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1、 毕业设计(论文)（ 2012 届）论文题目： 桩基检测技术方案研究 姓 名： 系（院）：湖 南 高 速 铁 路 职 业 技 术 学 院 专业名称： 铁道工程 指导老师： 2011 年 05 月 26日 毕业论文开题报告开题报告题目桩基检测技术方案研究毕业设计小组成员序号姓名班级联系电话手机电子信箱/QQ1 铁工 0902班 234选题背景、意义随着我国建筑事业的发展，桩基已成为一种重要的基础形式，在高层建筑、重型厂房、桥梁、港口、码头、海上采油平台、核电站工程以及地震区、软土地区、湿陷性黄土地区、膨胀土地区和冻土地区的地基处理中得到广泛地应用。桩基工程除因受岩土工程条件、基础与结构设计、桩土
2、体系相互作用、施工以及专业技术水平和经验等关联因素的影响而具有复杂性外，桩的施工还具有高度的隐蔽性，发现质量问题难，事故处理更难。因此，桩基检测工作是整个桩基工程中不可缺少的环节，只有提高桩基检测工作的质量和检测评定结果的可靠性，才能真正地确保桩基工程的质量与安全。随着人类工程活动的日益增多和科学技术的进步，这一领域的理论研究和工程运用都得到了较大的发展。研 究内 容1桩基检测技术2桩基工程质量检测内容3基桩检测方法4桩基质量检测方法及其依据技术路 线、方案本文简要介绍了常用的几种桩基检测技术，从检测内容、检测方法、桩基质量的评判、等进行了研究，并介绍了反射波法的基本原理及影响基桩质量检测波形
3、的因素，运用应力波反射法检测灌注桩的施工质量，具有检测速度快、费用低、便于全面普查桩的质量、判别桩的完整性和质量缺陷，是一种值得推广的方法。通过工程实例的总结，需采取的个项措施。毕业论文开题报告计 划进 度选题：2011年5月9日2011年5月13日资料收集：2010年5月14日2011年5月23日撰写论文：2011年5月24日2011年6月3日毕业答辩：2011年6月6日2011年6月10日指导老师意见指导教师签名: 年 月 日开题组意 见组长签名: 年 月 日中文摘要随着我国建筑事业的发展，桩基已成为一种重要的基础形式，在高层建筑、重型厂房、桥梁、港口、码头、海上采油平台、核电站工程以及地
4、震区、软土地区、湿陷性黄土地区、膨胀土地区和冻土地区的地基处理中得到广泛地应用。桩基工程除因受岩土工程条件、基础与结构设计、桩土体系相互作用、施工以及专业技术水平和经验等关联因素的影响而具有复杂性外，桩的施工还具有高度的隐蔽性，发现质量问题难，事故处理更难。因此，桩基检测工作是整个桩基工程中不可缺少的环节，只有提高桩基检测工作的质量和检测评定结果的可靠性，才能真正地确保桩基工程的质量与安全。随着人类工程活动的日益增多和科学技术的进步，这一领域的理论研究和工程运用都得到了较大的发展。但是桩基检测是一项很复杂的系统工程，无论在理论上还是实践中目前都存在很多问题值得进一步的研究。关键词：桥梁 桩基
5、检测 钻孔桩 反射波身法AbstractWith the development of buildings, pile foundation has become an important form in the high-rise buildings, heavy plant, bridges, ports, terminals, offshore oil platforms, nuclear power engineering and earthquake zone, soft soil, loess areas, expansion of land area and the frozen
6、 ground treatment area has been widely applied. Foundations due to geotechnical conditions, in addition, foundation and structure design, pile soil interaction, construction and professional skills and experience related to factors such as the complexity, the pile of construction also has a high deg
