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文檔簡(jiǎn)介

基樁檢測(cè)培訓(xùn)講義

一、低應(yīng)變反射波法檢測(cè)二、基樁聲波透射法三、高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)四、鉆孔取芯法五、基樁靜載試驗(yàn)

一低應(yīng)變反射波法檢測(cè)講義

目錄概述 第一章交通工程基樁分類(lèi)

1、按樁身材料分類(lèi)

2、按成樁時(shí)對(duì)地基土的影響程度分類(lèi)

3、按樁的功能分類(lèi)

4、按成樁工藝分類(lèi) 第二章樁土體系的承載傳遞機(jī)理

1、豎向受壓荷載作用下的單樁

2、豎向抗拔荷載作用下的單樁

3、水平荷載作用下的單樁 第三章交通工程常見(jiàn)樁的施工工藝

1、鉆(沖)孔灌注樁的施工

2、人工挖孔灌注樁的施工

3、預(yù)制鋼筋混凝土樁的施工

4、鋼樁的施工 第四章常見(jiàn)的基樁質(zhì)量缺陷

1.、灌注樁常見(jiàn)質(zhì)量缺陷

2.、預(yù)制樁常見(jiàn)質(zhì)量缺陷 第五章動(dòng)力測(cè)樁的理論基礎(chǔ)

1、有關(guān)的基本力學(xué)概念 (1)應(yīng)力與應(yīng)變 (2)有關(guān)的彈性常數(shù)(彈性模量)

2、彈性波的波動(dòng)方程

3、彈性波的類(lèi)型 (1)體波 (2)面波 (3)波速與各彈性模量之間的關(guān)系

4、彈性波的反射和透射 (1)垂直入射時(shí)反射波的形成 (2)垂直入射時(shí)透射波的形成

5、基樁動(dòng)力檢測(cè)參數(shù) 第六章反射波法動(dòng)測(cè)技術(shù)

1、反射波法測(cè)樁原理

2、各類(lèi)樁基缺陷的時(shí)程曲線波形特征 (1)混凝土預(yù)制樁的樁身缺陷時(shí)程曲線波形特征 (2)混凝土灌注樁的樁身常見(jiàn)缺陷時(shí)程曲線波形特征

3、實(shí)際基樁受土阻力作用和具有多個(gè)阻抗變化截面時(shí)樁頂接收到的速度響應(yīng)數(shù)值解 第七章檢測(cè)儀器與設(shè)備

1、信號(hào)采集及處理儀規(guī)定

2、傳感器的性能規(guī)定

3、激振設(shè)備的規(guī)定 第八章現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)

1、檢測(cè)前準(zhǔn)備工作

2、傳感器安裝規(guī)定

3、激振時(shí)的規(guī)定

4、檢測(cè)工作規(guī)定 第九章檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與判定

1、樁身波速平均值的確定

2、樁身缺陷位置的確定

3、需要注意的問(wèn)題

4、樁身完整性類(lèi)別判定的原則

5、檢測(cè)報(bào)告的內(nèi)容

6、工程實(shí)例 第十章低應(yīng)變測(cè)試技術(shù)的狀況及問(wèn)題討論

1、低應(yīng)變測(cè)試技術(shù)目前的狀況

2、檢測(cè)能力驗(yàn)證

3、影響樁身缺陷反射波波形特征的因素

4、透射波能量損失與衰減

5、土層結(jié)構(gòu)在反射波時(shí)程曲線上的反映 主要參考文獻(xiàn)

概述近年來(lái),隨著公路等級(jí)要求的提高,水運(yùn)碼頭的擴(kuò)展,對(duì)公路橋梁、水運(yùn)碼頭建設(shè)的基礎(chǔ)提出了更高的要求。樁基礎(chǔ)已成為我國(guó)交通工程建設(shè)中最重要的基礎(chǔ)形式,長(zhǎng)樁、大直徑樁及單樁單柱的應(yīng)用已較為常見(jiàn)。樁基礎(chǔ)的質(zhì)量直接關(guān)系到工程建設(shè)的安危,因此樁基礎(chǔ)的質(zhì)量檢驗(yàn)尤為重要。為加強(qiáng)公路工程和港口工程基樁動(dòng)力檢測(cè)的管理,統(tǒng)一檢測(cè)方法及技術(shù)規(guī)定,確保檢測(cè)分析成果的質(zhì)量,中華人民共和國(guó)交通部制定了《公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程》JTG/TF81-01-2004和《港口工程樁基動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程》JTJ249-2001及《港口工程基樁靜載荷試驗(yàn)規(guī)程》JTJ255-2002。

概述

目前,基樁質(zhì)量檢測(cè)的兩項(xiàng)重要內(nèi)容主要為基樁的承載力檢測(cè)和樁身完整性檢測(cè)。其中基樁承載力檢測(cè)主要方法有單樁豎向抗壓(拔)靜載試驗(yàn)、單樁水平靜載試驗(yàn)、高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法,樁身完整性檢測(cè)方法主要有低應(yīng)變反射波法、高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法、聲波透射法、取芯法等。單樁豎向抗壓(拔)靜載試驗(yàn)方法是確定單樁豎向抗壓(拔)極限承載力,判定工程樁豎向抗壓(拔)承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求;單樁水平靜載試驗(yàn)是確定單樁水平臨界和極限承載力,判定工程樁水平承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求以及確定淺層地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù),以便分析工程樁在水平荷載作用下的受力特性;

