樁基檢測(cè)技術(shù)(簡(jiǎn)全)

1、胡昌斌胡昌斌 博士博士2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡一、樁基檢測(cè)概論一、樁基檢測(cè)概論二、灌注樁成孔質(zhì)量檢測(cè)二、灌注樁成孔質(zhì)量檢測(cè)三、樁的靜載試驗(yàn)三、樁的靜載試驗(yàn)四、樁的低應(yīng)變、高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)四、樁的低應(yīng)變、高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)五、聲波透射檢測(cè)五、聲波透射檢測(cè)六、鉆芯法檢測(cè)六、鉆芯法檢測(cè)七、動(dòng)力觸探檢測(cè)七、動(dòng)力觸探檢測(cè)2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡( (一一) )在我國(guó)各類工程建設(shè)中，在我國(guó)各類工程建設(shè)中， 廣泛采用樁基礎(chǔ)廣泛采用樁基礎(chǔ); ; 樁基礎(chǔ)是歷史悠久、應(yīng)用廣泛的一種基礎(chǔ)形式。在我國(guó)高樁基礎(chǔ)是歷史悠久、應(yīng)用廣泛的一種基礎(chǔ)形式。在我國(guó)高層建筑、重型

2、廠房、橋梁、港口碼頭、海上采油平臺(tái)以至核層建筑、重型廠房、橋梁、港口碼頭、海上采油平臺(tái)以至核電站等工程中，都有普遍應(yīng)用電站等工程中，都有普遍應(yīng)用。70007000年前我國(guó)就出現(xiàn)了木樁（如上海北宋的龍華塔）；年前我國(guó)就出現(xiàn)了木樁（如上海北宋的龍華塔）；18201820年以后，出現(xiàn)了鑄鐵鋼板樁修筑圍堰和碼頭；年以后，出現(xiàn)了鑄鐵鋼板樁修筑圍堰和碼頭；19001900年以后，美國(guó)出現(xiàn)了大量鋼樁基礎(chǔ)；年以后，美國(guó)出現(xiàn)了大量鋼樁基礎(chǔ)；18981898年俄國(guó)提出就地灌注混凝土樁；年俄國(guó)提出就地灌注混凝土樁；19011901年美國(guó)提出沉管灌注樁，年美國(guó)提出沉管灌注樁，19301930左右在我國(guó)上海應(yīng)左右在我國(guó)

3、上海應(yīng)用；用；19601960年以后，我國(guó)研制出預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁。年以后，我國(guó)研制出預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁。 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡 自此以后，隨著樁基礎(chǔ)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)寬，自此以后，隨著樁基礎(chǔ)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)寬，機(jī)械設(shè)備和施工技術(shù)不斷得到改進(jìn)與發(fā)展，機(jī)械設(shè)備和施工技術(shù)不斷得到改進(jìn)與發(fā)展，產(chǎn)生了各種新樁型和新工法，為樁在復(fù)雜地產(chǎn)生了各種新樁型和新工法，為樁在復(fù)雜地質(zhì)條件和環(huán)境條件下的應(yīng)用注入了勃勃生機(jī)。質(zhì)條件和環(huán)境條件下的應(yīng)用注入了勃勃生機(jī)。今天樁基礎(chǔ)已成為高層建筑、大型橋梁、深今天樁基礎(chǔ)已成為高層建筑、大型橋梁、深水碼頭和海上石油平臺(tái)等采用的主要基礎(chǔ)形水碼頭和海上石

4、油平臺(tái)等采用的主要基礎(chǔ)形式。式。 目前我國(guó)橋梁工程中最大樁徑已超過(guò)目前我國(guó)橋梁工程中最大樁徑已超過(guò)5 5m m，基樁入土深度已達(dá)基樁入土深度已達(dá)100100m m以上。以上。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡樁基礎(chǔ)在我國(guó)高層樁基礎(chǔ)在我國(guó)高層建筑、重型廠房、建筑、重型廠房、橋梁、港口碼頭、橋梁、港口碼頭、海上采油平臺(tái)以至海上采油平臺(tái)以至核電站等工程中，核電站等工程中，都得到普遍應(yīng)用都得到普遍應(yīng)用。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡按成樁方法對(duì)土層的影響分類：按成樁方法對(duì)土層的影響分類：1 1、擠土樁（打入、壓入、沉管灌注樁）；、擠土樁（打入、壓入、沉管灌注

5、樁）；2 2、部分?jǐn)D土樁、微排土樁（、部分?jǐn)D土樁、微排土樁（I I型、型、H H型鋼樁、鋼板樁、型鋼樁、鋼板樁、開口式鋼管樁和螺旋樁）；開口式鋼管樁和螺旋樁）；3 3、非擠土樁（挖孔、鉆孔灌注樁）；、非擠土樁（挖孔、鉆孔灌注樁）；按成樁方法對(duì)土層的影響分類：按成樁方法對(duì)土層的影響分類：1 1、木樁；、木樁；2 2、鋼樁；、鋼樁；3 3、混凝土樁；、混凝土樁；4 4、組合樁；、組合樁；2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡按樁的功能分類：按樁的功能分類：1 1、抗軸向壓樁（摩擦樁、端承樁、端承摩擦樁）；、抗軸向壓樁（摩擦樁、端承樁、端承摩擦樁）；2 2、抗側(cè)壓樁；、抗側(cè)壓樁；3

6、3、抗拔樁；、抗拔樁；按成樁方法分類：按成樁方法分類：1 1、打入樁；、打入樁；2 2、就地灌注樁（沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、人工挖孔、就地灌注樁（沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁、夯擴(kuò)樁、復(fù)打樁、支盤樁、樹根樁）；灌注樁、夯擴(kuò)樁、復(fù)打樁、支盤樁、樹根樁）；3 3、靜壓樁；、靜壓樁；4 4、螺旋樁；、螺旋樁；5 5、碎石樁；、碎石樁；6 6、水泥土攪拌樁（深層攪拌樁、粉噴樁）。、水泥土攪拌樁（深層攪拌樁、粉噴樁）。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡（1 1）沉管灌注樁）沉管灌注樁1 1、斷裂（側(cè)向擠土）；、斷裂（側(cè)向擠土）；2 2、拉裂（隆起）；、拉裂（隆起）；3 3、

7、縮頸；、縮頸；4 4、斷樁離析；、斷樁離析；5 5、吊腳樁；、吊腳樁；（2 2）沖、鉆孔灌注樁）沖、鉆孔灌注樁1 1、斷樁；、斷樁；2 2、離析；、離析；3 3、塌孔、縮頸、夾泥；、塌孔、縮頸、夾泥；4 4、沉渣過(guò)厚；、沉渣過(guò)厚；（3 3）混凝土預(yù)制樁）混凝土預(yù)制樁1 1、樁身開裂；、樁身開裂；2 2、樁頭打碎；、樁頭打碎；3 3、擠折斷；、擠折斷；4 4、破裂；、破裂；2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡（二）樁基檢測(cè)技術(shù)是保證樁基質(zhì)量的重要手段（二）樁基檢測(cè)技術(shù)是保證樁基質(zhì)量的重要手段施工前的檢測(cè)、施工中的檢測(cè)、施工后的檢測(cè)；施工前的檢測(cè)、施工中的檢測(cè)、施工后的檢測(cè)；1

8、1、單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)；、單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)；2 2、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)；、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)；3 3、單樁水平靜載試驗(yàn)；、單樁水平靜載試驗(yàn)；4 4、鉆芯法；、鉆芯法； 7 7、動(dòng)力觸探法；、動(dòng)力觸探法； 5 5、高應(yīng)變動(dòng)測(cè)；、高應(yīng)變動(dòng)測(cè)； 8 8、聲波透射法；、聲波透射法；6 6、低應(yīng)變動(dòng)測(cè)；、低應(yīng)變動(dòng)測(cè)； 9 9、取樣試件試驗(yàn)；、取樣試件試驗(yàn)；2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡1 1、測(cè)定承載力的自平衡法；、測(cè)定承載力的自平衡法；2 2、靜動(dòng)法；、靜動(dòng)法；3 3、檢測(cè)樁身混凝土缺陷的、檢測(cè)樁身混凝土缺陷的CTCT掃描等；掃描等；2002008.8.福州大學(xué)福州大