7、ree of concealment, difficult to find quality problems, incident handling more difficult. Therefore, the entire pile foundation pile foundation work is an indispensable part of the project, only to improve the quality of pile testing and testing the reliability of assessment results in order to trul
8、y ensure the quality and safety of Pile Foundation. With the growing number of human engineering activities and scientific and technological progress, the field of theoretical study and engineering application have been by big margins. But the pile testing is a very complicated system, both in theor
9、y and practice, currently there are many issues worthy of further study. Keywords: bridge；pile foundation； testing； bored pile； anti-wave shenfa目 录前 言11. 桩基检测技术21.1 成孔质量检测21.2 桩的承载力的检测22.桩基工程检查43.桩基工程质量检测内容63.1成孔质量检测63.2桩的承载力检测63.3桩的完整性检测64.基桩检测方法84.1直接法84.2间接法85.桩基质量检测方法及其依据115.1反射波法的原理及其应用115.2反射波
10、法桩基质量分类方法探讨126.现场检测及注意事项147.影响基桩质量检测波形的因素157.1露出于桩头的钢筋对波形的影响157.2桩头破损对波形的影响157.3桩的强度对波形的影响158.桩基检测技术在工程上的应用168.1工程概况168.2工程质量检测方法169.基桩检测技术现状研究179.1基桩动力检测179.2低应变反射波法179.3高应变法189.4声波透射法检测2010展望22参 考 文 献23致 谢24前 言桩基础既是一种古老而传统的桩基形式，又是一种应用广泛、发展迅速、生命力很强的建筑物基础形式。随着工程建筑和各项技术的高速发展，桩基础的应用越来越广，同时对桩基基础的要求也越来越
11、高，因此，对桩基的结构完整性和进行准确的检测尤为重要。桩基检测是桩基施工中的重要环节，从桩基础的实际出发，详细论述了目前较为成熟且已纳入国家规范的各种桩基础的检测方法，并通过工程检测实验，对不同检测方法进行了验证分析。本文简要介绍了常用的几种桩基检测技术，从检测内容、检测方法、桩基质量的评判、等进行了研究，并介绍了反射波法的基本原理及影响基桩质量检测波形的因素，运用应力波反射法检测灌注桩的施工质量，具有检测速度快、费用低、便于全面普查桩的质量、判别桩的完整性和质量缺陷，是一种值得推广的方法。1. 桩基检测技术随着建设单位对工程质量要求的提高，基桩检测技术将发挥越来越重要的作用。针对具体工程，利