高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法主要分析樁側(cè)和樁端土阻力,推算單樁軸向抗壓極限承載力,檢測(cè)樁身缺陷位置、類(lèi)型及影響程度,判定樁身完整性類(lèi)別,試打樁及打樁應(yīng)力監(jiān)測(cè);低應(yīng)變反射波法是通過(guò)分析實(shí)測(cè)樁頂速度響應(yīng)信號(hào)的特征檢測(cè)樁身完整性,判定樁身缺陷位置及影響程度,判斷樁端嵌固情況以及完整性類(lèi)別;

概述

聲波透射法是通過(guò)預(yù)埋在樁身的聲測(cè)管,用聲測(cè)換能器的發(fā)射和接收,測(cè)出被測(cè)混凝土介質(zhì)的聲學(xué)參數(shù),分析聲測(cè)管之間混凝土的缺陷位置及影響程度,判定樁身完整性類(lèi)別;還可利用樁身鉆孔取芯檢測(cè)取芯孔周?chē)炷恋娜毕菁坝绊懗潭?。取芯法是利用鉆孔取芯機(jī)械設(shè)備,直接對(duì)樁身鉆孔取芯,檢測(cè)混凝土灌注樁的樁長(zhǎng)、樁身混凝土的強(qiáng)度,樁底沉渣厚度和樁身完整性,判定或鑒別樁端持力層巖土性狀。本次學(xué)習(xí)班,我僅對(duì)低應(yīng)變反射波法測(cè)樁的相關(guān)內(nèi)容分別闡述和低應(yīng)變反射波法測(cè)樁的具體方法作扼要講授。

概述第一章交通工程基樁分類(lèi)

樁是交通工程橋梁、港口基礎(chǔ)中的柱狀構(gòu)件,其基樁分類(lèi)大致按制樁材料、對(duì)地基土的影響、基樁功能、成樁工藝分類(lèi)。一、按樁身材料分類(lèi)

1.混凝土樁混凝土灌注樁承載力高、剛度大、耐久性好,可承受較大的荷載;樁的幾何尺寸可根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行變化,樁長(zhǎng)不受限制,且取材方便,因此是當(dāng)前各國(guó)廣泛使用的樁型。另一種為預(yù)制混凝土樁。預(yù)制混凝土樁多為鋼筋混凝土樁,主要在工廠集中生產(chǎn),強(qiáng)度等級(jí)一般為C30~C60,截面邊長(zhǎng)250~600mm,單節(jié)長(zhǎng)度幾米至十幾米,可以根據(jù)需要連接成所需樁長(zhǎng)。為減少鋼筋用量、有效抵抗打樁拉應(yīng)力,提高樁身抗彎、抗裂和抗腐蝕的能力,又發(fā)展了預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁,目前我國(guó)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁多為圓形管樁。管樁按施加預(yù)應(yīng)力工藝的不同,分為先張法預(yù)應(yīng)力管樁和后張法預(yù)應(yīng)力管樁兩種,強(qiáng)度等級(jí)PC和PTC樁為C60或C70,PHC樁為C80,直徑300~1200mm,一般單節(jié)長(zhǎng)度5~13m,節(jié)間連接主要采用電焊連接法,底樁一般采用十字形、錐形或開(kāi)口型樁尖。就地灌注混凝土樁就是在現(xiàn)場(chǎng)成孔后直接灌注混凝土而成的一種樁型。根據(jù)受力需要,樁身可放置不同深度的鋼筋籠,也可不配鋼筋。樁的直徑和長(zhǎng)度可根據(jù)設(shè)計(jì)需要確定。

第一章交通工程基樁分類(lèi)2.鋼樁主要分為鋼管樁、型鋼樁和鋼板樁三種。鋼管樁由各種直徑和壁厚的無(wú)縫鋼管制成,不但承載力高,剛度大,而且韌性好,易貫入,具有很高的豎向承載能力和水平抗力;樁長(zhǎng)也易于調(diào)節(jié),接頭可靠,容易與上部結(jié)構(gòu)結(jié)合;但其價(jià)值昂貴(約為混凝土樁的3~4倍),現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量要求嚴(yán)格,使用時(shí)施工成本高。型鋼樁與鋼管樁相比,斷面剛度小,承載能力和抗錘擊性能差,易橫向失穩(wěn),但穿透能力強(qiáng),沉樁過(guò)程擠土量小,且價(jià)格相對(duì)便宜,有重復(fù)利用的可能,常用斷面形式為H形和I形。鋼板樁的承載力高,重量輕,可以打入較硬的土層和砂層,且施工方便,速度快,主要用于臨時(shí)支檔結(jié)構(gòu)或永久性的碼頭工程,常用斷面形式為直線型、U形、Z形、H形和管形。 1.非擠土樁非擠土樁也稱(chēng)置換樁,包括干作業(yè)挖孔樁、泥漿護(hù)壁鉆(沖)孔樁、套管護(hù)壁灌注樁、抓掘成孔樁和預(yù)鉆孔埋樁等。這類(lèi)樁在成樁過(guò)程中,會(huì)把與樁體積相同的土排除,樁周土僅受輕微擾動(dòng),但會(huì)有應(yīng)力松馳現(xiàn)象,而廢泥漿、棄土運(yùn)輸?shù)瓤赡軙?huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成影響。

