基樁低應(yīng)變檢測技術(shù)14169字投稿：宋眻眼-文庫吧資料
2024-10-28 15:17本頁面
【正文】 討 混凝土多節(jié)預(yù)制樁，由于接樁面不平整、焊接質(zhì)量不高和樁間土上抬、側(cè)向擠壓等，將造成上、下節(jié)樁接觸面不密貼，甚至松脫、局部錯位、完全錯開等，如圖 (16)所示。 圖中： Lrifri ——樁身缺陷距樁頂?shù)木嚯x (m)。 圖中： V——質(zhì)點(diǎn)振動速度 (mm/s), fLi——完整樁軸向振動固有頻率（ Hz）， ——完整樁軸向振動相鄰固有頻率的差值 (Hz)；波速度（ m/S)， L為完整樁長 (m)， C2L ,C 為縱 圖 (13) 有樁端反射波信號的幅頻曲線 2) 無樁端反射波信號 無樁端反射波信號時幅頻曲線圖，如圖 (14)所示，圖中符號含義同圖 (13)。 2）在應(yīng)用上海市工程建設(shè)規(guī)范《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)程》（ DGJ08—218—2020）中 ()式，確定缺陷距樁頂?shù)木嚯x Lri時，缺陷樁相鄰固有頻率的差值，宜取第 2階以后的相鄰固有頻率差值 △ ?ri的平均值。 例 2：樁型及尺寸完全與例 1 中的混凝土方樁相同，樁端進(jìn)入硬塑粘土，樁側(cè)土分別為硬塑、可塑及軟塑粘土?xí)r，實測前五階固有頻率、相鄰固有頻率差值，詳見表（ 5）、表（ 6）。 (3) 實例 例 1：某混凝土 預(yù)制樁，樁端進(jìn)入巖層（可認(rèn)為是固定端），樁長 L=10m，樁截面尺寸 F=300mm300mm，在有樁側(cè)土和無樁側(cè)土情況下，實測前五階固有頻率及其相鄰固有頻率差值，詳見表（ 3）、表（ 4）： 表 (3) 樁周土對固有頻率的影響 表 (4) 樁周土對相鄰固有頻率差的影響 分析表 (3)、表（ 4）可知： 1) 有、無樁側(cè)土，對樁的第 1階固有頻率影響很大，有樁側(cè)土的第 1 階固有頻率比無樁側(cè)土高約 30%~40%，并因此影響第 2 階相鄰固有頻率差值。由完整樁軸向相鄰固有頻率差值 △ ?Li分析得到的缺陷樁缺陷段 軸向相鄰固有頻率差值 △ ?ri，也不可能恒為 △ ?ri。對于摩擦樁，樁的軸向固有頻率 fLi、即使在無樁側(cè)土（ KO=0、 CO=0）時，其表達(dá)式也相當(dāng)復(fù)雜。上海地區(qū)所采用的鉆孔灌注樁、預(yù)制樁屬摩擦樁， Qp/Q 之比約在 25%左右，其樁頂、樁端邊界條件為： 樁頂： Z=L， ； 樁端： Z=0， ， ， 。 3 摩擦樁 ○ 樁端支承在中等堅硬的土層中，樁頂荷載 Q由樁側(cè)摩土阻力 Q?、樁端支承力 Qp共同承擔(dān)，即 Q=Q?+Qp，稱這種樁為摩擦樁。 樁端嵌固在堅固的巖層中，并可不計樁身的壓縮變形產(chǎn)生的樁側(cè)土阻力， 樁頂荷載 Q全部由樁端的支撐力 Qp承擔(dān)，即 Q=Qp, 稱這種樁為端承樁。 1 純摩擦樁 ○ EAL ， E、 A、 L分別為樁的彈性模量、截 由于，鉆孔灌注樁樁端沉汙未清除或預(yù)制樁樁側(cè)土上抬至使樁端脫空，樁頂荷載 Q 全部由樁側(cè)摩阻力 Q? 承擔(dān)，即Q=Q?，稱這種樁為純摩擦樁。 a) 樁頂、樁端的邊界條件 按受力機(jī)理，樁可以分成三種：純摩擦樁、端承樁和摩擦樁，如圖（ 12）所示。 2) 有樁側(cè)土 前述 (17)式為有樁側(cè)土?xí)r樁軸向振動微分方程。 