12、用成孔质量检测、静载试验检测、低应变动力检测和高应变动力检测等技术对该工程的基桩进行了检测，进而对桩基质量做出评价，以确保建设工程的质量。 1.1 成孔质量检测 在桩的施工中，成孔质量的好坏直接影响到混凝土浇注后的成桩质量：桩孔的孔径偏小则使整桩的承载能力降低；桩孔上部扩径将导致成桩上部侧阻力增大，而下部侧阻力不能完全发挥；桩孔偏斜则会削弱了基桩承载力的有效发挥；桩底沉渣过厚使得有效桩长减少。因此，成孔质量检测对于控制成桩质量尤为重要。成孔质量检验的内容主要包括桩孔位置、孔深、孔径、垂直度、沉渣厚度等。 1.2 桩的承载力的检测 1.2.1 静荷载试验法静荷载试验法用于检测基桩承载力静荷载试验
13、法包括基桩竖向和水平承载力检测，工程中多用到竖向静载荷试验。静荷载试验法显著的优点是其受力条件比较接近桩基础的实际受力状况。静载试验主要适用于工程试桩的承载力检测，对于工程桩检测不能做破坏性试验。其检测精度高，相对误差在10%范围内。 1.2.2 高应变动测法 桩基高应变动检测，就是利用重锤对桩顶进行瞬态冲击，使桩周土产生塑性变形，在桩头实测力和速度的时程曲线，通过应力波理论分析得到桩土体系的有关参数，揭示桩土体系在接近极限阶段时的工作性能，分析桩身质量，确定桩的极限承载力。 1.3目前国内外常用的桩基检测方法 钻芯检测法：由于大直钻孔灌注桩的设计荷载一般较大，用静力试桩法有许多困难，所以常用
14、地质钻机在桩身上沿长度方向钻取芯样，通过对芯样的观察和测试确定桩的质量。 但这种方法只能反映钻孔范围内的小部分混凝土质量，而且设备庞大、费工费时、价格昂贵，不宜作为大面积检测方法，而只能用于抽样检查，一般抽检总桩量的35%，或作为无损检测结果的校核手段。 振动检测法：又称动测法。它是在桩顶用各种方法施加一个激振力，使桩体及至桩土体系产生振动。或在桩内产生应力波，通过对波动及波动参数的种种分析，以推定桩体混凝土质量及总体承载力的一种方法。这类方法主要有四种，分别为敲击法和锤击法、稳态激振机械阻抗法、瞬态激振机械阻抗法、水电效应法。 超声脉冲检验法：该法是在检测混凝土缺陷的基础上发展起来的。其方法
15、是在桩的混凝土灌注前沿桩的长度方向平行预埋若干根检测用管道，作为超声检测和接收换能器的通道。检测时探头分别在两个管子中同步移动，沿不同深度逐点测出横断面上超声脉冲穿过混凝土时的各项参数，并按超声测缺原理分析每个断面上混凝土质量。 射线法：该法是以放射性同位素辐射线在混凝土中的衰减、吸收、散射等现象为基础的一种方法。当射线穿过混凝土时，因混凝土质量不同或因存在缺陷，接收仪所记录的射线强弱发生变化.2.桩基工程检查桩基是广泛应用的基础形式之一。目前，我国桩基施工队伍庞杂，施工机具参差不齐，施工工艺不一，桩基施工质量不佳的现象较为普遍，如不能及时检查发现、对存在的缺陷采取补救措施，将对建筑工程留下隐
16、患，造成不可估量的损失。为了保证桩基工程的质量和安全，必须按照桩基有关技术规范的规定进行各种检查和测试。由建筑桩基技术规范（JGJ9494）中成桩质量检查的有关规定可知，灌注桩的成桩质量检查包括成孔及清孔、钢筋笼制作、混凝土搅制及灌注等三个工序过程的质量检查。对预制桩和钢桩成桩质量检查主要包括制桩、打入深度、停锤标准、桩位及垂直度检查。对于一级建筑桩基和地质条件复杂或成桩质量可靠性较低的桩基工程，应进行成桩质量检查。检查方法可采用可靠的动测法，对于大直径桩还可采用钻探取芯、预埋管超声波透射法检查。对我们检测单位来说，桩基工程的成桩质量检测内容主要是对桩的承载力与桩身结构完整性检测，前者如静载荷
17、试验，高、低应变动测以及最近在国外逐渐使用的静动法；后者如钻探取芯、开挖检查、声波透射法及低应变动测法。该规范中还明确规定：对于一级建筑桩基和一部分二级建筑桩基，必须在工程桩施工前进行桩的静载荷试验。桩的静载荷试验的检验值是桩承载力可靠性的评定标准，是桩基工程单桩竖向极限承载力标准值的设计依据。桩的静载荷试验，在同一条件下试桩数量不宜少于总桩数的1%，且不应少于3根；总桩数在50根以内的不应少于2根。况且，静载荷试验的桩，通常是在施工单位预知的情况下进行的，成桩质量都较好，它能否代表所有工程桩的基桩承载力，还不一定。特别是灌注桩，即使是使用同样的原材料、同一个施工单位施工的同一批桩，由于地层的