二、按成樁時(shí)對(duì)地基土的影響程度分類(lèi)二、按成障樁時(shí)對(duì)地孕基土的影昨響程度分從類(lèi)2.部分壺?cái)D土樁包括開(kāi)口趕鋼管樁、歷型鋼樁、沸鋼板樁、趟預(yù)鉆孔打昨入樁和螺百旋成孔樁類(lèi)等。在類(lèi)拖樁的成樁掏過(guò)程中,鐘樁周土僅節(jié)受到輕微稠擾動(dòng),其碧原始結(jié)構(gòu)斯和工程性習(xí)質(zhì)變化不抬明顯。3.?dāng)D土粗樁包括各種厭打入、壓具入和振入束樁,如預(yù)瞞制方樁、究預(yù)應(yīng)力管丸樁和封底薦鋼管樁和玩各種沉管仰式就地灌膨注樁。在欲這類(lèi)樁的偵成樁過(guò)程倚中,樁周霉圍的土被波壓密或擠智開(kāi),土層途受到嚴(yán)重匹擾動(dòng),土略的原始結(jié)膨構(gòu)遭到破移壞而影響撒到其工程淺性質(zhì)。當(dāng)累施工質(zhì)量占好、方法兄得當(dāng)時(shí),燙擠土樁所振提供的承蝦載力較非魂擠土樁和貴部分?jǐn)D土寇樁高。三、按蔥樁的功嫂能分類(lèi)1.抗壓己樁按樁的繩承載性帆狀可分譽(yù)為:(1)摩擦黑型樁:麥指樁頂晃荷載全縣部或主掀要由樁著側(cè)摩阻酒力承擔(dān)遮。根據(jù)現(xiàn)側(cè)摩阻皺力分擔(dān)漫總荷載刻的比例冷,又可哭分為純暢摩擦樁拖和端承取摩擦樁漁;(2)端承爆型樁:礎(chǔ)指樁頂吐荷載全標(biāo)部或主扁要由樁逆端阻力視承擔(dān)。罰根據(jù)端士阻力發(fā)處揮的程蹦度和分婆擔(dān)總荷懸載的比征例,又謀可分為闊純端承煌樁和摩謹(jǐn)擦端承透樁。無(wú)口論是端猜承摩擦舞樁還是快摩擦端喚承樁,流其端阻桐和側(cè)阻撒分擔(dān)荷棒載的大伍小均與位樁徑、方樁長(zhǎng)、淡樁周土桂層情況留和持力勞層剛度勺有關(guān)。2.抗拔躍樁主要用來(lái)散承擔(dān)豎向率上拔荷載槽,如船塢邀抗浮力樁芳基、送電熟線路塔樁童基、易受篩風(fēng)荷較大撕的橋梁樁木基等等,殲其外部上喇拔荷載主總要由樁側(cè)芳摩阻力承差擔(dān)。3.水平受謀荷樁主要用來(lái)蟻承擔(dān)水平萌方向傳來(lái)腎的外部荷營(yíng)載,如承焦受地震或圾風(fēng)所產(chǎn)生典的水平荷冤載。港口星碼頭工程猶用的板樁馳、基坑支定護(hù)中的護(hù)嘉坡樁等都淘屬于這類(lèi)心樁。樁身梁剛度大小熔是其抵抗名彎矩力的塌重要保證素。四、按成到樁工藝分愛(ài)類(lèi)1.打(鍛壓)入亮樁主要指預(yù)窩制樁。成跨樁方法是懇按預(yù)定的雷沉樁標(biāo)準(zhǔn)悲,以錘擊歷、振動(dòng)或君靜壓方式虎將樁沉入想地層至設(shè)柳計(jì)標(biāo)高。畝為減小沉鄉(xiāng)豐樁阻力和佛沉樁時(shí)的沖擠土影響狗,可輔以嘉鉆孔沉樁稼或中掘方匯式沉樁,孤當(dāng)?shù)貙又信拇嬖谟矈A衛(wèi)層時(shí),也患可輔以水幫沖方式沉火樁,以提新高樁的貫初入能力和擠沉樁效率湯。施工機(jī)柏械包括自騎由落錘、多蒸汽錘、皮液壓錘和貪靜力壓樁身機(jī)等。我丟國(guó)目前常素見(jiàn)的打入熟樁有鋼筋抬混凝土預(yù)戚制樁和鋼武樁,主要漂以柴油錘宗施打。四、按功成樁工猛藝分類(lèi)2.就地灌牙注樁直接在葉地基土培上用鉆晃、沖、嘆挖等方諸式成孔件,就地鎮(zhèn)澆注混耳凝土而鑼成的樁誦。按成康孔工藝焰主要分贏為:(1)鉆(怖沖)孔酒灌注樁亂:利用砍機(jī)械設(shè)疲備并采征用泥漿型護(hù)壁成猶孔或干惱作業(yè)成破孔,然亂后放置鋼鋼筋籠搖、灌注膜混凝土勉而成的徒樁。鉆蘇孔的機(jī)啦械有沖向擊鉆、午螺旋鉆肅、旋挖樸鉆等。濟(jì)它適用向于各種著土層,致能制成沖較大直顫徑和各儲(chǔ)種長(zhǎng)度縫,以滿投足不同凡承載力戴的要求革;還可添利用擴(kuò)盾孔器在辛樁底及希樁身部葛位進(jìn)行畫(huà)擴(kuò)大,平形成擴(kuò)仍底樁或舟糖葫蘆蒙形樁,塘以提高縱樁的豎鉗向承載加能力。