若將 (29)、 (36)式中樁長 L 改成為缺陷至樁頂?shù)木嚯x Lri，則 (29)、 (36)式就變?yōu)樯虾Ｊ泄こ探ㄔO(shè) 規(guī)范《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)程》（ DGJ08—218—2020）中 ()式，即： 式中： Lri——缺陷至樁頂?shù)木嚯x (m)； ——缺陷樁相鄰波峰之間的頻率差平均值 (Hz)； C——n根完整樁縱波速度的平均值 (m/s)， n≥5。 根據(jù) (28)式，可得完整樁軸向相鄰固有周頻率差值 △?Li(Hz)： △ ?Li= C2L (29) 圖 (11) 樁頂、樁端邊界條件（無樁側(cè)土） b) 樁端自由（樁端沉汙、脫空）、樁頂自由 邊界條件 [見圖（ 11） ]： Z=0 對 (23)式求導(dǎo)則得： ? C sin C ? C cos C (30) 將 Z=0， ? 代入（ 30）式，則得 sin N’ =0， (30)式變成為： (31) C C 將 Z=L、 ? Z 代入（ 31）式，則得： C sin C C (32) 因為（ 23）式有解， M’ ≠0，且 sin C ，則： (33) 若要使（ 33）式成立，則： ， i=1， 2， 3…… (34) (35) iC2L ， i=1， 2， 3…… (34)、 (35)式中： 、 ?Li 分別為完整樁在無樁側(cè)土條件下樁端自由、樁頂自由時軸向振動固有園頻率 (rad/S)、固有周頻率 (Hz)。 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 Z=L 將 Z=0、 U=0 代入 (23)式，則得： M’ =0， (23)式變成為： ? C (24) (24)式對 Z求導(dǎo)，則得： ? cos (25) 將 Z=L、 代入 (25)式，則 得： N ? C cos C 因為 (23)式有解， N’ ≠0，且 cos C ≠0，則： (26) C 若要使 (26)式成立，則： ， i=1， 3， 5...... (27) (28) ?Li= iC4L ， i=1， 3， 5...... (27)、 (28)式中： 、 ?Li 分別為完整樁在無樁側(cè)土條件下樁端固定、樁頭自由時軸向振動固有園頻率 (rad/S)、固有周頻率 (Hz)。對于具有一定邊界條件的有限長混凝土樁，可以用分離變量法求解 (18)式，解可以寫成如下三角函數(shù)的形式： (20) 式中： u——樁軸向振動位移（ m）， U——樁軸向振動位移幅值（ m）， ——樁軸向固有振動園頻率（ rad/S） , t——時間（ S）， M、 N——待 定常數(shù)。既然如此，就不能用 低應(yīng)變實測所得的縱波速度值去推算樁身混凝土強(qiáng)度。 表 (1) 混凝土樁縱波速度 (m/s)與強(qiáng)度之間的關(guān)系 實踐中還發(fā)現(xiàn)影響混凝土樁縱波速度的因素除強(qiáng)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(hù)方法等對其亦有不同程度的影響。但是，從實踐中發(fā)現(xiàn)縱波速度與強(qiáng)度之間存在正相關(guān)關(guān)系，即混凝土樁的縱波速度值大，其強(qiáng)度值高。 (19)式在理論上表明了縱波速度 C 與樁身彈性模量 E、質(zhì)量密度 之間的關(guān)系。 3) 在單元體上的作用力： ——Z端的作用力（ kN）
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