【文章內容簡介】 00 . 20 . 40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14實測曲線理論計算曲線 浙江南部海島某工地的一根鉆孔灌注樁的測試 該樁約 19米，直徑為 1200毫米，混凝土標號為 C25。（ 能反映導納的衰減現(xiàn)象） 機械阻抗法是通過獲得樁頂速度導納幅頻曲線來分析樁身質量和樁的工程力學性狀。 f ( Hz)Hv39。00 . 30 . 60 . 91 . 21 . 51 . 80 50 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0 5 5 0 6 0 0實測曲線理論計算曲線 高應變動力試樁的 基本原理 ： 用重錘沖擊樁頂 ， 使樁土產生足夠的相對位移 ， 以充分激發(fā)樁周土阻力和樁端支承力 ， 通過安裝在樁頂以下樁身兩側的力和加速度傳感器接收樁的應力波信號 ， 應用應力波理論分析處理力和速度時程曲線 ， 從而判定樁的承載力和評價樁身質量完整性 . 五 樁基高應變動力檢測 已有的方法 ? 打樁公式法 ， 用于預制樁施工時的同步測試 ， 采用剛體碰撞過程中的動量與能量守恒原理 ， 打樁公式法以工程新聞公式和海利打樁公式最為流行； ? 2． 錘擊貫人法 ， 簡稱錘貫法 ， 曾在我國許多地方得到應用 ， 仿照靜載荷試驗法獲得動態(tài)打擊力與相應沉降之間的曲線 ， 通過動靜對比系數(shù)計算靜承載力 ， 也有人采用波動方程法和經驗公式法計算承載力； ? 3． Smith波動方程法 ， 設樁為一維彈性桿 ， 樁土問符合牛頓粘性體和理想彈塑性體模型 ， 將錘 、 沖擊塊 、 錘墊 、 樁墊 、 樁等離散化為一系列單元 ，編程求解離散系統(tǒng)的差分方程組 ， 得到打樁反應曲線 ， 根據(jù)實測貫人度 ，考慮土的吸著系數(shù) ， 求得樁的極限承載力； ? 4． 波動方程半經驗解析解法 ， 也稱 CASE法 ， 將樁假定為一維彈性桿件 ， 土體靜阻力不隨時間變化 ， 動阻力僅集中在樁尖 。 根據(jù)應力波理論 ， 同時分析樁身完整性和樁土系統(tǒng)承載力； ? 5． 波動方程擬合法 ， 即 CAPWAP法 ， 其模型較為復雜 ， 只能編程計算 ， 是目前廣泛應用的一種較合理的方法； ? 6． 靜動法 ， 也稱偽靜力法 ， 其意義在于延長沖擊力作用時間 （ 100ms） 使之更接近于靜載荷試驗狀態(tài) 。 CASE法和 CAPWAP法 ? CASE法和 CAPWAP法是目前最常用的兩種高應變動力試樁方法 ， 也是狹義的高應變動力試樁法 。 ? 它們的現(xiàn)場測試方法和測試系統(tǒng)完全相同 ， 通過重錘沖擊樁頭 ， 產生沿樁身向下傳播的應力波和一定的樁土位移 ， 利用對稱安裝于樁頂兩側的加速度計和特制工具式應變計記錄沖擊波作用下的加速度與應變 ，并通過長線電纜傳輸給樁基動測儀；然后采用不同軟件求得相應承載力和基樁質量完整性指數(shù) .CASE法由于分析較為簡單 ， 可在現(xiàn)場提交 ， 高應變動力試樁現(xiàn)場測試示意圖結果 ， 因而也稱波動方程實時分析法；而擬合法因要進行大量擬合反演運算 ， 一般只能在室內進行 。 激振設備： 預制樁打樁機械 自制自由落錘 錘重應大于預估的單樁極限承載力的 ％ —— ％ ◆ 如圖采用美國 PDI公司PAL型基樁高應變動測儀檢測樁基，檢測結果可提供基樁的極限承載力指標和樁身結構完整性評價。 檢測目的 : １、判定單樁豎向承載力是否滿足設計要求 ２、檢測樁身缺陷及位置，判定樁身完整性 ３、分析樁側和樁端阻力 CASE法 ? 凱司法是美國凱司技術學院 Goble教授等人經十余年努力 ， 逐步形成的一套以行波理論為基礎的樁動力測量和分析方法 。 ? 這個方法從行波理論出發(fā) ， 導出了一套簡潔的分析計算公式并改善了相應的測量儀器 ，使之能在打樁現(xiàn)場立即得到關于樁的承載力 。樁身完整性 、 樁身應力和錘擊能量傳遞等分析結果其優(yōu)點是具有很強的實時測量分析功能 。 利用疊加原理的打樁總阻力估算公式 ? 初始速度曲線第一峰的時刻為 t1， 則在 t2＝ t1＋ 2L/C時刻 ， 樁頂實測的力和速度記錄中將包含以下四種影響： ? 