杰同打入鐘樁相比雪,鉆(岡沖)孔燭灌注樁亦施工工暖藝復(fù)雜燦,施工矛過(guò)程不仙易控制船,易出僅現(xiàn)質(zhì)量羽問(wèn)題,挺且成孔荒速度慢胸,工期版長(zhǎng),當(dāng)園有泥漿俊護(hù)壁時(shí)油,泥漿池池占地上大且污廁染環(huán)境篇。四、按尾成樁工獵藝分類(lèi)(2)人工挖渠孔灌注樁雜:利用人狡工挖掘成探孔,在孔賤內(nèi)放置鋼表筋籠、灌縱注混凝土辭的一種樁僵型。相對(duì)狠鉆孔樁和隸沉管樁,熄挖孔樁的積施工設(shè)備防簡(jiǎn)單,對(duì)網(wǎng)環(huán)境的污仿染少,承盲載力大且躍單位承載委力的造價(jià)還便宜,適掠用于持力坦層埋藏較壺淺,地下宜水位較深躁,單樁承腫載力要求突較高的工伙程。這種宇樁對(duì)土層貪的適用性口強(qiáng),既可積用在人工鉆填土層、牛黏土層,足粉土層、同砂土層、炎碎石土層帶和風(fēng)化巖盲層中,又飽可在黃土哥、膨脹土侄和凍土中共使用。(3)擠擴(kuò)多三支盤(pán)灌注叫樁:是在沾原有等截雀面混凝土能樁基礎(chǔ)上楊,使用專(zhuān)冰用液壓擠音擴(kuò)支盤(pán)設(shè)彈備——擠擴(kuò)支盤(pán)恰機(jī),經(jīng)高奸能量擠壓谷土體而成瓦型支盤(pán)模振腔,合理勿地與現(xiàn)有奏樁工機(jī)械類(lèi)配套使用循,灌注混眉凝土而成使的一種變樣直徑樁型貨。由于存廚在擠擴(kuò)分虧支和承力率盤(pán)的作用涌,該樁型漲的側(cè)阻和墳?zāi)ψ璧玫骄砹溯^大提婚高,承載胡力也較其涌他灌注樁淋高。分支料和承力盤(pán)臥宜在一般蓋黏性土、稍粉土、細(xì)平砂土、礫氏石、卵石種和軟硬交仁互土層中索成型,但治不宜在淤激泥質(zhì)土、綁中粗砂層窮及易液化僚砂土層中抄分支和成泊盤(pán)。第二章數(shù)樁土飛體系的趨承載傳突遞機(jī)理樁的作用昨是將上部唱結(jié)構(gòu)的荷袍載傳遞到琴深部較堅(jiān)怒硬、壓縮團(tuán)性小的土塊層或巖土置上??傮w衡上可考慮往按豎向受羨荷與水平刃受荷兩種雁工況來(lái)分晴析樁的承膽載性狀。一、豎兇向受壓泛荷載作黃用下的礙單樁單樁豎向格抗壓極限凍承載力是驕指樁在豎糞向荷載作較用下到達(dá)交破壞狀態(tài)芝前或出現(xiàn)竄不適于繼燙續(xù)承載的蠻變形所對(duì)霧應(yīng)的最大賓荷載,由炸以下二個(gè)那因素決定獻(xiàn):一是樁懂本身的材顧料強(qiáng)度,餅即樁在軸雙向受壓、弦偏心受壓元或在樁身蛙壓曲的情祖況下,結(jié)敘構(gòu)強(qiáng)度的局破壞;二搏是地基土壇強(qiáng)度,即乏地基土對(duì)細(xì)樁的極限魄支承能力剃。通常情居況下,第姿二個(gè)因素示是決定單勵(lì)樁極限抗獵壓承載力柔的主要因寒素,也是茶我們主要議討論的問(wèn)耕題。在豎向受緩壓荷載作達(dá)用下,樁蓬頂荷載由捎樁側(cè)摩阻陸力和樁端知阻力承擔(dān)旅,且側(cè)阻叨和端阻的蛋發(fā)揮是不重同步的,怕即樁側(cè)阻汽力先發(fā)揮萬(wàn),先達(dá)極尸限,端阻前后發(fā)揮,性后達(dá)極限單;二者的忘發(fā)揮過(guò)程疏反應(yīng)了樁爪土體系荷待載的傳遞在過(guò)程;在疊初始受荷拴階段,樁賢頂位移小筐,荷載由迫樁上側(cè)表貧面的土阻垃力承擔(dān),檢以剪應(yīng)力擊形式傳遞軋給樁周土瘋體,樁身劇應(yīng)力應(yīng)變壩隨深度遞婆減;隨著南荷載的增垃大,樁頂禁位移加大算,樁側(cè)摩散阻力由上牧至下逐步盯被發(fā)揮出乞來(lái),在達(dá)數(shù)到極限值承后,繼續(xù)匠增加的荷臨載則全部生由樁端土稿阻力承擔(dān)鄙。隨著樁抄端持力層迅的壓縮和遙塑性擠出惑,樁頂位做移增長(zhǎng)速芬度加大,衫在樁端阻拋力達(dá)到極看限值后,糠位移迅速作增大而破緒壞,此時(shí)幻玉樁所承受艱的荷載就枕是樁的極塔限承載力茅。由此可跑以看出,葛樁的承載囑力大小主歸要由樁側(cè)詢土和樁端磁土的物理希力學(xué)性質(zhì)列決定,而遙樁的幾何源特征如長(zhǎng)神徑比,側(cè)僚表面積大繼小,樁的障成樁效應(yīng)詞均會(huì)影響幟承載力的艇發(fā)揮。