變動力檢測方法的前提。 4． 1 直桿一維波動方程 假設(shè)樁為等截面細長桿 (直桿 )，四周無側(cè)摩阻力作用 (自由 )，頂端受到激振后桿截面在變形后仍保持平面時不變，則微單位的應(yīng)變?yōu)椋? 式中， u 為沿 z方向的位移， ε 在不同 位置和不同時間均在變化。 z 深度處一截面 ab的軸向力： 由微單元滿足力平衡條件得： 式 (45)右邊 項為慣性力， n，為微單元的質(zhì)量。 式 (46)為一維波動方程。 4． 2 直桿一維波動方程的波動解 1．直桿一維波動方程的波動解 一維波動方程為二階偏微分方程，其波動解為兩個反向行波的疊加： 從式 (48)、式 (49)可以看出，下行波 f在 △ t時間中前進了距離 c△ t，但形狀并未改變，波速也未改變。對上行波 g，沿 f的負方向也有同樣的過程。 所以 f 波與 g波均以不變的波速沿 z 軸傳播，但傳播方向相反， f波沿 z軸正向傳播，為下行波， g波沿 z 軸反向傳播，為上行波。 2．波的應(yīng)力特性 顯然應(yīng)力波也是以速度 c傳播并保持形狀不變。 第 5 章 基樁反射波檢測 基樁低應(yīng)變動測是通過對樁頂施加激振能量，引起樁身及周圍土體的微幅振動，用儀表記錄樁頂?shù)乃俣扰c加速度，利用波動理論對記錄結(jié)果加以分析，目的是判斷樁身完整性，預(yù)估基樁承載力，具有快速、經(jīng)濟等特點。反射波法是目前應(yīng)用最普通、最常用的一種方法。 5． 1 反射波法測定樁身質(zhì)量的基本原理 1．原理分析 根據(jù)第 4 章中一維波在直桿中的傳播規(guī)律，樁頂受一瞬時 錘擊力，壓力波以波速 c向樁底傳播，如果遇到樁身阻抗發(fā)生變化，波的傳播規(guī)律類似波在變截面桿中的傳播規(guī)律。如圖 51 所示，下標 i、 r、 t 分別表示入射、反射與透射，根據(jù)第 4章中的式 (429)， (430)，反射波系數(shù)Rr、透射波系數(shù) Rt為： 式中， Z 為阻抗， n為阻抗比， 、 A 分別為樁的密度與截面積， c為波速。 由式 (51)可知： (1)當 n=1時， Rr=0。說明界面不存在阻抗不同或截面不同的材料，無反射波存在。 (2)當 n1時， Z1Z2， Rr0，反射波和入射波同號。說明界面是由高阻抗硬材料進入低阻抗軟材料或大截面進入小截面。 (3)當 n1時， Z1Z2， Rr0，反射波和入射波反號。說明界面是由低阻抗軟材料進入高阻抗硬材料或小截面進入大截面。 以上三種情況的討論表明，根據(jù)反射波的相位與入射波相位的關(guān)系，可以判別界面波阻抗的性質(zhì)，這是反射波動測法判別樁身質(zhì)量的依據(jù)。 2．基樁的典型時域曲線 (1)樁身質(zhì)量和完整性均無變化 (即樁身波阻抗 Z1=Z2， n=1)將 Z1=Z2， n=1代入式 (51)，得 Rr=0， Rt=1。說明全部應(yīng)力波均通過樁身到達惋底，見圖 52。樁底土阻抗 樁身阻抗 (摩擦與摩擦端承樁 )： Z1Z2， Rr0，波至樁底后同相反射。樁底土阻抗 樁身阻抗 (端承與端承摩擦樁 )：即 Z2Z1， Rr0，波至樁底后反相反射。 (2)變截面樁 上大下小時：樁身波阻抗 Z1Z2， n1，則 Rr0。說明反射波在變截面處發(fā)生同相反射，見圖 53(a)。 上小下大時：樁身波阻抗 Z1Z2， n1，則 Rr0。說明反射波在變截面處發(fā)生反相反射，見圖 53(b)。 大小大變化時 (縮徑樁 )：樁身波阻抗 zlz2， J2J3，縮徑的上界面表現(xiàn)為反射波相位與初始入射波同向，縮徑的下界面表現(xiàn)為后續(xù)反射波相位與初始入射波相反。由于縮徑引起的反射波的界面波阻抗差異大， 故反射波形清晰，完整而直觀，如嚴重縮徑者可見到多次反射波，見圖53(c)。 小大小變化時 (擴徑樁 )：樁身波阻抗 Z1Z2， Z2Z3，擴徑的上界面表現(xiàn)為反射波相位與初始入射波反向，擴徑的下界面表現(xiàn)為后續(xù)反射波的相位與初始入射波同反。但由于擴徑的形態(tài)不同，其反射波的表現(xiàn)也有差異，界面波阻抗差異大，在嚴重擴徑時，也會見到多次反射，而往往下界面的同向反射波表現(xiàn)得更清晰一些，見圖 53(d)。 (3)斷樁與半斷樁 斷樁： A2=0， Z2=0，則 Rr=1， Rt=0。說明波在斷面處全部同相反射，見圖 54(a)。 半斷樁： A2A1， n1，則 Rr0。說明波在斷面處部分同相反射，見圖 54(b)。 反射子波的振幅大小與截面尺寸相關(guān)，半斷樁與斷樁時域曲線的明顯區(qū)別是，斷樁反射子波的振幅大于半斷樁。 第 6 章 基樁高應(yīng)變動力檢測 6． 1 概述 1．高應(yīng)變動力試樁方法 高應(yīng)變動力檢測是用重錘給樁頂一豎向沖擊荷載，在樁兩側(cè)距樁頂一定距離對稱安裝力和加速度傳感器，量測力和樁、土系統(tǒng)響應(yīng)信號，從而計算分析樁身結(jié)構(gòu)完整性和單樁承載力。 高應(yīng)變動力試樁作用的樁頂力接近樁的實際應(yīng)力水 平，樁身應(yīng)變相當于工程樁應(yīng)變水平，沖擊力的作用使樁、土之間產(chǎn)生相對位移，從而使樁側(cè)摩阻力充分發(fā)揮，端阻力也相應(yīng)被激發(fā)，因而測量信號含有承載力信息。 高應(yīng)變動力試樁作用的樁頂力是瞬間力，荷載作用時間 20ms左右，因而使樁體產(chǎn)生顯著的加速度和慣性力。動態(tài)響應(yīng)信號不僅反映樁土特性 (承載力 )，而且和動荷載作用強度、頻譜成分和持續(xù)時間密切相關(guān)。 2．高應(yīng)變檢測的目的 (1)監(jiān)測預(yù)制樁打人時的樁身應(yīng)力和樁錘效率，選擇沉樁設(shè)備與工藝參數(shù)，選擇預(yù)制樁合理的樁型和樁長； (2)判斷樁身完整性； (3)采用 CASE法估算基樁承載力；采用曲線擬合法估算樁側(cè)與樁端土阻力分布、模擬靜載荷試驗的 Qs曲線，估算樁身完整性等。 ’ 3．高應(yīng)變檢測的主要方法 (見表 61) CASE 法與曲線擬合法 (CAPWAP)是最常用的高應(yīng)變檢測方法，