基桩低应变检测技术14169字投稿：宋眻眼

基桩低应变检测技术14169字投稿：宋眻眼内容摘要：

若将 (29)、 (36)式中桩长 L 改成为缺陷至桩顶的距离 Lri，则 (29)、 (36)式就变为上海市工程建设 规范《建筑基桩检测技术规程》（ DGJ08—218—2020）中 ()式，即： 式中： Lri——缺陷至桩顶的距离 (m)； ——缺陷桩相邻波峰之间的频率差平均值 (Hz)； C——n根完整桩纵波速度的平均值 (m/s)， n≥5。 在这里应说明的是：注脚符号 i，不是上面所指的 i 阶频率，而是指第 i根桩， Lri 意指第 i根缺陷桩缺陷距桩顶的距离。 2) 有桩侧土 前述 (17)式为有桩侧土时桩轴向振动微分方程。 根据桩 顶、桩端的边界条件，应用超越方程可求得轴向振动固有频率。 a) 桩顶、桩端的边界条件 按受力机理，桩可以分成三种：纯摩擦桩、端承桩和摩擦桩，如图（ 12）所示。 图 (12) 三种桩型受力机理、边界条件 图中： Q——桩顶轴向荷载 (kN)； Qf——桩侧土摩阻力 (kN)； Qp——桩端支承力 (kN)； K ——桩端刚度比（无量纲）； 桩端刚度比 K按下式计算： KgKc (37) 式中： Kg——桩端土的抗压刚度 (kN/m)； Kc——桩身抗压刚度(kN/m), Kc=面积、桩长。 1 纯摩擦桩 ○ EAL ， E、 A、 L分别为桩的弹性模量、截 由于，钻孔灌注桩桩端沉汙未清除或预制桩桩侧土上抬至使桩端脱空，桩顶荷载 Q 全部由桩侧摩阻力 Qƒ 承担，即Q=Qƒ，称这种桩为纯摩擦桩。 纯摩擦桩的桩顶、桩端边界条件为： 桩顶： Z=L， ， 桩端： Z=0， 2 端承桩 ○ ，。 桩端嵌固在坚固的岩层中，并可不计桩身的压缩变形产生的桩侧土阻力， 桩顶荷载 Q全部由桩端的支撑力 Qp承担，即 Q=Qp, 称这种桩为端承桩。 端承桩的桩顶、桩端边界条件为： 桩顶： Z=L， ， 桩端： Z=0， ，。 3 摩擦桩 ○ 桩端支承在中等坚硬的土层中，桩顶荷载 Q由桩侧摩土阻力 Qƒ、桩端支承力 Qp共同承担，即 Q=Qƒ+Qp，称这种桩为摩擦桩。 Qƒ、 Qp 在 Q 中所占的比例，受桩端土坚硬程度及桩身压缩变形大小的影响。 上海地区所采用的钻孔灌注桩、预制桩属摩擦桩， Qp/Q 之比约在 25%左右，其桩顶、桩端边界条件为： 桩顶： Z=L， ； 桩端： Z=0， ， ，。 b) 桩轴向振动固有频率 ƒLi、相邻固有频率差 △ ƒLi 见表（ 2） 表 (2) 桩轴向振动固有频率、相邻固有频率差值 由表（ 2）可知：纯摩擦桩、端承桩在有桩侧土（ KO≠0、CO≠0）时，桩的轴向振动固频率 fLi，不仅与 E、 A、 L、 、C有关，而且受 KO、 CO影响，其表达式较复杂。 对于摩擦桩，桩的轴向固有频率 fLi、即使在无桩侧土（ KO=0、 CO=0）时，其表达式也相当复杂。 当然，上述 情况桩的轴向相邻固有频率的差值 △ ƒLi不可能恒为 C2L。 由完整桩轴向相邻固有频率差值 △ ƒLi分析得到的缺陷桩缺陷段 轴向相邻固有频率差值 △ ƒri，也不可能恒为 △ ƒri。 为了根据实测分析计算所得的频谱图取得缺陷桩缺陷距桩顶的距离 Lri，上海市工程建设规范《建筑基桩检测技术规程》（ DGJ082182020）第（ ）式中， △ ƒri定义为缺陷桩相邻波峰（即相邻固有频率）之间频差的平均值，由该式计算得到的 Lri，仅为缺陷至桩顶的估算距离。 (3) 实例 例 1：某混凝土 预制桩，桩端进入岩层（可认为是固定端），桩长 L=10m，桩截面尺寸 F=300mm300mm，在有桩侧土和无桩侧土情况下，实测前五阶固有频率及其相邻固有频率差值，详见表（ 3）、表（ 4）： 表 (3) 桩周土对固有频率的影响 表 (4) 桩周土对相邻固有频率差的影响 分析表 (3)、表（ 4）可知： 1) 有、无桩侧土，对桩的第 1阶固有频率影响很大，有桩侧土的第 1 阶固有频率比无桩侧土高约 30%~40%，并因此影响第 2 阶相邻固有频率差值。 2) 在无桩侧土时，各阶相 邻固有频率差值基本相同。 例 2：桩型及尺寸完全与例 1 中的混凝土方桩相同，桩端进入硬塑粘土，桩侧土分别为硬塑、可塑及软塑粘土时，实测前五阶固有频率、相邻固有频率差值，详见表（ 5）、表（ 6）。 表 (5) 桩周土对固有频率的影响 表 (6) 桩周土对相邻固有频率差的影响 分析表（ 5）、表（ 6）可知： 1）当桩端进入硬塑粘土时，桩侧土性质对第 1 阶固有频率影响亦很大，并且第 2 阶相邻固有频率差值远小于其它相邻各阶的差值。 2）在应用上海市工程建设规范《建筑基桩检测技术规程》（ DGJ08—218—2020）中 ()式，确定缺陷距桩顶的距离 Lri时，缺陷桩相邻固有频率的差值，宜取第 2阶以后的相邻固有频率差值 △ ƒri的平均值。 (4) 完整桩轴向振动幅频曲线的特征 1) 有桩端反射波信号 有桩端反射波信号时幅频曲线图 , 如图 (13)所示。 图中： V——质点振动速度 (mm/s), fLi——完整桩轴向振动固有频率（ Hz）， ——完整桩轴向振动相邻固有频率的差值 (Hz)；波速度（ m/S)， L为完整桩长 (m)， C2L ,C 为纵 图 (13) 有桩端反射波信号的幅频曲线 2) 无桩端反射波信号 无桩端反射波信号时幅频曲线图，如图 (14)所示，图中符号含义同图 (13)。 图 (14) 无桩端反射信号的幅频曲线 (5) 缺陷桩轴向振动幅频曲线的特征 不同缺陷程度的缺陷桩，其轴向振动幅频曲线图，如图（ 15）所示，它们分别有如下特征： 轻度缺陷桩：幅频曲线呈轻度峰 ~谷状起伏； 明显缺陷桩：幅频曲线呈 明显峰 ~谷状起伏； 严重缺陷桩：幅频曲线呈十分深凹峰 ~谷状起伏。 图中： Lrifri ——桩身缺陷距桩顶的距离 (m)。 ——缺陷桩缺陷段的轴向振动固有频率（ Hz）； ——缺陷桩缺陷段相邻固有频率之间的差值（ Hz）； C2Lri ， C为同 一工程 n根桩纵波速度的平均值， ，且波速度。 ， Ci为第 i根完整桩纵 图 (15) 缺陷桩的幅频曲线 桩身完整性的时域、频域特征联合判断 若干问题的探讨 (1) 用弹性波反射法检测混凝土预制桩接桩质量的可行性探讨 混凝土多节预制桩，由于接桩面不平整、焊接质量不高和桩间土上抬、侧向挤压等，将造成上、下节桩接触面不密贴，甚至松脱、局部错位、完全错开等，如图 (16)所示。 用弹性波反射法检测混凝土预制桩接桩质量，主要根据接桩面、桩端反射波信号强弱来进行判别。 接桩面密贴的混凝土预制桩，无接桩面反射波信号，一般情况下桩端反射波信号可见。 接桩面欠密贴的混凝土预制桩，桩面反射波信号较弱，有时可见桩端反射波信号。 接桩面 松脱、局部错位、完全错开的混凝土预制桩，均有接桩面反射波信号强烈，甚至有二次、多次反射波信号可见，及无桩端反射波信号的共同特征。 用弹性波反射法无法检测上、下节桩脱开的距离、错开的程度。 若要了解上、下节桩脱开的距离、错开的程度，必须辅之其它检测方法，如： 1) 用水准仪、经纬仪测定桩顶上抬、下沉和偏位量； 2) 在桩顶施加静载，并测定下沉量； 3) 在桩顶施加上拔荷载，并测定上拔荷载、上拔位移量； 4) 在桩顶施加锤击力，测定桩顶下沉量，并同时进行高应变检测分析。 图 (16) 接桩面接触情况示意图 (2) 桩身完整性的内涵 上海市工程建设规范 “建筑基桩检测技术规程（ D。