18、差异、施工班组的不同，各桩的结构完整性也有差异，各桩的承载力也不尽相同，何况，少数施工单位存在着偷工减料，工作不认真的情况存在。所以，没有一定检测数量的覆盖面，即使测试方法很可靠，桩基工程质量也难以保证。用传统的静载荷试验，因费时、费工、费钱，难以选择数量较多的桩进行载荷试验。对静载荷试验所得承载力偏低的桩、也难以分辩桩身的缺陷性质和所在位置。在这种情况下，使用快速、有效的动测方法，可以弥补静载荷试验数量少、代表性差的缺点。为了贯彻“技术可靠、经济合理的”原则，在桩基工程中采用两种或两种以上检测方法是必要的。因为、每种检测方法各有特点，有它的长处，也有它的局限性。因此，在1%桩的静载荷试验基础
19、上，辅以其它动力检测方法作为补充是必不可少的。而反射波法可对桩基工程质量进行普查，有利于整个桩基工程的质量控制，完全可以作为桩基工程成桩检查质量的一种有效方法，能为成桩质量评价提供依据。3.桩基工程质量检测内容灌注桩的施工分为成孔和成桩两部分,因而对桩基的检测便可分为成孔质量检测和成桩质量检测两大部分。其中成孔是灌注桩施工中的第个环节。成孔作业由于是在地下、水下完成,质量控制难度大,复杂的地质条件或施工中的失误都有可能产生塌孔、缩径、桩孔偏斜、沉渣过厚等问题。成桩质量检测又可分为承载力检测和对完整性检测。3.1成孔质量检测在灌注桩的施工中,成孔质量的好坏直接影响到混凝土浇注后的成桩质量:桩孔的
20、孔径偏小则使得成桩的侧摩阻力、桩尖端承载力减少,整桩的承载能力降低;桩孔上部扩径将导致成桩上部侧阻力增大,而下部侧阻力不能完全发挥,同时单桩的混凝土浇注量增加;桩孔偏斜在一定程度上改变了桩竖向承载受力特性,削弱了基桩承载力的有效发挥;桩底沉渣过厚使得桩长减少,对于端承桩则直接影响桩尖的端承能力。3.2桩的承载力检测 桩的承载力与加荷速率有很大关系,由于静荷载试验与任何动荷载试验相比,所施加的荷载速率最慢,最接近于实际工程的加荷速率,所以试验的结果最接近于实际桩的承载力,因而,国内外均将静荷载试验的结果作为桩承载力的标准。3.3桩的完整性检测 基桩的低应变动测法就是通过对桩顶施加较低的激振能量,
21、引起桩身及周围土体的微幅振动,同时用仪表量测和记录桩顶的振动速度和加速度,利用波动理论或机械阻抗理论对记录结果加以分析,从而达到检验桩基施工质量、判断桩身完整性、预估基桩承载力等目的。因此,低应变一般只适合对桩的完整性检测。 对于正常的混凝土,声波在其中传播的速度是有一定范围的,当传播路径遇到混凝土有缺陷时,如断裂、裂缝、夹泥和密实度等, 绕过缺陷或在传播速度较慢的介质中通过,声波将发生衰减,造成传播时间延长,使声时增大,计算声速降低,波幅减小,波形畸变,利用超声波在混凝土中传播的这些声学参数的变化,来分析判断桩身混凝土质量。4.基桩检测方法目前按设计和施工质量验收规范所规定的具体检测项目方式
22、,宏观上可分为两种检测方法:4.1直接法通过现场原型试验直接检测项目结果的检测方法。主要有桩身完整性检测(钻孔取芯法)和承载力检测(静载荷试验)。4.2间接法在现场原型试验基础上,同时基于一些理论假设和工程实践经验并加以综合分析才能最终获得检测项目结果的检测方法。主要包括以下三种方法:4.2.1低应变法 在桩顶面施加低能量的瞬态或稳态激振,使桩在弹性范围内做弹性振动,并由此产生应力波纵向传播,同时利用波动和振动理论对桩身的完整性做出评价。低应变法是普查基桩的完整性,判定桩身缺陷程度和位置的一种常用方法。适合钢筋混凝土灌注桩,预应力混凝土桩(实心放桩、实心圆桩、管桩)等。该方法测试设备简单轻便,