樁土體過(guò)系的荷訪載傳遞抱特性為擱樁基設(shè)頂計(jì)提供簡(jiǎn)了依據(jù)寇,設(shè)計(jì)類(lèi)部門(mén)可睡根據(jù)土熔層的分序布與特紅性,合忍理選擇拔樁徑、機(jī)樁長(zhǎng)、皮施工工姥藝和持興力層,辛這對(duì)有最效發(fā)揮臟樁的承及載能力惡、節(jié)省兆工程造鴿價(jià)具有胃十分重嗚要的作貪用。1.側(cè)阻欣影響分見(jiàn)析從樁的承煎載機(jī)理來(lái)女看,樁土闊間的相對(duì)央位移是側(cè)跑摩阻力發(fā)眨揮的必要色條件,但質(zhì)不同類(lèi)型繞的土,發(fā)森揮其最大碰摩阻力所偵需位移是諷不一樣的尊,如黏性脆土為5~10m庸m,砂類(lèi)墨土為10~20m屆m等等。大負(fù)量實(shí)驗(yàn)結(jié)鳥(niǎo)果表明,懸發(fā)揮側(cè)阻禮所需相對(duì)柏位移并非緒定值,樁屢徑大小、帆施工工藝?yán)屯翆拥木捶植紶顩r鎮(zhèn)都是影響泊位移量的咱主要因素欲。成樁效應(yīng)而也會(huì)影響杜到側(cè)摩阻界力,因?yàn)樗煌氖┌l(fā)工工藝都稍會(huì)改變樁撥周土體內(nèi)贏應(yīng)力應(yīng)變際場(chǎng)的原始廚分布,如啞擠土樁對(duì)錯(cuò)樁周土的嚼擠密和重貪塑作用,找非擠土樁生因孔壁側(cè)稿向應(yīng)力解待除出現(xiàn)的惱應(yīng)力松馳醉等等;這齡些都會(huì)不田同程度的布提高或降缸低側(cè)摩阻貼力的大小鳳,而這種融改變又與女土的性質(zhì)仔、類(lèi)別,消特別是與倡土的塑性鐮度、密實(shí)蹄度和飽和兩度密切相生關(guān)。一般萌來(lái)說(shuō),飽前和土中的愧成樁效應(yīng)稼大于非飽艇和土的,堡群樁的大謠于單樁的假。樁材和樁虹的幾何外界形也是影鹿響側(cè)阻力菌大小的因捧素之一。君同樣的土形,樁土界遼面的外摩錫擦角δ會(huì)因樁秤材表面否的粗糙垮程度不們同而差興別較大拼,如預(yù)頂制樁和矮鋼樁,章側(cè)表面廁光滑,δ一般為1/3φ~1/2φ(φ為土的內(nèi)角摩擦角)恐,而對(duì)不中帶套管的甲鉆孔灌注漆樁側(cè)表面殼非常粗糙現(xiàn),δ可取2/3熄φ~φ。由于樁拉的總側(cè)阻殘力與樁的威表面積成仍正比,因刊此采用較殲大比表面適積(樁的眨表面積與截樁身體積醉之比)的耍樁身幾何嚇外形可提塵高樁的承恢載力。隨樁入土擁深度的增盟加,作用拿在樁身的貿(mào)水平有效存應(yīng)力成比桑例增大。求按照土力押學(xué)理論,響樁的側(cè)摩苦阻力也應(yīng)撓逐漸增大敞;但實(shí)驗(yàn)事表明,在帆均質(zhì)土中抓,當(dāng)樁的株入土超過(guò)珍一定深度斃后,樁側(cè)豆摩阻力不破再隨深度潮的增加而陳變大,而貝是趨于定能值,該深促度被稱(chēng)為瘡側(cè)摩阻力圍的臨界深歡度。對(duì)于在飽邀和黏性土紐奉中施工的凳擠土樁,字要考慮時(shí)粒間效應(yīng)對(duì)俱土阻力的據(jù)影響。樁省在施工過(guò)釋程中對(duì)土橫的擾動(dòng)會(huì)晶產(chǎn)生超孔乏隙水壓力杰,它會(huì)使姻樁側(cè)向有靈效應(yīng)力降謹(jǐn)?shù)?,?dǎo)致彩在樁形成誰(shuí)的初期側(cè)爭(zhēng)摩阻力偏尋??;隨時(shí)載間的增長(zhǎng)臭,超孔隙春水壓力逐高漸沿徑向寨消散,擾高動(dòng)區(qū)土的門(mén)強(qiáng)度慢慢麻得到恢復(fù)獄,樁側(cè)摩凝阻力得到鉛提高。2.端阻條影響分足析同側(cè)摩旨阻力一慘樣,樁說(shuō)端阻力煙的發(fā)揮唇也需要鞠一定的妙位移量嘗。一般納的工程鐘樁在樁爭(zhēng)容許沉扯降范圍歲內(nèi)就可情發(fā)揮樁渾的極限準(zhǔn)側(cè)摩阻畝力,但薄樁端土繁需更大旗的位移傳才能發(fā)鹽揮其全匆部土阻燭力,所裹以說(shuō)二湯者的安倦全度是鄭不一樣跟的。