9、學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡 CTCT樁身質(zhì)量檢測(cè)樁身質(zhì)量檢測(cè)反力架靜載試驗(yàn)反力架靜載試驗(yàn)2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡靜載試驗(yàn)靜載試驗(yàn)2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡成孔質(zhì)量檢測(cè)成孔質(zhì)量檢測(cè)2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8

10、.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡樁基取芯檢測(cè)樁基取芯檢測(cè)2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡樁基低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)樁基低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)樁基動(dòng)測(cè)實(shí)測(cè)曲線樁基動(dòng)測(cè)實(shí)測(cè)曲線2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡 灌注樁的施工分為成孔和成樁兩部分，成灌注樁的施工分為成孔和成樁兩部分，成孔作業(yè)由于是在地下、水下完成，質(zhì)量控制難孔作業(yè)由于是在地下、水下完成，質(zhì)量控制難度大，復(fù)雜的地質(zhì)條件和施工的失誤，都有可度大，復(fù)雜的地質(zhì)條件和施工的失誤，都有可能產(chǎn)生塌孔、縮頸、樁孔

11、偏斜、沉渣過(guò)厚等問能產(chǎn)生塌孔、縮頸、樁孔偏斜、沉渣過(guò)厚等問題。題。成孔質(zhì)量檢驗(yàn)的內(nèi)容：成孔質(zhì)量檢驗(yàn)的內(nèi)容： 樁孔位置、孔深、孔徑、垂直度、沉渣厚度、樁孔位置、孔深、孔徑、垂直度、沉渣厚度、泥漿指標(biāo)。泥漿指標(biāo)。一一簡(jiǎn)簡(jiǎn)易易法法檢檢測(cè)測(cè)二、傘形孔徑儀檢測(cè)二、傘形孔徑儀檢測(cè)傘形孔徑儀是由孔徑儀、孔傘形孔徑儀是由孔徑儀、孔斜儀、沉渣厚度測(cè)定儀三部斜儀、沉渣厚度測(cè)定儀三部分組成的一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)。分組成的一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)。儀器由孔徑測(cè)頭、自動(dòng)記錄儀器由孔徑測(cè)頭、自動(dòng)記錄儀、電動(dòng)絞車等組成。儀、電動(dòng)絞車等組成。三、聲波法檢測(cè)三、聲波法檢測(cè)2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡 孔底沉渣的厚薄直接影

12、響樁端承力的發(fā)揮，孔底沉渣的厚薄直接影響樁端承力的發(fā)揮，沉渣太厚將使樁的承載能力大大降低，因此樁沉渣太厚將使樁的承載能力大大降低，因此樁孔在灌注混凝土之前必須對(duì)沉渣厚度進(jìn)行檢測(cè)，孔在灌注混凝土之前必須對(duì)沉渣厚度進(jìn)行檢測(cè)，必要時(shí)須進(jìn)行再次清孔，直到沉渣厚度滿足要必要時(shí)須進(jìn)行再次清孔，直到沉渣厚度滿足要求。求。目前測(cè)量沉渣厚度的方法大致有目前測(cè)量沉渣厚度的方法大致有測(cè)錘法測(cè)錘法、電阻電阻率法率法、電容法、聲波法電容法、聲波法等。等。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡一、豎向抗壓靜載試驗(yàn)；一、豎向抗壓靜載試驗(yàn)；二、單樁豎向抗拔靜荷載試驗(yàn)；二、單樁豎向抗拔靜荷載試驗(yàn)；三、單樁水平靜

13、載試驗(yàn)；三、單樁水平靜載試驗(yàn)； 靜載試驗(yàn)可確定樁的承載力，可為設(shè)計(jì)提供靜載試驗(yàn)可確定樁的承載力，可為設(shè)計(jì)提供依據(jù)，也可以為工程驗(yàn)收提供依據(jù)，是獲得樁軸依據(jù)，也可以為工程驗(yàn)收提供依據(jù)，是獲得樁軸向抗壓、抗拔以及橫向承載力的最基本、最可靠向抗壓、抗拔以及橫向承載力的最基本、最可靠的方法。我國(guó)建筑工程中慣用的靜載試驗(yàn)方法是的方法。我國(guó)建筑工程中慣用的靜載試驗(yàn)方法是維持荷載法。又可分為慢速維持荷載法和快速維維持荷載法。又可分為慢速維持荷載法和快速維持荷載法。持荷載法。三三 樁基靜載試驗(yàn)樁基靜載試驗(yàn)2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡靜載方法原理簡(jiǎn)介靜載方法原理簡(jiǎn)介n利用堆載或錨樁等反

14、力裝置，由千斤頂施力于單樁、利用堆載或錨樁等反力裝置，由千斤頂施力于單樁、復(fù)合地基或天然地基，并記錄被測(cè)對(duì)象的位移變化，復(fù)合地基或天然地基，并記錄被測(cè)對(duì)象的位移變化，由獲得的力與位移曲線（由獲得的力與位移曲線（Q-SQ-S），），或位移時(shí)間曲線或位移時(shí)間曲線（S-S-LgtLgt）等資料，按照國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可確定等資料，按照國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可確定: :1 1、單樁、復(fù)合地基或天然地基等極限承載力、單樁、復(fù)合地基或天然地基等極限承載力2 2、對(duì)工程樁的承載力進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)、對(duì)工程樁的承載力進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)3 3、實(shí)測(cè)樁身摩阻力和樁端阻力、實(shí)測(cè)樁身摩阻力和樁端阻力( (研究性試驗(yàn)研究性試驗(yàn)) )適

15、用范圍：?jiǎn)螛敦Q向抗壓靜載荷試驗(yàn)、單樁水平靜適用范圍：?jiǎn)螛敦Q向抗壓靜載荷試驗(yàn)、單樁水平靜載荷試驗(yàn)、單樁豎向抗拔靜載荷試驗(yàn)、地基處理的載荷試驗(yàn)、單樁豎向抗拔靜載荷試驗(yàn)、地基處理的靜載荷試驗(yàn)、天然地基的平板豎向靜載荷試驗(yàn)等。靜載荷試驗(yàn)、天然地基的平板豎向靜載荷試驗(yàn)等。 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，就是采用接近于豎單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，就是采用接近于豎向抗壓樁實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法。荷載作向抗壓樁實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法。荷載作用于樁頂，樁頂產(chǎn)生位移（沉降），可得到用于樁頂，樁頂產(chǎn)生位移（沉降），可得到單根試樁單根試樁Q QS S曲線，還可獲得每級(jí)荷載下

16、樁曲線，還可獲得每級(jí)荷載下樁頂沉降隨時(shí)間的變化曲線頂沉降隨時(shí)間的變化曲線S Slgtlgt，當(dāng)樁身中當(dāng)樁身中埋設(shè)量測(cè)元件（傳感器、位移桿）時(shí)，還可埋設(shè)量測(cè)元件（傳感器、位移桿）時(shí)，還可以直接測(cè)得樁側(cè)各土層的極限摩阻力和端承以直接測(cè)得樁側(cè)各土層的極限摩阻力和端承力（成本較高，主要用于大型、重點(diǎn)工程和力（成本較高，主要用于大型、重點(diǎn)工程和科研試驗(yàn)）?？蒲性囼?yàn)）。 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n1 1、錨樁橫梁反力裝置；、錨樁橫梁反力裝置；n2 2、堆重平臺(tái)反力裝置；、堆重平臺(tái)反力裝置；n3 3、錨樁堆重聯(lián)合反力裝置；、錨樁堆重聯(lián)合反力裝置；n4 4、地錨反力裝置；、地錨反

