【正文】 四、復(fù)習(xí)思考題 何謂基樁完整性？ 檢測(cè)基樁完整性的常用方法？ 何謂低應(yīng)變法？有哪幾種？ 低應(yīng)變法檢測(cè)樁身完整性 適用范圍？ 5。 III 明顯缺陷 動(dòng)剛度 Kd 小于等于全樁區(qū)動(dòng)剛度的均值 dK ；導(dǎo)納幾何平均值 N 大于等于 導(dǎo)納理論值 Nc且大于等于全樁區(qū)的均值 N ；縱波波速 C 小 于等于全樁區(qū)縱波波速的均值 C ；導(dǎo)納曲線(xiàn)譜形狀特征 異 常，導(dǎo)納曲線(xiàn)譜中有 明顯缺陷 樁 振 動(dòng)特性峰反映。 (3) 樁身完整性判別標(biāo)準(zhǔn) 表 (9) 樁身完整性評(píng)定表 樁身完整性類(lèi)別 缺陷程度 特征 I 無(wú)缺陷 動(dòng) 剛度 Kd 大于全樁區(qū)動(dòng)剛度的均值 dK ；導(dǎo)納幾何平均值 N 小于導(dǎo)納理論值 Nc且小于全樁區(qū)的均值 N ；縱波波速 C 大于全樁區(qū)縱波波速的均值 C ；導(dǎo)納曲線(xiàn)譜形狀特征正常，導(dǎo)納曲線(xiàn)譜中只有完整樁 振 動(dòng)特性峰反映 。它可以根據(jù)實(shí)測(cè)的速度導(dǎo)納曲線(xiàn)初始直線(xiàn)段終點(diǎn) m處速度導(dǎo)納值求得。 C ——樁的縱波速度 ( Sm/ )。 f? ——導(dǎo)納曲線(xiàn)中兩個(gè)相鄰峰值頻率之差 (Hz )。 V(f)——對(duì)應(yīng)于 m點(diǎn)的樁頂振動(dòng)速度響應(yīng) ( Sm/ )。 m ——速度導(dǎo)納曲線(xiàn) 初始直線(xiàn)段的終點(diǎn) 。 Q ——導(dǎo)納曲線(xiàn)中的極小值 ( SkNm ?/ )。 樁頂?shù)乃俣葘?dǎo)納曲線(xiàn) (1) 樁頂位移阻抗 Z )(fLA 2222 Z uAEuKtuCtuAoo ?????????? (17) 對(duì) (17)式 作符利葉變換，并應(yīng)用超越方程求解，則得： )t a n ()()(t a n)()(LfZLfZfZOAOALA????????????? （ 45） 式中： )(fZLA 、 )(fZOA ——分別為樁頂、樁端位移阻抗 ( mkN/ )， AE?? ， Oo KjCA ??? ???? 2 ， ?ggOA jCKfZ ??)( ， gK ——樁端土抗壓剛度 ( mkN/ ), OK ——樁側(cè)土抗剪剛度 ( mkN/ ), gC ——樁端土的阻尼系數(shù) ( mSkN /? ), OC ——樁側(cè)土阻尼系數(shù) ( mSkN /? ), 1??j (2) 樁頂速度導(dǎo)納 )(fHLV )(2)()( )()( )()( fZ ffZfF fAfF fVfH LALALV ??? ???? （ 46） (3) 樁頂?shù)乃俣葘?dǎo)納曲線(xiàn) 圖 (18) 基樁示意圖 43 1) 樁頂?shù)乃俣葘?dǎo)納曲線(xiàn) 根據(jù)（ 46）式可繪出樁頂?shù)乃俣葘?dǎo)納隨頻率的變化曲線(xiàn)。 3) 位移機(jī)械阻抗 )(fZA 、位移導(dǎo)納 )(fHA )( )()( fA fFfZA ? )( )()( fF fAfHA ? (44) 式中： A(f)——實(shí)測(cè)的樁頂位移響應(yīng)。 