低应变桩基检测 修订-可编辑.doc

安徽建筑大学本科毕业论文目 录摘要 3Abstract 4第一章 绪论 51.1引言 51.2桩基分类 61.3桩基工程的常见质量问题 81.4基桩动测法的发展 11第二章 应力波与桩的完整性 132.1基本概念 132.2桩身完整性 142.2.1桩身完整性的定义 142.2.2桩身完整性指标 152.2.3桩身缺陷指标 15第三章 低应变反射波法的基本原理 173.1 一维波动理论 173.1.1 杆的纵向波动方程 173.2 杆的纵向波动方程解答 193.2.1 分离变量法求解波动方程 193.2.2 采用行波理论求解波动方程 213.3 应力波的相互作用在不同阻抗界面上的反射和投射 233.3.1 应力波的相互作用 233.3.2 应力波在杆不同阻抗界面处的反射透射 24第四章 测试系统 264.1激振设备 264.1.1瞬态激振设备 264.1.2稳态激振设备 274.2传感器 294.2.1压电式加速度传感器 294.2.2速度传感器 334.2.3放大器 354.2.4信号采集分析仪 36第五章　测试方法及数据处理 375.1 测试方法 375.1.1测试参数的选择 375.1.2测试仪器和激振设备的选择 385.1.3桩头处理 405.1.4传感器安装和激振操作 415.1.5现场测试要点 425.2测试结果的计算分析 435.2.1信号后分析 435.2.2时域分析 455.2.3频域分析 485.3各类缺陷（或桩底）的波形特征 495.4工程应用 515.4.1工程及检测概述 51第六章 反射波法的使用总结 56摘要桩基动力检测是指在桩顶施加一个动态力（动荷载），动态力可以是瞬态冲击力或稳态激振力。

桩-土系统在动态力的作用下产生动态响应，采用不同功能的传感器在桩顶量测动态响应信号(如位移、速度、加速度信号)，通过对信号的时域分析、频域分析或传递函数分析，判断桩身结构完整性，推断单桩承载力 随着我国国民经济与工程建设的快速发展，基桩检测作为隐蔽工程验收的重要环节，对保证整个工程建设的安全稳定起着十分重要的作用在各种检测方法中，反射波法目前应用最广泛、使用最便捷，理论与实践发展也比较成熟，有比较先进的仪器设备及应用分析软件但是总体而言，基桩检测技术在我国的应用发展时间不长，许多测试方法不仅理论上不够完善，实际应用中也存在一些问题在基桩完整性检测中，利用低应变法可确定桩身缺陷位置、判断缺陷的类型和缺陷的严重程度本文主要做了一下工作： 介绍低应变的基本原理、适用范围及优缺点，一维波动理论基本方程和解答，低应变桩基检测的现场注意事项，传感器的类型，时域和频域曲线的分析等关键字：低应变；反射波法；一维波动理论；基桩完整性AbstractPile foundation dynamic testing refers to the pile top places a dynamic force (load), the dynamic force can be transient impact or steady vibration force. Pile - soil system in dynamic force produced under the action of dynamic response, the different function of sensors at the top of the pile dynamic response signal measured (such as displacement, velocity and acceleration signals) , by analyzing the signal of time domain, frequency domain analysis or transfer function analysis, determine the structural integrity of pile, the bearing capacity of single pile. Along with our country national economy and the rapid development of engineering construction, foundation pile detection as an important part of the concealed engineering acceptance, to ensure the safety of the engineering construction stability plays a very important role. Among various kinds of detection methods, reflection wave method is the most widely used, use the most convenient, theory and practice of development is more mature, more advanced instrument equipment and application analysis software. But, overall, pile testing technology application development time is not long in our country, many test method is not only imperfect in theory, there are some problems in actual application. In foundation pile integrity testing, use to determine the defect position of pile low strain gauge, judging defect types and severity of. This paper mainly do the job: This article introduces the basic principle of low strain, applicable range and advantages and disadvantages, and one dimension wave theory basic equations and solutions, low strain pile foundation inspection of the matters needing attention, the types of sensors ，analysis of time domain and frequency domain curves, etcKey words: Low strain; The reflected wave method; A one-dimensional wave theory; Foundation pile integrity.第一章 绪论1.1引言桩基础是一种古老的基础形式。