17、力裝置；2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡錨樁橫梁反力裝置錨樁橫梁反力裝置2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡堆重平臺(tái)反力裝置堆重平臺(tái)反力裝置2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡堆重平臺(tái)反力裝置堆重平臺(tái)反力裝置2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡傘形地錨裝置示意圖傘形地錨裝置示意圖地錨反力裝置地錨反力裝置20002000T T樁基靜載設(shè)備，曾用樁基靜載設(shè)備，曾用于北京海洋館作靜載試驗(yàn)于北京海洋館作靜載試驗(yàn) 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n一般選用單臺(tái)或多臺(tái)同型號(hào)的一般選用單臺(tái)或多臺(tái)同型號(hào)的千斤頂千

18、斤頂并聯(lián)加載；并聯(lián)加載；n荷載可用并聯(lián)于千斤頂?shù)母呔群奢d可用并聯(lián)于千斤頂?shù)母呔葔毫Ρ韷毫Ρ頊y(cè)定油壓，測(cè)定油壓，并換算為荷載，重要的樁基試驗(yàn)還需在千斤頂上放并換算為荷載，重要的樁基試驗(yàn)還需在千斤頂上放置置應(yīng)力環(huán)應(yīng)力環(huán)或或壓力傳感器壓力傳感器實(shí)行雙控校正。實(shí)行雙控校正。n沉降測(cè)量一般采用沉降測(cè)量一般采用百分表百分表或或電子位移計(jì)電子位移計(jì)，設(shè)置在樁，設(shè)置在樁的的2 2個(gè)正交直徑方向，對(duì)稱安裝個(gè)正交直徑方向，對(duì)稱安裝4 4個(gè)；小直徑樁可安個(gè)；小直徑樁可安裝裝2 2個(gè)或個(gè)或3 3個(gè)。沉降測(cè)定平面離開樁頂?shù)木嚯x不應(yīng)小個(gè)。沉降測(cè)定平面離開樁頂?shù)木嚯x不應(yīng)小于于0.50.5倍樁徑。倍樁徑。 2002008

19、.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n國(guó)內(nèi)樁身埋設(shè)的測(cè)試元件用得較多的是國(guó)內(nèi)樁身埋設(shè)的測(cè)試元件用得較多的是電阻式應(yīng)電阻式應(yīng)變計(jì)變計(jì)和和振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)，用屏蔽導(dǎo)線引出。，用屏蔽導(dǎo)線引出。n在國(guó)外，以美國(guó)材料及試驗(yàn)學(xué)會(huì)（在國(guó)外，以美國(guó)材料及試驗(yàn)學(xué)會(huì)（ASTMASTM）推薦的推薦的量測(cè)鋼管樁樁身應(yīng)變的方法較為常用，即沿樁身量測(cè)鋼管樁樁身應(yīng)變的方法較為常用，即沿樁身的不同標(biāo)高處預(yù)埋不同長(zhǎng)度的的不同標(biāo)高處預(yù)埋不同長(zhǎng)度的金屬管金屬管及及測(cè)桿測(cè)桿，用，用千分表量測(cè)桿趾部相對(duì)于樁頂處的下沉量，經(jīng)計(jì)千分表量測(cè)桿趾部相對(duì)于樁頂處的下沉量，經(jīng)計(jì)算求得應(yīng)變與荷載。算求得應(yīng)變與荷載。n樁端阻力一般

20、用埋置于樁端的樁端阻力一般用埋置于樁端的扁千斤頂扁千斤頂量測(cè)量測(cè)。 鋼筋鋼筋應(yīng)力應(yīng)力計(jì)計(jì) 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡試驗(yàn)資料整理n繪制有關(guān)試驗(yàn)成果曲線，一般繪制繪制有關(guān)試驗(yàn)成果曲線，一般繪制Q QS S（按按整個(gè)圖形比例橫：豎整個(gè)圖形比例橫：豎=2=2：3 3，取，取Q/SQ/S的坐標(biāo)比的坐標(biāo)比例例) )S-S-lgtlgt、S-lgQS-lgQ曲線以及其他進(jìn)行輔助分曲線以及其他進(jìn)行輔助分析所需曲線。析所需曲線。 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n在工程實(shí)踐中，除了遵循有關(guān)的規(guī)范規(guī)程外，在

21、工程實(shí)踐中，除了遵循有關(guān)的規(guī)范規(guī)程外，可參照下列標(biāo)準(zhǔn)確定極限承載力：可參照下列標(biāo)準(zhǔn)確定極限承載力：nl l）當(dāng)今當(dāng)今S S曲線的陡降段明顯時(shí)，取相應(yīng)于陡曲線的陡降段明顯時(shí)，取相應(yīng)于陡降段起點(diǎn)的荷載；降段起點(diǎn)的荷載；n2 2）對(duì)于緩變型對(duì)于緩變型Q QS S曲線，一般可取曲線，一般可取S S404060mm60mm對(duì)應(yīng)的荷載；對(duì)應(yīng)的荷載；n3 3）?。┤ Slgtlgt曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級(jí)荷載。一級(jí)荷載。 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡 圖圖2 2 Q-SQ-S曲線曲線 圖圖3 3lgtlgtS S曲線曲線 2002008.8.福

22、州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n高聳建（構(gòu)）筑物往往承受較大的水平力，高聳建（構(gòu)）筑物往往承受較大的水平力，導(dǎo)致部分樁承受上拔力，多層地下室的底導(dǎo)致部分樁承受上拔力，多層地下室的底板也會(huì)承受較大水浮力，而抗拔樁是重要板也會(huì)承受較大水浮力，而抗拔樁是重要的措施。的措施。n迄今為止，樁基礎(chǔ)上拔承載力的計(jì)算還沒迄今為止，樁基礎(chǔ)上拔承載力的計(jì)算還沒有從理論上得以很好解決，現(xiàn)場(chǎng)原位抗拔有從理論上得以很好解決，現(xiàn)場(chǎng)原位抗拔試驗(yàn)就顯得相當(dāng)重要。試驗(yàn)就顯得相當(dāng)重要。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n單樁水平靜載試驗(yàn)采用接近于水平受荷

23、樁實(shí)際工作單樁水平靜載試驗(yàn)采用接近于水平受荷樁實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法達(dá)到下列目的：條件的試驗(yàn)方法達(dá)到下列目的：n試樁的水平承載力可直接由水平荷載和水平位移曲試樁的水平承載力可直接由水平荷載和水平位移曲線判定，亦可根據(jù)實(shí)測(cè)樁身應(yīng)變來(lái)判定。線判定，亦可根據(jù)實(shí)測(cè)樁身應(yīng)變來(lái)判定。n當(dāng)樁身埋設(shè)有量測(cè)元件時(shí)，可以較精確求得各級(jí)水當(dāng)樁身埋設(shè)有量測(cè)元件時(shí)，可以較精確求得各級(jí)水平荷載作用下樁身彎矩的分布情況，從而為檢驗(yàn)樁平荷載作用下樁身彎矩的分布情況，從而為檢驗(yàn)樁身強(qiáng)度，推求不同深度彈性地基系數(shù)提供依據(jù)。身強(qiáng)度，推求不同深度彈性地基系數(shù)提供依據(jù)。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n 傳統(tǒng)單極