1) 加速度機(jī)械阻抗 )(fZa 、加速度導(dǎo)納 )(fHa )( )()( fa fFfZa ? )( )()( fF fafHa ? (42) 式中： F(f)——施加在樁頂?shù)募ふ窳Γ? a(f)——實(shí)測(cè)的樁頂加速度響應(yīng)； f ——激振力的周頻率。 41 (2) 機(jī)械阻抗、導(dǎo)納的含義 機(jī)械阻抗、導(dǎo)納反應(yīng)了樁 ~土系統(tǒng) 在頻率域上的動(dòng)態(tài)特性，有加速度阻抗、速度阻抗、位移阻抗之分。 三、機(jī)械阻抗法簡(jiǎn)介 機(jī)械阻抗法的一些基本概念 (1) 何 謂機(jī)械阻抗法？ 機(jī)械阻抗法是指根據(jù)樁頂激 振 力及速度響應(yīng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算分析得到的基樁共振頻率、波速、導(dǎo)納、動(dòng)剛度等參數(shù)識(shí)別樁身完整性的一種動(dòng)測(cè)方法。因此，用彈性波反射法檢測(cè)基樁完整性，目前尚處于定性階段，判別樁的 4 條標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)屬定性描述?？傊?，為提高基樁完整性判別結(jié)果的 正確性，應(yīng)對(duì)反射波特征、幅值、相位以及幅頻曲線(xiàn)形狀進(jìn)行綜合分析。若樁端有沉渣，則樁端反射波信號(hào)既強(qiáng)又雜亂。若距樁 頂 約 2~3m之內(nèi)出現(xiàn)斷裂，反射波往往具有鋸齒狀波疊加在低頻波上的特征，若距樁頂 8m 左右出現(xiàn)斷裂，反射波往往具有波寬較窄的二次，甚至多次反射；若樁身深部出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷，反射波 似完整樁端反射，實(shí)測(cè)計(jì)算得到的波速肯定偏高。由上可知，根據(jù)反射 波相位難于識(shí)別樁身缺陷是縮頸、夾泥離析，還是 裂縫、斷裂。當(dāng)界面之上的樁 40 身阻抗大于界面之下樁身阻抗，亦即阻抗比大于 1 時(shí)，反射波相位與入射波相位“同相 ”，反之反射波相位與入射波相位 “反相 ”。 2) 有代表性檢測(cè)實(shí)例 a) 70號(hào)樁： 接樁密貼， riL = mfC i L ???? b) 109號(hào)樁： 松脫或局部錯(cuò)位或全部錯(cuò)位，出現(xiàn)二次反射、幅頻曲線(xiàn)深凹， 29 riL = mfC ri ???? c) 94號(hào)樁： 欠密貼， 無(wú)二次反射、幅頻曲線(xiàn)峰 ~谷不明顯， riL = mfC ri ???? 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 小結(jié) 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(yīng)力波（或應(yīng)變波）在樁身內(nèi)向下傳播的過(guò)程中，當(dāng)遇到阻抗發(fā)生變化的界面（如：縮頸、擴(kuò)頸、離析、裂縫、斷裂等缺陷和接樁面、樁底）時(shí)，將產(chǎn)生反射波，反射波信號(hào)的強(qiáng)弱、幅頻曲線(xiàn)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。 2) 有代表性檢測(cè)實(shí)例 a) 6號(hào)樁：完整樁。只不過(guò)從高于正常值范圍的 C’值中獲取了可能出現(xiàn)短樁的信息，若要正確判別短樁，必須同時(shí)采用其它方法。? (41) 工程中，由于事故、人為原因，會(huì)出現(xiàn)短樁現(xiàn)象。