持力層的浸選擇對(duì)提抹高承載力撞、減少沉狠降量至關(guān)影重要,即駕便是摩擦國(guó)樁,持力塊層的好壞脾對(duì)樁的后錢(qián)期沉降也構(gòu)有較大的隊(duì)影響;同逮時(shí)要考慮秤成樁效應(yīng)惡對(duì)持力層籮的影響,偉如非擠土獄樁成樁時(shí)映對(duì)樁端土爭(zhēng)的擾動(dòng),普使樁端土翅應(yīng)力釋放普,加之樁裹端也常常芹存在虛土哭或沉渣,畢導(dǎo)致樁端鄰阻力降低鋒;擠土樁旋成樁過(guò)程劈燕中,樁端歪土受到擠猜密而變得薄密實(shí),導(dǎo)榜致端阻力盤(pán)提高;但姜也不是所技有類(lèi)型的疏土均有明汽顯擠密效植果,如密瞞實(shí)砂土和且飽和黏性顫土,樁端坦阻力的成慌樁效應(yīng)就黎不明顯。樁端進(jìn)入演持力層的鴨深度也是真樁基設(shè)計(jì)棵時(shí)主要考吃慮的問(wèn)題殲,一般認(rèn)汽為,樁端燈進(jìn)入持力裕層越深,倡端阻力越醬大;但大習(xí)量實(shí)驗(yàn)表傘明,超過(guò)許一定深度夢(mèng)后,端阻析力基本恒瘋定。關(guān)于端阻阻的截面效球應(yīng)問(wèn)題,啞一般認(rèn)為烤隨樁截面挑的增大,曬樁端阻力傷的極限值水變小。端阻力的頁(yè)破壞模式曬分為三種質(zhì),即整體紋剪切破壞役、局部剪毅切破壞和浸沖入剪切啞破壞,主嚼要由樁端體土層和樁恭上覆土層柜性質(zhì)確定元。當(dāng)樁端壘土層密實(shí)回度好、上蜜覆土層較伸松軟,樁襯又不太長(zhǎng)盟時(shí),樁身及一般呈現(xiàn)濟(jì)為整體剪物切破壞,引而當(dāng)上覆槳土層密實(shí)材度好時(shí),鹿則會(huì)呈現(xiàn)毅局部剪切掏破壞;但碧當(dāng)樁端密懸實(shí)度差或條處在中高腰壓縮性狀咳態(tài),或者伯樁端存在駁軟弱下臥露層時(shí),就森可能發(fā)生盒沖剪破壞群。實(shí)際上,律樁在外部泊荷載作用客下,側(cè)阻柱和端阻的仆發(fā)揮和分畜布是較復(fù)迫雜的,二皂者是相互兔作用、相壇互制約的鬧,如因端晴阻降低的認(rèn)影響,靠雁近樁端附勒近的側(cè)阻艱會(huì)有所降辰低等等。3.常見(jiàn)的烈單樁荷載-位移(Q-s)曲線盒見(jiàn)圖2-1,它們涉反映了嫂上述的特幾種破三壞模式擾。(1)樁端持葛力層為密脊實(shí)度和強(qiáng)性度均較高肌的土層(耍如密實(shí)砂蟻層、卵石晨層等),議而樁側(cè)為話相對(duì)軟弱青土層,此戚時(shí)端阻所玩占比例大肝,Q-s曲線呈央緩變型隨,極限免荷載下美樁呈整仗體剪切紹破壞或梨局部剪奏切破壞武,如圖2-1(頁(yè)a)所示。這虧種情況常觀以某一極長(zhǎng)限位移Su確定極勻限荷載艙,一般龍取Su=死40~60mm;對(duì)于掩非嵌巖滴的長(zhǎng)(軍超長(zhǎng))間樁(L/D>80),一般托取Su=汁60~80mm;對(duì)于直齊徑大于或度等于800m菊m的樁或擴(kuò)蕉底樁,Q-s曲線一般決也呈緩變液型,此時(shí)伸極限荷載尖可按Su=0眼.05D潤(rùn)(D為樁端直筋徑)控制。Qs(a)Qs(c)正常曲線Qs(b)正常曲線圖2-1樁的破壞模式(2)樁端與戴樁側(cè)為同挎類(lèi)型的一漂般土層,志端阻力不豆大,Q-s曲線呈陡崇降型,樁釋端呈刺入至(沖剪)刊破壞,如謝軟弱土層定中的摩擦昆樁(超長(zhǎng)況樁除外)稼;或者端穿承樁在極州限荷載下俘出現(xiàn)樁身羞材料強(qiáng)度柱的破壞或薦樁身壓曲掠破壞,Q-s曲線也呈隱陡降型,曉如嵌入堅(jiān)鏈硬基巖的炎短粗端承雀樁;這種銹情況破壞框特征點(diǎn)明蔬顯,極限饅荷載明確翅,如圖2-1(騰b)所示。(3)樁端有暴虛土或沉著渣,初始羞強(qiáng)度低,夠壓縮性高參,當(dāng)樁頂照荷載達(dá)一吹定值后,怠樁底部土智被壓密,捕強(qiáng)度提高啟,導(dǎo)致Q-s曲線呈浸臺(tái)階狀茂;或者湖樁身有倦裂縫(罪如接頭辯開(kāi)裂的那打入式曾預(yù)制樁餅和有水傾平裂縫靜的灌注縫樁),城在試驗(yàn)館荷載作矩用下閉參合,Q-s曲線也呈宋臺(tái)階狀,職如圖2-1孤(c)所示;桐這種情宣況一般藏也按沉府降量確草定極限薪荷載(船同第(1)款中燙的規(guī)定規(guī))。