23、检测速度快、成本低,是基桩质量完整性普查的良好手段。4.2.2高应变法 高应变法的主要功能是判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。这里所说的承载力是指在桩身强度满足桩身结构承载力的前提下,得到的桩周岩土对桩的抗力(静阻力)。所以要得到极限承载力,应使桩侧和桩端岩土阻力充分发挥,否则不能得到承载力的极限值,只能得到承载力检测值。与低应变法检测的快捷、廉价相比,高应变法检测桩身完整性虽然是附带性的,但由于其激励能量和检测有效深度大的优点,特别在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时,能够在查明这些“缺陷”是否影响竖向抗压承载力的基础上,能合理判定缺陷程度。当然,带有普查性的完整性检测,采用低
24、应变法更为恰当。然而高应变检测技术是从打入式预制桩发展起来的,试打桩和打桩监控属于其特有的功能,是静载试验无法做到的。4.2.3声波透射法 声波透射法是在桩内预埋纵向声测管道,将超声脉冲发射和接收探头置于声测管中,管中充满清水作耦合剂,由仪器发出周期性电脉冲通过发射探头发射并穿透混凝土,被接收探头接收并转换成电信号。由仪器中的测量系统测出超声脉冲穿过桩体所需时间、接收波幅值、接收脉冲主频率、接收波形及频谱等参数。最后由数据处理系统按判断软件对接收信号的各种参数进行综合判断和分析,即可对混凝土各种内部缺陷的性质、大小、位置作出判断,并给出混凝土总体均匀性和强度等级的评价指标。 桩基工程检测方案表
25、工程名称注册号结构层数桩基概况桩基类型基础类型总桩数规格直径根数长度设计强度等级持力层设计承载力 在软土地质条件或处于河西地区； 变直径； 为人工挖孔桩且直径大于1m； 开工前未做过试桩或试桩不合格，设计方案做过调整； 持力层为岩层； 未及时办理质量监督手续； 出现严重质量问题或质量事故的；检测方案承载力检测桩身质量检测孔底取芯（3d,且5m）检测方法静载（静压、自平衡）高应变抗拔取芯超声波低应变数量百分比部位其它需要说明的事项：设计单位意 见 （章）年 月 日建设单位意 见 （章）年 月 日监理单位意 见 （章）年 月 日注：“桩基概况”中，符合相关情况的在“”中打“”。5.桩基质量检测方法
26、及其依据桩基是工程结构常用的基础形式之一，属于地下隐蔽工程，施工技术比较复杂，工艺流程相互衔接紧密，施工时稍有不慎极易出现断桩等多种形态复杂的质量缺陷，影响桩身的完整性和桩的承载能力，从而直接影响上部结构的安全。因此，对桩基质量的无损检测，具有特别重要的意义。 桩基的成桩质量通常包括两个方面的内容，一是桩基的承载能力；二是桩身的完整性。 1、桩基的承载能力检测有两个方法：一个是静载试验，另一个是高应变检测法（即大应变法）。静载试验具有直接、可靠等优点，但存在试验费用高、试验过程长等不足；高应变检测法是根据土动力学和波动理论来推断桩基的承载能力，它具有试验简单、快速、低费用等优点，但可靠性稍差。
27、2、桩身的完整性检测是通过现场动力试验来判断桩身质量，内部缺陷的一种方法，常见的内部缺陷有夹泥，断裂，缩颈，混凝土离析及桩顶混凝土密实性较差等。桩身的完整性检测主要采用低应变检测法（即小应变法），它具有速度快、设备轻便、费用低等优点。目前在国内外已广泛的应用。 3、结合本工程工期短，特别是基础工程的节点工期要求特别紧张的特点，本工程拟采用低应变动力检测法及高应变检测法检测法进行桩基的检测。5.1反射波法的原理及其应用反射波法源于应力波理论，基本原理是在桩顶进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播。在桩身明显存在波阻抗界面（如桩底、断桩或严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩颈或扩颈）部位，将产生反
28、身波。经接收、放大滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反射信息。据此计算桩身波速、判断桩身完整性和混凝土强度等级。当桩嵌于土体中，将受到桩周土的阻尼作用，桩的动力特性满足一维波动方程。即： V-质点振动位移 X-振动质点到振源的距离 t-质点振动的时间 n-阻尼系数 A-桩的截面积 Vp-纵波在桩中传播的速度Vp=E/-桩的质量密度当在桩顶施加瞬时外力F（t）时，桩内只存在下行波，波在不同的波阻抗面上发生反射。从上式中，可推导出应力波在桩体中旅行的时间及其对不同结构介质桩的纵波速度： Vp=2L/tb L-桩长 tb-桩底反射波到达时间 当桩身存在缺陷或断桩时，各界面反射波使曲线变得复杂，