24、豎向抗壓靜載試驗(yàn)需要較大的反力裝傳統(tǒng)單極豎向抗壓靜載試驗(yàn)需要較大的反力裝置，除非埋設(shè)樁底反力和樁身應(yīng)力、應(yīng)變測(cè)量元件，置，除非埋設(shè)樁底反力和樁身應(yīng)力、應(yīng)變測(cè)量元件，試驗(yàn)結(jié)果不能劃分樁側(cè)阻力和樁端阻力。試驗(yàn)結(jié)果不能劃分樁側(cè)阻力和樁端阻力。n 對(duì)于大直徑大噸位的樁和大開挖的樁基工程，對(duì)于大直徑大噸位的樁和大開挖的樁基工程，由于試驗(yàn)設(shè)備無(wú)法安裝，靜載試驗(yàn)難以進(jìn)行。靜載由于試驗(yàn)設(shè)備無(wú)法安裝，靜載試驗(yàn)難以進(jìn)行。靜載試驗(yàn)工作費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢。以致許多重要的建、試驗(yàn)工作費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢。以致許多重要的建、構(gòu)筑物的大噸位基樁往往得不到準(zhǔn)確的構(gòu)筑物的大噸位基樁往往得不到準(zhǔn)確的承載力數(shù)據(jù)，承載力數(shù)據(jù)，基樁的承載潛

25、力不能得到有效地發(fā)揮?；鶚兜某休d潛力不能得到有效地發(fā)揮。 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n 自平衡法靜載試驗(yàn)技術(shù)是將千斤頂放置在樁的自平衡法靜載試驗(yàn)技術(shù)是將千斤頂放置在樁的底部，向上頂樁身的同時(shí)，向下壓樁底，使樁的摩底部，向上頂樁身的同時(shí)，向下壓樁底，使樁的摩阻力和端阻力互為反力，分別得到荷載一位移曲線，阻力和端阻力互為反力，分別得到荷載一位移曲線，疊加后得到樁頂?shù)某休d力和位移關(guān)系的疊加后得到樁頂?shù)某休d力和位移關(guān)系的Q Qs s曲線。曲線。這種方法解決了大噸位樁豎向承載力現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并這種方法解決了大噸位樁豎向承載力現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并分別測(cè)得樁側(cè)阻力和樁端阻力以便更有利于指導(dǎo)設(shè)

26、分別測(cè)得樁側(cè)阻力和樁端阻力以便更有利于指導(dǎo)設(shè)計(jì)。利用這種新試驗(yàn)技術(shù)，還可完成人工挖孔樁持計(jì)。利用這種新試驗(yàn)技術(shù)，還可完成人工挖孔樁持力層原位荷載試驗(yàn)，對(duì)受場(chǎng)地條件限制無(wú)法進(jìn)行常力層原位荷載試驗(yàn)，對(duì)受場(chǎng)地條件限制無(wú)法進(jìn)行常規(guī)靜載試驗(yàn)的樁進(jìn)行單樁豎向承載力規(guī)靜載試驗(yàn)的樁進(jìn)行單樁豎向承載力現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n 自平衡試樁法適用于部性土、粉土、砂土、巖自平衡試樁法適用于部性土、粉土、砂土、巖層中的鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、沉管灌注樁等，層中的鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、沉管灌注樁等，特別適用于傳統(tǒng)靜載試樁相關(guān)困難的水上試樁。坡特別適用于傳統(tǒng)靜載試樁相

27、關(guān)困難的水上試樁。坡上試樁、基坑底試樁，狹窄場(chǎng)地試樁等情況。上試樁、基坑底試樁，狹窄場(chǎng)地試樁等情況。n 19981998年年1010月，月，OsterbergOsterberg本人撰文總結(jié)了該試本人撰文總結(jié)了該試樁法在世界各地樁法在世界各地1010年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。據(jù)稱，該法已成年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。據(jù)稱，該法已成功地應(yīng)用于鉆孔樁、壁板樁、打人式鋼管樁及預(yù)制功地應(yīng)用于鉆孔樁、壁板樁、打人式鋼管樁及預(yù)制混凝土樁等樁型共約混凝土樁等樁型共約300300余例。單樁最大試驗(yàn)荷載已余例。單樁最大試驗(yàn)荷載已達(dá)到達(dá)到133133MNMN（13300t13300t），），深長(zhǎng)達(dá)深長(zhǎng)達(dá)9090m m，樁徑達(dá)樁徑達(dá)3 3m

28、m。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置n 自平衡試樁法的主要裝置是經(jīng)特別設(shè)計(jì)的液壓千斤自平衡試樁法的主要裝置是經(jīng)特別設(shè)計(jì)的液壓千斤頂式的荷載箱，也稱為壓力單元。頂式的荷載箱，也稱為壓力單元。n荷載箱可以是一次性的，也可以是可回收的?？苫睾奢d箱可以是一次性的，也可以是可回收的。可回收的荷載箱一般放置在空心預(yù)制樁的內(nèi)部、離樁底收的荷載箱一般放置在空心預(yù)制樁的內(nèi)部、離樁底不遠(yuǎn)的位置。一對(duì)精細(xì)加工的卡口事先澆筑在試驗(yàn)不遠(yuǎn)的位置。一對(duì)精細(xì)加工的卡口事先澆筑在試驗(yàn)樁內(nèi)部樁端的稍上部，試驗(yàn)時(shí)將荷載箱放到卡口的樁內(nèi)部樁端的稍上部，試驗(yàn)時(shí)將荷載箱放到卡口的位置，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)位置

29、，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)9090度度，將其鎖?。辉囼?yàn)后再逆時(shí)將其鎖??；試驗(yàn)后再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)針旋轉(zhuǎn)9090度，度，將其卸下回收，重復(fù)使用。不可回收將其卸下回收，重復(fù)使用。不可回收的千斤頂可以是鍋式的，可以是鞘式的的千斤頂可以是鍋式的，可以是鞘式的. . 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡 樁基動(dòng)力檢測(cè)是指在樁頂施加一個(gè)動(dòng)態(tài)力（可樁基動(dòng)力檢測(cè)是指在樁頂施加一個(gè)動(dòng)態(tài)力（可以是瞬態(tài)沖擊力或穩(wěn)態(tài)激振力）。樁土系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)以是瞬態(tài)沖擊力或穩(wěn)態(tài)激振力）。樁土系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)力的作用下產(chǎn)生動(dòng)態(tài)響應(yīng)信號(hào)（位移、速度、加速力的作用下產(chǎn)生動(dòng)態(tài)響應(yīng)信號(hào)（位移、速度、加速度信號(hào)），通過(guò)對(duì)信號(hào)的時(shí)域分析、頻域分析或傳度信號(hào)

30、），通過(guò)對(duì)信號(hào)的時(shí)域分析、頻域分析或傳遞函數(shù)分析，判斷樁身結(jié)構(gòu)的完整性，推斷單樁承遞函數(shù)分析，判斷樁身結(jié)構(gòu)的完整性，推斷單樁承載力。載力。 根據(jù)作用在樁頂上的動(dòng)荷載能量能否使樁土之根據(jù)作用在樁頂上的動(dòng)荷載能量能否使樁土之間發(fā)生一定彈性位移或塑性位移，把動(dòng)力測(cè)樁分為間發(fā)生一定彈性位移或塑性位移，把動(dòng)力測(cè)樁分為低應(yīng)變、高應(yīng)變兩種方法。低應(yīng)變作用在樁頂上的低應(yīng)變、高應(yīng)變兩種方法。低應(yīng)變作用在樁頂上的動(dòng)荷載遠(yuǎn)小于樁的使用荷載，能量小，只能使樁土動(dòng)荷載遠(yuǎn)小于樁的使用荷載，能量小，只能使樁土產(chǎn)生彈性變形。產(chǎn)生彈性變形。四四 樁基低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)樁基低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.D

31、r.胡胡n反射波法反射波法n機(jī)械阻抗法機(jī)械阻抗法n水電效應(yīng)法水電效應(yīng)法n動(dòng)力參數(shù)法動(dòng)力參數(shù)法n共振法共振法n球擊法球擊法 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n 基樁反射波法檢測(cè)樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原基樁反射波法檢測(cè)樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是：通過(guò)在樁頂施加激振信號(hào)產(chǎn)生應(yīng)力波，理是：通過(guò)在樁頂施加激振信號(hào)產(chǎn)生應(yīng)力波，該應(yīng)力波沿樁身傳播過(guò)程中，遇到不連續(xù)界該應(yīng)力波沿樁身傳播過(guò)程中，遇到不連續(xù)界面（如蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞等缺陷）和面（如蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞等缺陷）和樁底面時(shí)，將產(chǎn)生反射波，檢測(cè)分析反射波樁底面時(shí)，將產(chǎn)生反射波，檢測(cè)分析反射波的傳播時(shí)間、幅值和波形特征，就能判斷