早在新石器时代，人类就开始使用木桩搭建住所我国汉朝时期己经将木桩应用于桥梁建筑中，到宋代桩基础技术已比较成熟从20世纪初钢筋混凝土预制构件问世以来，钢筋混凝土预制桩和钢筋混凝土灌注桩就得到了广泛的应用20世纪50年代初，随着大型钻孔机械的发展，我国的铁路和公路桥梁就开始大量采用了混凝土钻孔灌注桩和挖孔灌注桩至今，桩基础已是建筑物最广泛采用的基础形式之一桩基工程是隐蔽工程，特别是在地质条件复杂、地下水变化较大的现场钢筋混凝土灌注桩，出现的问题最多，造成的后果也最为严重现场钢筋混凝土灌注桩经常出现的缺陷主要有:扩颈、缩颈、离析、断桩，此外还有混凝土强度不足、断裂、孔底沉渣，也有可能存在因施工人员素质低下，偷工减料而产生夹泥夹石等现象如果在基桩质量检测过程中没有检测出来，对今后建筑物的使用会产生很大的安全隐患，甚至会造成重大安全事故因此，选择合适的方法对桩基质量进行检测，是一项重要的工作目前成桩质量检测的主要方法有钻芯法、低应变法、声波透射法，另外高应变法也能够辅助性的检测桩身的完整性其中桩基低应变动力检测是以应力波在桩身中的传播特征作为理论基础的一种方法，主要用于判断桩身结构的完整性，由于其快速、轻便、易操作等特点越来越受到广大工程人员的欢迎，已广泛应用于工程实践中。

但是，由于低应变测试是基于一维线弹性理论，结合了部分工程实际数据，遇到复杂的地质条件，往往要凭借工程实际经验，可能会出现误判实际测试过程中，如果桩身参数，地质条件也发生变化，采用锤击时脉冲波的频率又不确定，对测试结果的判别将会产生极大的影响不仅地质条件和地下水位变化较大，而且施工过程中经常遇到溶洞、断层以及海水潮汐等不利条件，都会对桩身质量有很大的不利影响另外，低应变法只能定性的确定基桩的损坏类型，无法定量的研究缺陷的损坏程度如何确定出影响应力波传播的敏感因子，使缺陷量化，是国内外相关研究人员关注的热点问题之一1.2桩基分类桩的种类五花八门，如果考虑用复合地基的各种柔性桩（如粉喷桩、碎石桩、CFG桩等）和近年来发展起来的异型桩（如树根桩、支盘桩、后压浆桩等），据沈保汉统计，竟有三百多种，如不考虑尺寸影响，根据不同目的，我们可以按不同的分类法对刚性桩以如下方式进行分类1.按成桩方法对土层影响进行分类不同成桩方法对周围土层的扰动程度不同，这种不同将直接影响基桩承载能力发挥和计算参数的选用一般可分为挤土桩、部分挤土桩和非挤土桩三类：（1）挤土桩，也称排土桩桩周土被压密或挤开，土的工程性质出现很大的变化，主要有打入和压入式预制木桩、混凝土桩、打入式封口底钢管桩和混凝土管桩、以及就地沉管灌注桩等。

2）部分挤土桩，也称微排土桩桩周土体仅受轻微扰动，土的原状结构和工程性质变化不明显，主要有打入式小界面I型和H型钢桩、钢板桩、开口式钢管桩（管内土挖除）、螺旋桩等3）非挤土桩，也称非挤土桩将与桩体体积相同的土挖出，因而桩周土体扰动较少，但应力松弛现象，主要有各种形式的挖空或钻孔桩等2.桩材分类根据桩的材料，可分为木桩（包括竹桩）混泥土桩（含钢筋混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩）、钢桩和组合桩1）木桩天然原木或粗大的竹子做桩材料，也有加工成型的2）混凝土桩混凝土桩是目前世界各地最广泛使用的桩，又可分为预制混凝土桩和就地灌注混凝土桩两大类，前者可在工厂或场地附近集中预制一般为边长250～600mm的方桩，单节长10～20m当要求长桩时，可将单节桩连接成所需长度；为减少钢筋混凝土桩的钢筋用量和桩身裂缝，后来又发展了预应力钢筋混凝土桩，我国现用的预应力钢筋混凝土桩多为圆型管桩，外径一般为400～550mm等、壁厚100mm、标准节长8～10m、法兰盘接头就地灌注混凝土桩可根据受力需要，放置不同深度的钢筋笼，其直径可根据设计需要确定3）钢桩早期为铸铁板桩现在则主要为型钢和钢管桩钢管桩由各种直径和壁厚的无缝钢管制成，型钢包括各种形式的板桩，主要用作临时支挡结构或永久性的码头工程，H型和I型钢桩也常用作支承桩。

4）组合桩用两种材料组成的单根桩即为组合桩较早采用的水。