29、认真分析波形并选出可靠的缺陷反射时间t，从而得到缺陷部位距桩顶的距离： L=Vpm*t/2 Vpm-同一工地多根已检合格桩桩身纵波速度的平均值。 t-缺陷部位距桩顶的距离。5.2反射波法桩基质量分类方法探讨在基础工程中，桩基础以其承载力大、地层适应性强、施工方便、造价较低等特点，而被广泛采用。而桩基工程中又以各种形式的灌注桩为主，这不仅是因为灌注桩施工进度快、经济效益好、可比预制桩降低成本造价的1/21/3，而且能适应于各种地形地质条件和各种土工构筑物对基础承载力的需要，因而使用范围很广。灌注桩属地下隐蔽工程，施工工艺复杂，容易出现各种质量问题，且不容易被发现。据国内外有关统计资料表明，出现桩
30、身各种缺陷的概率约为15%20%，如不及时发现，将对土工构筑物、建筑物的正常使用造成隐患。因此，对基桩的质量检查是十分重要的。目前我国从事桩基动测的单位据不完全统计约有800多家，仅参加建设部组织的动测桩单位考核、取得资质证书的单位就有300多家，这是我国基桩质量检验的骨干力量，它为确保桩基工程的质量发挥了重要作用。我国基桩低应变动力检测规程JGJ/T9395的发布实施，使得基桩低应变动力检测工作有据可依，也为基桩低应变动力检测报告统一编写起到良好的作用，但该规范未对反射波法基桩质量检测结果提出明确的分类，而桩身质量的评价分类是检测报告的核心问题。从最近国家建筑工程质量监督检验中心对第一批工程
31、桩动测单位资质复查换证的工作中了解到，不少单位在对反射波法检测报告的结论意见中，对基桩的质量评判标准不一，内容各异，致使监理、设计、质检部门对检测报告成果的含义理解不同，如果我们能在检测报告中、对检验过的桩使用统一的评判标准进行分类，这对规范检测报告及报告的使用都是有好处的。对此，工程界己有这样的要求和愿望，而目前一些地方的建设主管部门已陆续考虑编制具有本地特色的桩基动测技术规程，其思路和所用术语也不尽相同。为了对基桩质量的评判依据和分类方法能有比较统一认识，便于检测、设计、施工、监理、质检部门对检测成果的使用和理解，有必要对这一问题进行深入的研究和讨论。6.现场检测及注意事项安装全部测试设备
32、，并应确认各项仪器装置处于正常工作状态。在测试前应正确选定仪器系统的各项工作参数，使仪器在设定的状态下进行试验。在瞬态激振试验中，重复测试的次数应大于4次。在测试过程中应观察各设备的工作状态，当设备均处于正常状态，则该次测试有效。7.影响基桩质量检测波形的因素7.1露出于桩头的钢筋对波形的影响由于灌注桩考虑到以后的承台问题，桩头均有钢筋露出，这对实测波形有一定的影响，严重时可影响反射信号的识别。7.2桩头破损对波形的影响灌注桩头表面松散，将使弹性波能量很快衰减，从而削弱桩尖及桩底反射信号，影响波形的识别。有效途径是：将松散处铲去。7.3桩的强度对波形的影响桩的龄期短，强度低，将降低应力波在混凝
33、土中的传播速度，影响对桩长的判别。总之，运用应力波反射法检测钻孔灌注桩的施工质量，具有检测速度快、费用低、便于全面普查桩的质量、判别桩的完整性和质量缺陷，是一种值得推广的方法。但是，目前低应变法推算桩的承载力的变异性较大，有的免不了用地质报告的土参数估计和检测结果相结合的办法。其中，经验估计占了相当大的因素。所以要全面了解桩的承载力情况，只能通过静载试验来确定。 8.桩基检测技术在工程上的应用8.1工程概况 某建筑,檐高39.5m,建筑面积9884.2m2,框剪结构。基础设计采用钢筋混凝土灌注桩承台基础,钻孔灌注桩数量240根,桩径600mm,有效桩长25.5m,设计要求单桩竖向极限承载力Qu