對(duì)于緩變臺(tái)型的Q-s曲線,極省限荷載也竿可輔以其辣他曲線進(jìn)處行判定,絮如取s-lg漫t曲線尾部怒明顯彎曲奇的前一級(jí)現(xiàn)荷載為極駛限荷載。二、豎征向抗拔服荷載作素用下的唱單樁承受豎向移抗拔荷載反作用下的袍單樁承載冰機(jī)理同豎特向受壓樁居有所不同擁。首先抗貝拔樁常見(jiàn)當(dāng)?shù)钠茐男紊晔绞菢?土界面間值的剪切破拘壞,樁被啟拔了或者乖是復(fù)合剪姻切面破壞貌,即樁的裂下部沿樁-土界面破梢壞,而上屑部靠近地攻面附近出法現(xiàn)錐形剪舅切破壞,日且錐形上否體會(huì)同下沫面土體脫怪離與樁身軍一起上移厚。當(dāng)樁身虛材料抗拉庫(kù)強(qiáng)度不足臘(或配筋嗚不足)時(shí)佳,也可能炕出現(xiàn)樁身店被拉斷現(xiàn)泳象。其次糟是當(dāng)樁在須承受豎向兇拉拔荷載裝時(shí),樁-土界面的謝法向應(yīng)力您比受壓條禿件下的法院向應(yīng)力數(shù)牌值小,這聯(lián)就導(dǎo)致了襲土的抗剪防強(qiáng)度和側(cè)喘摩阻力降鉗低(如樁之材的泊松刃效應(yīng)影響網(wǎng)),而對(duì)刮復(fù)合剪切浪破壞可能刃產(chǎn)生的錐高形剪切體能,因其土低體內(nèi)的水扇平應(yīng)力降棉低,也會(huì)喉使樁上部息的側(cè)摩阻蓋力有所折悄減。樁的抗拔線承載力由嬸樁側(cè)阻力駁和樁身重迷力組成,盤(pán)而對(duì)上拔真時(shí)形成的呼樁端直空壟吸引力,士因其所占譯比例小,錦可靠性低通,對(duì)樁的材長(zhǎng)期抗拔掀承載力影饞響不大,悄一般不予碑考慮。樁件周阻力的爆大小與豎糧向抗壓樁秩一樣,受紋樁土界面董的幾何特華征、土層局的物理力歸學(xué)特性等準(zhǔn)較多因素任的影響;屈但不同的刮是,黏性亂土中的抗援拔樁在長(zhǎng)差期荷載作叢用下,隨頭上拔量的慕增大,會(huì)滅出現(xiàn)應(yīng)變構(gòu)軟化的現(xiàn)至象,即抗樹(shù)拔荷載達(dá)竟到峰值后爺會(huì)下降,騰而最終趨惰于定值。殿因而在設(shè)仰計(jì)抗拔樁慣時(shí),應(yīng)充源分考慮抗?fàn)畎魏奢d的紐奉長(zhǎng)期效應(yīng)錄和短期效潮應(yīng)的差別板。如低矮款橋梁等基飲礎(chǔ)由風(fēng)荷刑載產(chǎn)生的糕抗拔荷載吸只有短期劫效應(yīng),此瓶時(shí)就可以騾不考慮長(zhǎng)如期抗拔荷裳載作用的留影響,而僅對(duì)于承受司巨大浮托年力作用的軌船閘、船荷塢、水面撇碼頭等基橋礎(chǔ)的抗拔剃樁基,因馬長(zhǎng)時(shí)間承洋受拉拔荷延載作用,挑因而必須誕考慮長(zhǎng)期演荷載的影利響。為提高犁抗拔樁刻的豎向績(jī)抗拔力桃,可以穴考慮改枝變樁身蝕截面形襯式,如菌可采用西人工擴(kuò)紋底或機(jī)株械擴(kuò)底撇等施工蒜辦法,向在樁端尚形成擴(kuò)混大頭,耀以發(fā)揮黨樁底部扒的擴(kuò)頭素阻力等餅等。另外,披樁身材椒料強(qiáng)度好(包括蹄樁在承謊臺(tái)中的疾嵌固強(qiáng)鐘度)也噸是影響光樁抗拔枯承載力系的因素猴之一,酬在設(shè)計(jì)須抗拔樁溉時(shí),應(yīng)賞對(duì)此項(xiàng)恥內(nèi)容進(jìn)品行驗(yàn)算殖。三、水平晨荷載作用瀉下的單樁樁所受的寇水平荷載誦部分由樁膀本身承擔(dān)熟,大部分羅是通過(guò)樁啞傳給樁側(cè)滿土體,其旅工作性能頂主要體現(xiàn)疼在樁與土辱的相互作榴用上,即衰當(dāng)樁產(chǎn)生岸水平變位毒時(shí),促使炸樁周土也雁產(chǎn)生相應(yīng)哈的變形,甲產(chǎn)生的土茅抗力會(huì)阻騰止樁變形倉(cāng)的進(jìn)一步置發(fā)展。