32、樁的傳播時(shí)間、幅值和波形特征，就能判斷樁的完整性。的完整性。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡低應(yīng)變動(dòng)測(cè)儀器低應(yīng)變動(dòng)測(cè)儀器激振設(shè)備、激振設(shè)備、傳感器、放傳感器、放大器、信號(hào)大器、信號(hào)采集分析儀。采集分析儀。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡FDP204(B)FDP204(B)掌上動(dòng)測(cè)儀掌上動(dòng)測(cè)儀2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr

33、.胡胡目前傾向于低應(yīng)目前傾向于低應(yīng)變法僅能檢測(cè)樁變法僅能檢測(cè)樁身完整性身完整性 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n樁身完整性類別是按缺陷對(duì)樁身結(jié)構(gòu)承載力的影樁身完整性類別是按缺陷對(duì)樁身結(jié)構(gòu)承載力的影響程度，統(tǒng)一劃分為四類的：響程度，統(tǒng)一劃分為四類的：n一類一類樁身完整。，樁身完整。，n二類二類樁身有輕微缺陷，不會(huì)影響樁身結(jié)構(gòu)樁身有輕微缺陷，不會(huì)影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的發(fā)揮。承載力的發(fā)揮。n三類三類樁身有明顯缺陷，對(duì)樁身結(jié)構(gòu)承載力樁身有明顯缺陷，對(duì)樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響，一般應(yīng)采用其他方法驗(yàn)證其可用性，或有影響，一般應(yīng)采用其他方法驗(yàn)證其可用性，或根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)復(fù)核或補(bǔ)強(qiáng)處理

34、。根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)復(fù)核或補(bǔ)強(qiáng)處理。n四類四類樁身存在嚴(yán)重缺陷，一般應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)樁身存在嚴(yán)重缺陷，一般應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。處理。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡檢測(cè)實(shí)例檢測(cè)實(shí)例 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡本研究理論在浙江某工地一預(yù)應(yīng)力管樁質(zhì)量檢測(cè)本研究理論在浙江某工地一預(yù)應(yīng)力管樁質(zhì)量檢測(cè)分析中的應(yīng)用分析中的應(yīng)用 樁長(zhǎng)樁長(zhǎng)2828米，樁外徑為米，樁外徑為600600毫米，壁厚毫米，壁厚100100毫米，毫米，混凝土標(biāo)號(hào)混凝土標(biāo)號(hào)C60C60，該場(chǎng)地土層均為軟該場(chǎng)地土層均為軟- -流塑狀淤流塑狀淤泥或淤泥質(zhì)粘土。（泥或淤泥質(zhì)粘土。（7 7米處斷裂）米處

35、斷裂）tVv-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.401234567891011121314實(shí)實(shí)測(cè)測(cè)曲曲線線理理論論計(jì)計(jì)算算曲曲線線2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡浙江南部海島某工地的一根鉆孔灌注樁的測(cè)試浙江南部海島某工地的一根鉆孔灌注樁的測(cè)試該樁約該樁約1919米，直徑為米，直徑為12001200毫米，混凝土標(biāo)號(hào)為毫米，混凝土標(biāo)號(hào)為C25C25。（能反映導(dǎo)納的衰減現(xiàn)象）能反映導(dǎo)納的衰減現(xiàn)象）機(jī)械阻抗法是通過(guò)獲得樁頂速度導(dǎo)納幅頻曲線來(lái)分析機(jī)械阻抗法是通過(guò)獲得樁頂速度導(dǎo)納幅頻曲線來(lái)分析樁身質(zhì)量和樁的工程力學(xué)性狀。樁身質(zhì)量和樁的工程力學(xué)性狀。 f (Hz)Hv00.

36、30.60.91.21.51.8050100150200250300350400450500550600實(shí)實(shí)測(cè)測(cè)曲曲線線理理論論計(jì)計(jì)算算曲曲線線2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡 高應(yīng)變動(dòng)力試樁的高應(yīng)變動(dòng)力試樁的基本原理基本原理： 用重錘沖擊樁頂，使樁土產(chǎn)生足夠的相對(duì)位用重錘沖擊樁頂，使樁土產(chǎn)生足夠的相對(duì)位移，以充分激發(fā)樁周土阻力和樁端支承力，通過(guò)移，以充分激發(fā)樁周土阻力和樁端支承力，通過(guò)安裝在樁頂以下樁身兩側(cè)的力和加速度傳感器接安裝在樁頂以下樁身兩側(cè)的力和加速度傳感器接收樁的應(yīng)力波信號(hào)，應(yīng)用應(yīng)力波理論分析處理力收樁的應(yīng)力波信號(hào)，應(yīng)用應(yīng)力波理論分析處理力和速度時(shí)程曲線，從而

37、判定樁的承載力和評(píng)價(jià)樁和速度時(shí)程曲線，從而判定樁的承載力和評(píng)價(jià)樁身質(zhì)量完整性身質(zhì)量完整性. .五五 樁基高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)樁基高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡用于預(yù)制樁施工時(shí)的同步測(cè)試，采用剛體碰撞過(guò)程中的動(dòng)用于預(yù)制樁施工時(shí)的同步測(cè)試，采用剛體碰撞過(guò)程中的動(dòng)量與能量守恒原理，打樁公式法以工程新聞公式和海利打樁公式最為流行；量與能量守恒原理，打樁公式法以工程新聞公式和海利打樁公式最為流行；簡(jiǎn)稱錘貫法，曾在我國(guó)許多地方得到應(yīng)用，仿照靜載荷試簡(jiǎn)稱錘貫法，曾在我國(guó)許多地方得到應(yīng)用，仿照靜載荷試驗(yàn)法獲得動(dòng)態(tài)打擊力與相應(yīng)沉降之間的曲線，通過(guò)動(dòng)靜對(duì)比系數(shù)計(jì)算靜承載驗(yàn)法獲得動(dòng)態(tài)

38、打擊力與相應(yīng)沉降之間的曲線，通過(guò)動(dòng)靜對(duì)比系數(shù)計(jì)算靜承載力，也有人采用波動(dòng)方程法和經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算承載力；力，也有人采用波動(dòng)方程法和經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算承載力；設(shè)樁為一維彈性桿，樁土問符合牛頓粘性體和理想彈設(shè)樁為一維彈性桿，樁土問符合牛頓粘性體和理想彈塑性體模型，將錘、沖擊塊、錘墊、樁墊、樁等離散化為一系列單元，編程塑性體模型，將錘、沖擊塊、錘墊、樁墊、樁等離散化為一系列單元，編程求解離散系統(tǒng)的差分方程組，得到打樁反應(yīng)曲線，根據(jù)實(shí)測(cè)貫人度，考慮土求解離散系統(tǒng)的差分方程組，得到打樁反應(yīng)曲線，根據(jù)實(shí)測(cè)貫人度，考慮土的吸著系數(shù)，求得樁的極限承載力；的吸著系數(shù)，求得樁的極限承載力；將樁假定為一維彈性桿件，土將樁