34、=2200kN。8.2工程质量检测方法 本次工程实践中针对场地环境和地质条件,主要采取单桩静载荷试验法和低应变反射波法进行桩基检测。8.2.1单桩静载荷试验检测 方法加载及观测系统。试验采用慢速维持荷载法(锚桩法)。由槽钢及锚桩组成反力系统,通过反力系统由液压油泵及千斤顶施加荷载至桩顶,对桩顶施加竖向压力。荷载逐级加在桩顶上,放置在千斤顶上的荷重传感器时刻显示桩顶所受荷载大小。桩身产生变形沉降时,通过放置在桩头对称分布的电子位移传感器随时记录各级荷载作用下桩身的沉降量。 分级加载阶段。试验加载分为10级进行,每级加载量相等,每级加荷值为220kN,其中第一级按2倍分级荷载加荷。 变形观测。每级
35、加荷后,间隔5、10、15min各测读一次变形,1h以后,每30分钟测读一次直至达到稳定标准。 沉降相对稳定标准。每一小时的沉降不超过0.1mm,并连续出现两次,已达到相对稳定,可加下一级荷载。终止加载条件:当出现下列情况:在某级荷载作用下,桩的沉降量为前一级荷载作用下沉降量的5倍;某级荷载作用下,桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍,且经过24h尚未达到相对稳定标准;已达到反力系统的最大反力;已满足设计或委托方委托的最大加荷值时,可终止加载9.基桩检测技术现状研究9.1基桩动力检测桩基动力检测技术包括高应变法和低应变法。当作用在桩顶上的能量较大，直接测得的打击力与设计极限值相当时，这便
36、是高应变法；作用在桩上的能量较小，仅能使桩土间产生微小扰动，这类方法称为低应变法。目前高应变法主要有动力打桩公式法、波动方程法、CASE法、曲线拟合法、锤击贯入法和动静法等。低应变法主要有机械阻抗法、应力波反射法、球击法、动力参数法和水电效应法等。桩基动测具有费用低、快速、轻便、适于普查等优点，这大大地促进了桩基动测技术的研究和应用9.2低应变反射波法目前，低应变动力测桩是采用低能量的瞬态或稳态激振，使桩在弹性范围内作低幅振动(应变量约为105)，利用振动和波动理论判断桩身缺陷。现在国内低应变动测法主要用于检测桩身完整性。我国低应变动测桩法主要是应力波反射法，其次还有机械阻抗法、动力参数法、水
37、电效应法、共振法等。其中应力波反射法在桩身质量检测中应用最广泛，主要用来检查桩身完整性，检查缩径、扩径、夹泥、断桩、空洞、离析、沉渣，并核对桩长、推算砼强度。本文主要介绍低应变反射法。应力反射波法是以应力波在桩身中的传播反射特征为理论基础的一种方法。该方法将桩假定为连续弹性的一维截面均质杆件，并且不考虑桩周土体对沿桩身传播应力波的影响。当在桩顶施加一瞬态锤击振力，将在桩内激发应力波，由于桩与周土之间的波阻抗差异悬殊，应力波的大部分能量将在桩内传播，当波长桩径，应力波波长时，桩可以看作一维杆件，应力波在桩内传播可以采用一维杆波动方程计算。垂直入射的应力波在桩内传播过程中，当桩内存在有波阻抗差异界
38、面时，波将产生反射波和透射波，反射波将沿桩身反向传播到桩顶，而透射波继续向下传播。桩身的缺陷、桩底均可以根据反射波的相位、振幅、频率特性，辅以地层资料、施工记录以及实践分析经验，对其性质作出确切的判断。应力反射波法目前也存在着很大的局限性。反射波法动力测桩，以其测点广、经济、快捷、无损等诸多优点，成为目前人们所公认的桩基质量检测的有效方法，但也存在着缺点和不足。（1）桩周土层对波形曲线的影响，在对桩基测试曲线进行分析时，要充分考虑到桩周土层对所采集波形曲线的影响。在桩基动测中，检测人员往往注意到桩本身的子波叠加而引起的缺陷判断，而忽略了应力波在桩中传播时，不仅受桩身材料、刚度及缺陷的影响。桩周
39、土层的土力学性能越好，应力波在桩周土层中的损耗就越大。同时受桩周土层的土模量大小的影响。在硬土层处将会产生为似扩径的反射波，在软土层处将会产生由于应力波透射损耗小而产生似缩径的反射波。如果不考虑桩周土层对所采集曲线的影响，不了解桩侧的土质情况，有时会造成误判；（2）较难识别桩身浅部的缺陷，因为在本质无论大桩还是小桩，桩顶近端都不可以完全套用一维应力波理论，应该用三维效应展开讨论；（3）缺乏对缺陷程度的定量分析。应力波反射法靠单一的波形特征，要想定量给出离析段厚度、沉渣厚度、裂隙宽度及缩径程度的准确值是不可能的；（4）第二缺陷的判断。当第一缺陷较大时，阻断了信号的上行与下达，给深部缺陷和桩底的识