1） 由土阻力產生的全部上行壓縮土阻力波的總和 RT/2； ? 2） 由初始的下行壓力波經樁底反射產生的上行拉力波 ，其大小即為 Fd(t1) 但符號為負； ? 3） 由土阻力產生的下行拉力波經樁底反射后以壓縮波的形式上行 ， 并與第 (2） 項的上行波同時到達樁頂 ，其大小也為 RT/2； ? 4） 全部的上行波在樁頂反射而形成的下行波 Fd(t2） 。 土阻力表達式 Case承載力計算方法 ? 根據(jù)前式 ， 已經得到了應力波在 2L/C一個完整行程中所遇到的總的土阻力計算公式 。 但是并不能回答總阻力 R， 與樁的極限承載力之間的關系 。 因為其中包含有土阻尼的影響 ， 也即土的動阻力的影響 ， 是需要扣除的；而根據(jù)樁的荷載傳遞機理 ， 樁的承載力是與豎向位移有關的 ， 位移的大小決定了樁周土的靜阻力發(fā)揮程度 。 顯然其中所包含的靜阻力的發(fā)揮程度也需要探究 。 ? 所以 ， 需要更具體地考慮以下幾方面問題： ? 1） 去除土阻尼的影響 。 ? 2） 對給定的 F和 V曲線 ， 正確選擇 t1時刻 ， 使其中所包含的靜阻力充分發(fā)揮 。 ? 3） 對于樁先于 2L/C回彈 （ 速度為負 ) 造成樁中上部土阻力凡卸載 ， 需對此做出修正 。 ? 4） 在試驗過程中 ， 樁周土應出現(xiàn)塑性變形 ，即樁出現(xiàn)永久貫人度 ， 以證實打樁時土的極限阻力充分發(fā)揮；否則不可能得到樁的極限承載力 。 ? 5） 考慮樁的承載力隨時間變化的因素 。 Case承載力計算方法 ? 1)假設土阻尼存在于樁端，至于樁端運動速度有關； ? 2） 假設由阻尼引起的樁端土的動阻力預樁端運動速度成正比；Rd=JcZV(toe,t)。 ? 3)靜阻力 Rs＝ Rt－ Rd CAPWAP實測曲線擬合法 ? 實測曲線擬合法是通過波動問題數(shù)值計算 ， 反演確定樁和土的力學模型及其參數(shù)值 。 ? 其過程為 ：假定各樁單元的樁和土力學模型及其模型參數(shù) ， 利用實測的速度 （ 或力 、 上行波 、 下行波 ）曲線作為輸人邊界條件 ， 數(shù)值求解波動方程 ， 反算樁頂?shù)牧?（ 或速度 、 下行波 、 上行波 ） 曲線 。 若計算的曲線與實測曲線不吻合 ， 說明假設的模型或其參數(shù)不合理 ， 有針對性地調整模型及參數(shù)再行計算 ， 直至計算曲線與實測曲線 （ 以及貫人度的計算值與實測值 ）的吻合程度良好且不易進一步改善為止 。 若干規(guī)定 ? 1） 所采用的力學模型應明確合理 ， 樁和土的力學模型應能分別反映樁和土的實際力學性狀 ， 模型參數(shù)的取值范圍應能限定 。 ? 2） 擬合分析選用的參數(shù)應在巖土工程的合理范圍內 。 ? 3） 曲線擬合時間段長度在 t1＋ 2L/C時刻后延續(xù)時間不應小于20ms。 ? 4） 各單元所選用的土的最大彈性位移值不應超過相應樁單元的最大計算位移值 。 ? 5） 擬合完成時 ， 土阻力響應區(qū)段的計算曲線與實測曲線應吻合 ， 其他區(qū)段的曲線應基本吻合 。 ? 6） 貫人度的計算值應與實測值接近。 CASE法判定單樁承載力 ? 凱司法與實測曲線擬合法在計算承載力上的本質區(qū)別是：前者在計算極限承載力時 ， 單擊貫人度與最大位移是參考值 ， 計算過程與它們無關 。 另外 ， 凱司法承載力計算公式是基于以下三個假定推導出的： ? 樁身阻抗基本恒定； ? 動阻力只與樁底質點運動速度成正比，即全部動阻力集中于樁端； ? 土阻力在時刻 t2=t1+2L/C已充分發(fā)揮； ? Jc值實際上是一個無明確意義的綜合調整系數(shù) 。 限制條件 ? 1） 樁身存在缺陷 ， 無法判定樁的豎向承載力 。 ? 2） 樁身缺陷對水平承載力有影響 。 ? 3） 單擊貫人度大 ， 樁底同向反射強烈且反射峰較寬 ， 側阻力波 、 端阻力波反射弱 ， 即波形表現(xiàn)出豎向承載性狀明顯與勘察報告中的地質條件不符合 。 ? 4） 嵌巖樁樁底同向反射強烈 ， 且在時間 2L/C后無明顯端阻力反射 ,也可采用鉆芯法核驗 。 六 灌注樁聲波檢測 基樁成孔后，灌混凝土之前，在樁內預埋若干根聲測管作為