39、假定為一維彈性桿件，土體靜阻力不隨時(shí)間變化，動(dòng)阻力僅集中在樁尖。根據(jù)應(yīng)力波理論，同時(shí)分析體靜阻力不隨時(shí)間變化，動(dòng)阻力僅集中在樁尖。根據(jù)應(yīng)力波理論，同時(shí)分析樁身完整性和樁土系統(tǒng)承載力；樁身完整性和樁土系統(tǒng)承載力；n5 5波動(dòng)方程擬合法，即波動(dòng)方程擬合法，即 CAPWAPCAPWAP法，法，其模型較為復(fù)雜，只能編程計(jì)算，是目其模型較為復(fù)雜，只能編程計(jì)算，是目前廣泛應(yīng)用的一種較合理的方法；前廣泛應(yīng)用的一種較合理的方法；n6 6靜動(dòng)法靜動(dòng)法，也稱偽靜力法，也稱偽靜力法，其意義在于延長(zhǎng)沖擊力作用時(shí)間（其意義在于延長(zhǎng)沖擊力作用時(shí)間（100100msms）使之使之更接近于靜載荷試驗(yàn)狀態(tài)。更接近于靜載荷試驗(yàn)狀

40、態(tài)。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n CASE CASE法和法和CAPWAPCAPWAP法是目前最常用的兩種高應(yīng)變動(dòng)法是目前最常用的兩種高應(yīng)變動(dòng)力試樁方法，也是狹義的高應(yīng)變動(dòng)力試樁法。力試樁方法，也是狹義的高應(yīng)變動(dòng)力試樁法。n 它們的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法和測(cè)試系統(tǒng)完全相同，通過(guò)它們的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法和測(cè)試系統(tǒng)完全相同，通過(guò)重錘沖擊樁頭，產(chǎn)生沿樁身向下傳播的應(yīng)力波和一定重錘沖擊樁頭，產(chǎn)生沿樁身向下傳播的應(yīng)力波和一定的樁土位移，利用對(duì)稱安裝于樁頂兩側(cè)的加速度計(jì)和的樁土位移，利用對(duì)稱安裝于樁頂兩側(cè)的加速度計(jì)和特制工具式應(yīng)變計(jì)記錄沖擊波作用下的加速度與應(yīng)變，特制工具式應(yīng)變計(jì)記錄沖擊波作用下

41、的加速度與應(yīng)變，并通過(guò)長(zhǎng)線電纜傳輸給樁基動(dòng)測(cè)儀；然后采用不同軟并通過(guò)長(zhǎng)線電纜傳輸給樁基動(dòng)測(cè)儀；然后采用不同軟件求得相應(yīng)承載力和基樁質(zhì)量完整性指數(shù)件求得相應(yīng)承載力和基樁質(zhì)量完整性指數(shù). .CASECASE法由法由于分析較為簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)提交，于分析較為簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)提交，高應(yīng)變動(dòng)力試樁現(xiàn)高應(yīng)變動(dòng)力試樁現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試示意圖結(jié)果，因而也稱波動(dòng)方程實(shí)時(shí)分析法；場(chǎng)測(cè)試示意圖結(jié)果，因而也稱波動(dòng)方程實(shí)時(shí)分析法；而擬合法因要進(jìn)行大量擬合反演運(yùn)算，一般只能在室而擬合法因要進(jìn)行大量擬合反演運(yùn)算，一般只能在室內(nèi)進(jìn)行。內(nèi)進(jìn)行。 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡激振設(shè)備：激振設(shè)備：預(yù)制樁打樁機(jī)械預(yù)制樁打

42、樁機(jī)械自制自由落錘自制自由落錘 錘重應(yīng)大于預(yù)估錘重應(yīng)大于預(yù)估的單樁極限承載力的單樁極限承載力的的1.01.01.51.52002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡如圖采用美國(guó)如圖采用美國(guó)PDIPDI公司公司PALPAL型基樁高應(yīng)變動(dòng)測(cè)儀型基樁高應(yīng)變動(dòng)測(cè)儀檢測(cè)樁基，檢測(cè)結(jié)果可檢測(cè)樁基，檢測(cè)結(jié)果可提供基樁的極限承載力提供基樁的極限承載力指標(biāo)和樁身結(jié)構(gòu)完整性指標(biāo)和樁身結(jié)構(gòu)完整性評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)。檢測(cè)目的檢測(cè)目的: :、判定單樁豎向承、

43、判定單樁豎向承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求載力是否滿足設(shè)計(jì)要求、檢測(cè)樁身缺陷及、檢測(cè)樁身缺陷及位置，判定樁身完整性位置，判定樁身完整性、分析樁側(cè)和樁端、分析樁側(cè)和樁端阻力阻力 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡CASEn 凱司法是美國(guó)凱司技術(shù)學(xué)院凱司法是美國(guó)凱司技術(shù)學(xué)院GobleGoble教授等人教授等人經(jīng)十余年努力，逐步形成的一套以行波理論經(jīng)十余年努力，逐步形成的一套以行波理論為基礎(chǔ)的樁動(dòng)力測(cè)量和分析方法。為基礎(chǔ)的樁動(dòng)力測(cè)量和分析方法。n這個(gè)方法從行波理論出發(fā)，導(dǎo)出了一套簡(jiǎn)潔這個(gè)方法從行波理論出發(fā)，導(dǎo)出了一套簡(jiǎn)潔的分析計(jì)算公式并改善了相應(yīng)的測(cè)量?jī)x器，的分析計(jì)算公式并改善了相應(yīng)的測(cè)

44、量?jī)x器，使之能在打樁現(xiàn)場(chǎng)立即得到關(guān)于樁的承載力。使之能在打樁現(xiàn)場(chǎng)立即得到關(guān)于樁的承載力。樁身完整性、樁身應(yīng)力和錘擊能量傳遞等分樁身完整性、樁身應(yīng)力和錘擊能量傳遞等分析結(jié)果其優(yōu)點(diǎn)析結(jié)果其優(yōu)點(diǎn)是具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)測(cè)量分析功是具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)測(cè)量分析功能能。 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡 n初始速度曲線第一峰的時(shí)刻為初始速度曲線第一峰的時(shí)刻為 t1t1，則在則在 t2t2t1t12L/C2L/C時(shí)刻，樁頂實(shí)測(cè)的力和速度記錄中將包含以下四種影響：時(shí)刻，樁頂實(shí)測(cè)的力和速度記錄中將包含以下四種影響：n1 1）由土阻力產(chǎn)生的全部上行壓縮土阻力波的總和）由土阻力產(chǎn)生的全部上行壓縮土阻力波的

45、總和RT/2RT/2；n2 2）由初始的下行壓力波經(jīng)樁底反射產(chǎn)生的上行拉力波，由初始的下行壓力波經(jīng)樁底反射產(chǎn)生的上行拉力波，其大小即為其大小即為Fd(t1) Fd(t1) 但符號(hào)為負(fù)；但符號(hào)為負(fù)；n3 3）由土阻力產(chǎn)生的下行拉力波經(jīng)樁底反射后以壓縮波由土阻力產(chǎn)生的下行拉力波經(jīng)樁底反射后以壓縮波的形式上行，并與第的形式上行，并與第 (2 (2）項(xiàng)的上行波同時(shí)到達(dá)樁頂，項(xiàng)的上行波同時(shí)到達(dá)樁頂，其大小也為其大小也為 RT/2RT/2；n4 4）全部的上行波在樁頂反射而形成的下行波全部的上行波在樁頂反射而形成的下行波Fd(t2Fd(t2）。土阻力表達(dá)式土阻力表達(dá)式2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué)

46、Dr.Dr.胡胡n1 1）去除土阻尼的影響。去除土阻尼的影響。n2 2）對(duì)給定的對(duì)給定的F F和和V V曲線，正確選擇曲線，正確選擇t1t1時(shí)刻，使時(shí)刻，使其中所包含的靜阻力充分發(fā)揮。其中所包含的靜阻力充分發(fā)揮。n3 3）對(duì)于樁先于對(duì)于樁先于2L/C2L/C回彈（速度為負(fù)回彈（速度為負(fù)) ) 造成樁造成樁中上部土阻力凡卸載，需對(duì)此做出修正。中上部土阻力凡卸載，需對(duì)此做出修正。n4 4）在試驗(yàn)過(guò)程中，樁周土應(yīng)出現(xiàn)塑性變形，在試驗(yàn)過(guò)程中，樁周土應(yīng)出現(xiàn)塑性變形，即樁出現(xiàn)永久貫人度，以證實(shí)打樁時(shí)土的極即樁出現(xiàn)永久貫人度，以證實(shí)打樁時(shí)土的極限阻力充分發(fā)揮；否則不可能得到樁的極限限阻力充分發(fā)揮；否則不可能