40、别增加了困难，特别是当第二缺陷为第一缺陷的两倍时更难以识别；（5）渐变的缺陷。对于桩径缓慢变大然后突然缩径的桩，在曲线上往往不能分辨出扩径现象而只看到缩径现象，对于这种突变的桩，在曲线上表现为缩径的信号。9.3高应变法高应变动力测试是通过在桩顶量测被激发的阻力产生的应力波和速度波，来确定承载力的。目前工程界应用最广泛的高应变法是CASE法和波形拟合法。CASE法是一种通过一维波动方程计算而获得岩土对桩的支撑阻力的新方法。它有三条基本假定：桩身是等阻抗的；桩周与桩尖土对桩的运动阻力分为动阻力和静阻力两部分，动阻力全部集中在桩尖，忽略了桩侧土阻力；静阻力模型为理想刚塑性体，忽略了应力波在传播过程中
41、的能量损耗，包括桩身中内阻尼损耗和向桩周土的逸散。基于以上三条基本假设，由行波理论和波动方程推导出CASE法单桩极限承载力公式。公式中有一个很重要的参数就是JC，它是地区性经验系数，土质不同，JC凭经验取值的变异性会很大。波形拟合法波形拟合法目前被认为是确定单桩承载力最准确的方法。它是通过现场把实测力波和速度波输入计算机进行迭代计算，把桩土系统变为离散的质弹模型，假定各单元桩和土参数，以实测的桩顶速度波(或力波)作为边界条件，用特征线法求解波动方程，反算桩顶力波(或速度波)，使计算的波形和实测波形拟合。若两者不吻合，调整桩土参数，再次计算，直至吻合。此时各参数是最佳估算值。最终求得承载力、侧阻
42、分布和计算的曲。高应变法也存在着一些局限性。（1）CASE法适用于打入桩的施工过程检测和监控，或者在具有一定的经验基础上，用于评定工程桩的验收合格性。但由于该法的假定条件与基桩施工的实际条件差别较大，首先，假设桩身等阻抗，这对钢桩、预制桩和预应力管桩在桩身无缺陷的情况下基本适用，而对灌注桩是难以达到；其次，假设动阻力完全集中于桩尖，而实际情况是随着桩的相对位移，桩侧必然产生动阻力，只是相对较小而已；再次，假设静阻力模型为刚塑性体，即桩一旦被打动，则静阻力马上达到极限值，这也与实际不符。所以，CASE法测桩，必须在桩被打动的前提下，充分发挥土的全部静阻力，并从波形上正确判断桩尖的反射位置，选用恰
43、当的阻尼系数JC才可比较准确地确定单桩极限承载力。而C值的选取，不但与桩尖土的类别有关，而且与桩的阻抗有关，由此可见，对桩身有缺陷的桩，CASE法确定单桩极限承载力很不可靠。这也就决定了CASE用于钢桩、预制桩和预应力管桩的测试。（2）波形拟合法虽然和CASE法一样，也是在柴油锤冲击材质均匀、强度较高、侧面光滑的钢管桩、预制桩等基础上建立起来的，它不象CASE法那样严格要求贯入度和侧面光滑与截面的一致性，但当桩间土变形不够充分时，承载力同样偏于保守。而且它假定桩周土体内无变形存在，也极不合理。桩土间的理想弹塑性模型和牛顿粘性体模型与灌注桩、预制桩等桩型存在较大出入。（3）高应变动力测试数据采集
44、质量直接关系到计算结果的准确性。正确采集信号是良好结果的前提条件。影响采集信号的因素很多，如桩头处理的好坏、锤击位置及能量大小、传感器安装、外界干扰、仪器本身性质等。9.4声波透射法检测声波透射法是利用声波的透射原理对桩声混凝土介质状况进行检测，因此仅适用于在灌注成型过程中已经预埋了两根或两根以上声测管得基桩。声波透射法根据波在介质中的传播方式分为横波超声波法和纵波超声波法。基桩声波透射检测通常的振源是纵波脉冲产生的。被检测桩在桩身的1根埋管中放入发射换能器、另1管中放入接收换能器。基桩的声波透射法检测是根据桩体内确定的埋管间距，测试2管间声波的传播声时、振幅、频率等声学参数对桩体进行分析，其中声速为检测分析的主要指标.声速的确定如下V=L/T(1)式中：V超声波速；L埋管的间距；T声时。从实测的声速特征可以反应所穿透的混凝土介质特性的变化。由(1)式可知，在埋管间距相等的情况下，当声时增加时，波速减小，混凝土强度相对降低；相反，当声时减小时，波速增加，混凝土强度增