因 L（設(shè)計(jì) 樁長(zhǎng)） 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(shè)計(jì)樁長(zhǎng)）。由于，深部缺陷接近樁端，檢測(cè)人員誤將深部缺陷反射波信號(hào)當(dāng)作樁端反射波信號(hào)。采用同一工程 n （ 5?n ）根完整樁實(shí)測(cè)所得的平均縱波速度 C 值或縱波速度與樁身混凝土強(qiáng)度之間經(jīng)驗(yàn)關(guān)系所得的縱波速度 C 值來(lái)確定， 由于 P13 所述的原因，具有很大的不確定性，據(jù)此縱波速度值用 (38)、（ 39）式計(jì)算所得的樁長(zhǎng)，亦很不可靠，故用彈性波反射法檢測(cè)樁長(zhǎng)不可 行。 t、Lif? 可分別從實(shí)測(cè)時(shí)域反 射波信號(hào)圖、頻譜圖中得到。 (4) 用彈性波反射法檢測(cè)樁長(zhǎng)可行性探討 用彈性波反射法檢測(cè)樁長(zhǎng)，似乎很簡(jiǎn)單，只要按（ 38）、（ 39）式便可計(jì)算得到： CtL 21? （ 38） 26 LifCL ??2 （ 39） 式中： L ——完整樁長(zhǎng)（ m）， t ——完整樁端反射波傳遞時(shí)間（ s）， Lif? ——完整樁軸向振動(dòng)相鄰固有頻率差平均值（ Hz）， C ——樁身縱波速度（ m/s）。但是，現(xiàn)在從理論、實(shí)踐上尚未證明樁頂檢測(cè)到的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度反射波信號(hào)強(qiáng)弱程度，與樁端沉渣厚度、脫空距離之間存在相關(guān)關(guān)系。 25 表 (8) 樁身完整性的 內(nèi)涵 樁型 判別內(nèi)容 樁身完整性 I II III IV 完整 輕度缺陷 明顯缺陷 嚴(yán)重缺陷 砼預(yù)制樁 裂縫 無(wú)裂縫 細(xì)裂縫，又稱(chēng)微 裂 、發(fā)裂 ， 裂縫 寬度 δ ≤， 且未貫通 裂縫，又稱(chēng)明顯裂縫 ，δ ， 未貫通 斷裂 δ ，貫通 接樁 密貼又稱(chēng)無(wú)間隙 欠密貼，又稱(chēng)局部有間隙，局部接觸 脫開(kāi)，又稱(chēng)松脫 錯(cuò)位又稱(chēng)錯(cuò)開(kāi) 灌注樁 縮頸 樁徑≥ 沒(méi)計(jì)直徑 輕度縮頸又稱(chēng)微縮頸，樁徑 設(shè)計(jì)直徑，但不露筋 明顯縮頸，樁徑 設(shè)計(jì)直徑，且局部露筋 嚴(yán)重縮頸，樁徑 設(shè)計(jì)直徑，全部露筋 夾泥 無(wú)夾泥 局部夾泥，夾泥面積FO10%樁的設(shè)計(jì)斷面積 F 明顯夾泥， 10%F≤ FO≤ 30%F 嚴(yán)重夾泥 FO30%F (3) 用彈性波反射法檢測(cè)鉆孔灌注樁沉渣厚度、混凝土預(yù)制樁 端脫開(kāi)距離可行性探討 當(dāng)鉆孔灌注樁樁端沉渣未清、混凝土預(yù)制樁樁側(cè)土上抬而至使樁端脫空時(shí)，則樁端處于自由和作用力、剛度比 為零的邊界狀態(tài)。 對(duì)于混凝土預(yù)制樁，缺陷將包含裂縫、接樁質(zhì)量等；對(duì)于鉆孔灌注樁，缺陷將包含縮頸、夾泥等。在按表（ 7）對(duì)樁身結(jié)構(gòu)承載力受損程度進(jìn)行分類(lèi)時(shí)，不僅應(yīng)考慮軸向抗壓承載力，還應(yīng)考慮抗拔、抗水平和抗彎曲承載力。通