47、得到樁的極限承載力。承載力。n5 5）考慮樁的承載力隨時(shí)間變化的因素。）考慮樁的承載力隨時(shí)間變化的因素。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n1)1)假設(shè)土阻尼存在于樁端，至于樁端運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)；假設(shè)土阻尼存在于樁端，至于樁端運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)；n2 2）假設(shè)由阻尼引起的樁端土的動(dòng)阻力預(yù)樁端運(yùn)動(dòng)速度成正比；假設(shè)由阻尼引起的樁端土的動(dòng)阻力預(yù)樁端運(yùn)動(dòng)速度成正比；Rd=Rd=JcZV(toe,tJcZV(toe,t););n3)3)靜阻力靜阻力RsRsRtRtRdRd2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n實(shí)測(cè)曲線擬合法是通過(guò)波動(dòng)問題數(shù)值計(jì)算，反演確定實(shí)測(cè)曲線擬合法是通過(guò)波

48、動(dòng)問題數(shù)值計(jì)算，反演確定樁和土的力學(xué)模型及其參數(shù)值。樁和土的力學(xué)模型及其參數(shù)值。n其過(guò)程為其過(guò)程為：假定各樁單元的樁和土力學(xué)模型及其模型：假定各樁單元的樁和土力學(xué)模型及其模型參數(shù)，利用實(shí)測(cè)的速度參數(shù)，利用實(shí)測(cè)的速度 （或力、上行波、下行波）（或力、上行波、下行波）曲線作為輸人邊界條件，數(shù)值求解波動(dòng)方程，反算樁曲線作為輸人邊界條件，數(shù)值求解波動(dòng)方程，反算樁頂?shù)牧Γɑ蛩俣?、下行波、上行波）曲線。若計(jì)算的頂?shù)牧Γɑ蛩俣?、下行波、上行波）曲線。若計(jì)算的曲線與實(shí)測(cè)曲線不吻合，說(shuō)明假設(shè)的模型或其參數(shù)不曲線與實(shí)測(cè)曲線不吻合，說(shuō)明假設(shè)的模型或其參數(shù)不合理，有針對(duì)性地調(diào)整模型及參數(shù)再行計(jì)算，直至計(jì)合理，有針對(duì)性

49、地調(diào)整模型及參數(shù)再行計(jì)算，直至計(jì)算曲線與實(shí)測(cè)曲線（以及貫人度的計(jì)算值與算曲線與實(shí)測(cè)曲線（以及貫人度的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值）實(shí)測(cè)值）的吻合程度良好且不易進(jìn)一步改善為止。的吻合程度良好且不易進(jìn)一步改善為止。 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n1 1）所采用的力學(xué)模型應(yīng)明確合理，樁和土的力學(xué)模型應(yīng)能分）所采用的力學(xué)模型應(yīng)明確合理，樁和土的力學(xué)模型應(yīng)能分別反映樁和土的實(shí)際力學(xué)性狀，模型參數(shù)的取值范圍應(yīng)能限別反映樁和土的實(shí)際力學(xué)性狀，模型參數(shù)的取值范圍應(yīng)能限定。定。n2 2）擬合分析選用的參數(shù)應(yīng)在巖土工程的合理范圍內(nèi)。）擬合分析選用的參數(shù)應(yīng)在巖土工程的合理范圍內(nèi)。n3 3）曲線擬合時(shí)間段

50、長(zhǎng)度在曲線擬合時(shí)間段長(zhǎng)度在t1t12L/C2L/C時(shí)刻后延續(xù)時(shí)間不應(yīng)小于時(shí)刻后延續(xù)時(shí)間不應(yīng)小于2020ms; ms; n4 4）各單元所選用的土的最大彈性位移值不應(yīng)超過(guò)相應(yīng)樁單元各單元所選用的土的最大彈性位移值不應(yīng)超過(guò)相應(yīng)樁單元的最大計(jì)算位移值。的最大計(jì)算位移值。n5 5）擬合完成時(shí)，土阻力響應(yīng)區(qū)段的計(jì)算曲線與實(shí)測(cè)曲線應(yīng)吻）擬合完成時(shí)，土阻力響應(yīng)區(qū)段的計(jì)算曲線與實(shí)測(cè)曲線應(yīng)吻合，其他區(qū)段的曲線應(yīng)基本吻合。合，其他區(qū)段的曲線應(yīng)基本吻合。n6 6）貫人度的計(jì)算值應(yīng)與實(shí)測(cè)值接近。貫人度的計(jì)算值應(yīng)與實(shí)測(cè)值接近。 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡CASE法判定單樁承載力法判定單樁承載

51、力n凱司法與實(shí)測(cè)曲線擬合法在計(jì)算承載力上的本凱司法與實(shí)測(cè)曲線擬合法在計(jì)算承載力上的本質(zhì)區(qū)別是：前者在計(jì)算極限承載力時(shí)，單擊貫質(zhì)區(qū)別是：前者在計(jì)算極限承載力時(shí)，單擊貫人度與最大位移是參考值，計(jì)算過(guò)程與它們無(wú)人度與最大位移是參考值，計(jì)算過(guò)程與它們無(wú)關(guān)。另外，凱司法承載力計(jì)算公式是基于以下關(guān)。另外，凱司法承載力計(jì)算公式是基于以下三個(gè)假定推導(dǎo)出的：三個(gè)假定推導(dǎo)出的：n樁身阻抗基本恒定；樁身阻抗基本恒定；n動(dòng)阻力只與樁底質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度成正比，即全部動(dòng)阻力只與樁底質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度成正比，即全部動(dòng)阻力集中于樁端；動(dòng)阻力集中于樁端；n土阻力在時(shí)刻土阻力在時(shí)刻t2=t1+2L/Ct2=t1+2L/C已充分發(fā)揮；已充分

52、發(fā)揮；nJcJc值實(shí)際上是一個(gè)無(wú)明確意義的綜合調(diào)整系數(shù)值實(shí)際上是一個(gè)無(wú)明確意義的綜合調(diào)整系數(shù)。 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡限制條件n1 1）樁身存在缺陷，無(wú)法判定樁的豎向承載力。）樁身存在缺陷，無(wú)法判定樁的豎向承載力。n2 2）樁身缺陷對(duì)水平承載力有影響。）樁身缺陷對(duì)水平承載力有影響。n3 3）單擊貫人度大，樁底同向反射強(qiáng)烈且反射單擊貫人度大，樁底同向反射強(qiáng)烈且反射峰較寬，側(cè)阻力波、端阻力波反射弱，即波形峰較寬，側(cè)阻力波、端阻力波反射弱，即波形表現(xiàn)出豎向承載性狀明顯與勘察報(bào)告中的地質(zhì)表現(xiàn)出豎向承載性狀明顯與勘察報(bào)告中的地質(zhì)條件不符合。條件不符合。n4 4）嵌巖樁樁底

53、同向反射強(qiáng)烈，且在時(shí)間嵌巖樁樁底同向反射強(qiáng)烈，且在時(shí)間2L/C2L/C后無(wú)明顯端阻力反射后無(wú)明顯端阻力反射, ,也可采用鉆芯法核驗(yàn)。也可采用鉆芯法核驗(yàn)。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡六六 灌注樁聲波檢測(cè)灌注樁聲波檢測(cè) 基樁成孔后，灌混凝土之前，在樁內(nèi)基樁成孔后，灌混凝土之前，在樁內(nèi)預(yù)埋若干根聲測(cè)管作為聲波發(fā)射和接收換預(yù)埋若干根聲測(cè)管作為聲波發(fā)射和接收換能器的通道，在樁身混凝土灌注若干天后能器的通道，在樁身混凝土灌注若干天后開始檢測(cè)，用聲波檢測(cè)儀沿樁的縱軸方向開始檢測(cè)，用聲波檢測(cè)儀沿樁的縱軸方向以一定的間距逐點(diǎn)檢測(cè)聲波穿過(guò)樁身各截以一定的間距逐點(diǎn)檢測(cè)聲波穿過(guò)樁身各截面的聲

54、學(xué)參數(shù)，然后對(duì)這些檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行面的聲學(xué)參數(shù)，然后對(duì)這些檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析和判斷，以確定樁身混凝土缺處理，分析和判斷，以確定樁身混凝土缺陷的位置、程度，從而推斷樁身混凝土的陷的位置、程度，從而推斷樁身混凝土的完整性。完整性。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡 砼結(jié)構(gòu)是一個(gè)多孔漿及侵粗骨料組成的多砼結(jié)構(gòu)是一個(gè)多孔漿及侵粗骨料組成的多相體系，當(dāng)一定頻帶寬的超聲脈沖在結(jié)構(gòu)中相體系，當(dāng)一定頻帶寬的超聲脈沖在結(jié)構(gòu)中傳播時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生一系列現(xiàn)象。所有這些信傳播時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生一系列現(xiàn)象。所有這些信息可以由息可以由聲傳播速度聲傳播速度和和接收信號(hào)強(qiáng)度接收信號(hào)強(qiáng)度、波形波形來(lái)表征它所反映的被測(cè)

55、材料的粘彈力學(xué)特性來(lái)表征它所反映的被測(cè)材料的粘彈力學(xué)特性及缺陷的性質(zhì)。因此，采用適應(yīng)的超聲檢測(cè)及缺陷的性質(zhì)。因此，采用適應(yīng)的超聲檢測(cè)方法，可用來(lái)評(píng)價(jià)樁基的質(zhì)量、澆注均勻性方法，可用來(lái)評(píng)價(jià)樁基的質(zhì)量、澆注均勻性、缺陷的范圍及性質(zhì)等、缺陷的范圍及性質(zhì)等 。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡 超聲法檢測(cè)灌注樁混凝土質(zhì)量是近超聲法檢測(cè)灌注樁混凝土質(zhì)量是近1010多年逐漸發(fā)多年逐漸發(fā)展起來(lái)的一種檢測(cè)方法。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：展起來(lái)的一種檢測(cè)方法。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：1 1）檢測(cè)細(xì)致，結(jié)果準(zhǔn)確可靠；檢測(cè)細(xì)致，結(jié)果準(zhǔn)確可靠；2 2）不受樁長(zhǎng)樁徑不受樁長(zhǎng)樁徑限制；限制；3 3）無(wú)盲區(qū)聲測(cè)管埋到什么

56、部位就可檢測(cè)）無(wú)盲區(qū)聲測(cè)管埋到什么部位就可檢測(cè)什么部位，包括樁頂?shù)蛷?qiáng)區(qū)和樁底沉渣厚度；什么部位，包括樁頂?shù)蛷?qiáng)區(qū)和樁底沉渣厚度；4 4）毋須樁頂露出地面即可檢測(cè)，方便施工；毋須樁頂露出地面即可檢測(cè)，方便施工；5 5）可）可估算混凝土強(qiáng)度。估算混凝土強(qiáng)度。正因?yàn)槿绱?，雖然該方法需預(yù)埋聲測(cè)管，費(fèi)用較正因?yàn)槿绱?，雖然該方法需預(yù)埋聲測(cè)管，費(fèi)用較高，但仍然得到廣泛采用，特別是橋梁。高層高，但仍然得到廣泛采用，特別是橋梁。高層建筑的大型、特大型灌注樁的檢測(cè)。建筑的大型、特大型灌注樁的檢測(cè)。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡 JLJLT

57、VTV數(shù)字超聲電視數(shù)字超聲電視 鉆孔超聲波自動(dòng)連續(xù)掃描檢測(cè)的國(guó)際領(lǐng)先設(shè)備鉆孔超聲波自動(dòng)連續(xù)掃描檢測(cè)的國(guó)際領(lǐng)先設(shè)備 2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡超聲檢測(cè)設(shè)備：超聲檢測(cè)設(shè)備：換能器（發(fā)射換換能器（發(fā)射換能器、接收換能能器、接收換能器）和超聲儀器）和超聲儀2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡（一）波動(dòng)（一）波動(dòng) 波動(dòng)是物質(zhì)的一種運(yùn)動(dòng)形式。波動(dòng)可

58、分成波動(dòng)是物質(zhì)的一種運(yùn)動(dòng)形式。波動(dòng)可分成兩大類：一類是機(jī)械波，如水波、聲波、超兩大類：一類是機(jī)械波，如水波、聲波、超聲波等，它是由于機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中引聲波等，它是由于機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中引起的波動(dòng)過(guò)程；另一類是電磁波，如無(wú)線電起的波動(dòng)過(guò)程；另一類是電磁波，如無(wú)線電波、紅外線、紫外線、可見光等，它是由于波、紅外線、紫外線、可見光等，它是由于電磁振蕩所產(chǎn)生的變化電場(chǎng)和變化磁場(chǎng)在空電磁振蕩所產(chǎn)生的變化電場(chǎng)和變化磁場(chǎng)在空間的傳播過(guò)程。間的傳播過(guò)程。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡（二）聲波（二）聲波 聲波是彈性介質(zhì)中的機(jī)械波。人們所聲波是彈性介質(zhì)中的機(jī)械波。人們所能聽到聲波的

59、頻率范圍是能聽到聲波的頻率范圍是20202 2x10 x104 4HzHz，這叫可聞聲波。當(dāng)聲波頻率超過(guò)這叫可聞聲波。當(dāng)聲波頻率超過(guò)2 2x10 x104 4HzHz時(shí)，人耳就聽不到了，這種聲波就叫超時(shí)，人耳就聽不到了，這種聲波就叫超聲波。頻率低于聲波。頻率低于2020HzHz的叫次聲波，人耳的叫次聲波，人耳也聽不到。也聽不到。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡n在彈性介質(zhì)中，任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)作機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中，任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)作機(jī)械振動(dòng)時(shí)，因?yàn)檫@個(gè)質(zhì)點(diǎn)與鄰近的質(zhì)點(diǎn)間有相互時(shí)，因?yàn)檫@個(gè)質(zhì)點(diǎn)與鄰近的質(zhì)點(diǎn)間有相互作用的彈性力聯(lián)系著，所以它的振動(dòng)將傳作用的彈性力聯(lián)系著，所以它的振動(dòng)將

60、傳遞給與之相鄰近的質(zhì)點(diǎn)，使鄰近的質(zhì)點(diǎn)也遞給與之相鄰近的質(zhì)點(diǎn)，使鄰近的質(zhì)點(diǎn)也同樣地發(fā)生振動(dòng)，然后振動(dòng)又傳給下一個(gè)同樣地發(fā)生振動(dòng)，然后振動(dòng)又傳給下一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，依此類推。這樣，振動(dòng)就由近及遠(yuǎn)質(zhì)點(diǎn)，依此類推。這樣，振動(dòng)就由近及遠(yuǎn)向各個(gè)方向以一定速度傳播出去，從而形向各個(gè)方向以一定速度傳播出去，從而形成了機(jī)械波。成了機(jī)械波。2002008.8.福州大學(xué)福州大學(xué) Dr.Dr.胡胡波的種類和形式波的種類和形式n（一）波的種類（一）波的種類n波的種類是根據(jù)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的波的種類是根據(jù)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系來(lái)區(qū)分的。傳播方向的關(guān)系來(lái)區(qū)分的。n它分為縱波、橫波、表面波和板波等。它分為縱波、