在帥樁受荷初夜期,由靠吩近地面的耽土提供土舞抗力,土姿的變形處薦在彈性階位段;隨著炒荷載增大桿,樁變形鋪量增加,惠表層土出擴(kuò)現(xiàn)塑性屈荒服,土抗染力逐漸由死深部土層尿提供;隨繳著變形量錦的進(jìn)一步受加大,土博體塑性區(qū)異自上而下層逐漸開(kāi)展杏擴(kuò)大,最迫大彎矩?cái)噘惷嫦乱?,黑?dāng)樁本身書(shū)的截面抗臂拒無(wú)法承賣(mài)擔(dān)外部荷凍載產(chǎn)生的姥彎矩或樁瞇側(cè)土強(qiáng)度課遭到破壞攝,使土失鹽去穩(wěn)定時(shí)加,樁土體痰系便處于融破壞狀態(tài)擴(kuò)。按樁土相卸對(duì)剛度(管即樁的剛?cè)π蕴卣髋c無(wú)土的剛性虜特性之間五的相對(duì)關(guān)沉系)的不罪同,樁土遣體系的破魯壞機(jī)理及縱工作狀態(tài)堤分為二類(lèi)嗚,一是剛哀性短樁,拘此類(lèi)樁的江樁徑大,速樁入土深初度小,樁籌的抗彎剛寒度比地基匆土剛度大翼得多,在咱水平力作良用下,樁貍身像剛體肅一樣繞樁塞上某點(diǎn)轉(zhuǎn)蟻動(dòng)或平移脂而破壞;懸此類(lèi)樁的霧水平承載草力由樁周稻土的強(qiáng)度嫂控制;二喂是彈性長(zhǎng)京樁,此類(lèi)容樁的樁徑抹小,樁入塑土深度大機(jī),樁的抗始彎剛度與警土剛度相峰比較具柔廈性,在水付平力作用根下,樁身盜發(fā)生撓曲示變形,樁陳下段嵌固紡于土中不垮能轉(zhuǎn)動(dòng);治此類(lèi)樁的偉水平承載認(rèn)力由樁身澆材料的抗修彎強(qiáng)度和拼樁周土的詢抗力控制狐。對(duì)于鋼筋鳥(niǎo)混凝土彈拴性長(zhǎng)樁,數(shù)因其抗拉伶強(qiáng)度低于鼠軸心抗壓設(shè)強(qiáng)度,所盡以在水平尤荷載作用蓮下,樁身悠的撓曲變猜形將導(dǎo)致澡樁身截面銹受拉側(cè)面類(lèi)開(kāi)裂,然枝后漸趨破朗壞;當(dāng)設(shè)鄙計(jì)采用這吼種樁作為漫水平承載飽樁時(shí),除胖考慮上部懲結(jié)構(gòu)對(duì)位檔移限值的烘要求外,隔還應(yīng)根據(jù)甘結(jié)構(gòu)構(gòu)件優(yōu)的裂縫控腹制等級(jí),步考慮樁身葉截面開(kāi)裂煌的問(wèn)題;棉但對(duì)抗彎滑性能好的淺鋼筋混凝鎖土預(yù)制樁斗和鋼樁,課因其可忍旅受較大的孫撓曲變形扮而不至于惠截面受拉吼開(kāi)裂,設(shè)搭計(jì)時(shí)主要崇考慮上部馬結(jié)構(gòu)水平等位移允許除值的問(wèn)題姐。影響樁蓬水平承稅載力的刃因素很圈多,包敏括樁的刃截面剛字度、材叨料強(qiáng)度熱、樁側(cè)籍土質(zhì)條繼件、樁惱的入土托深度和最樁頂約惑束條件凝等等;娃工程中垂通過(guò)靜牧載試驗(yàn)無(wú)直接獲扛得水平秩承載力差的方法婚因試驗(yàn)閘樁與工途程樁邊臭界條件努的差別紀(jì),結(jié)果跑很難完摸全反映石工程樁嗓實(shí)際工誘作情況晌;此時(shí)南可通過(guò)睬靜載試幟驗(yàn)測(cè)得鞋樁周土協(xié)的地基瘋反力特傷性,即商地基土向水平抗幟力系數(shù)(它反映逮了樁在不留同深度處討樁側(cè)土抗搜力和水平匯位移的關(guān)灘系,可視暗為土的固顧有特性)爽,為設(shè)計(jì)散部門(mén)確定蒜土抗力大佳小進(jìn)而計(jì)膊算單樁水蒙平承載力紀(jì)提供依據(jù)嚇。第三章避交通工程束常見(jiàn)樁的寄施工工藝一、鉆(性沖)孔灌康注樁的施水工包括泥憶漿護(hù)壁瓦灌注樁還和干作薄業(yè)螺旋塘成孔灌豪注樁兩商種。泥漿護(hù)嘉壁鉆(萍沖)孔逆灌注樁旁的成樁濁方法分發(fā)為反循沸環(huán)鉆孔列法、正佩循環(huán)鉆奸孔法、餡旋挖成賓孔法和告沖擊成杯孔法等快幾種。反循環(huán)充鉆孔施紹工法首例先在樁霧頂設(shè)置毀護(hù)筒(余直徑比稻樁徑大15%左右),囑護(hù)筒內(nèi)的捷水位高出課自然地下集水位2m以上,你以確保??妆诘牟蝗魏尾扛痪-h(huán)持0.02此MPa以上的靜床水壓力,頁(yè)保護(hù)孔壁母不坍塌。毫鉆頭鉆進(jìn)刷過(guò)程中,伶通過(guò)泵吸辰或噴射水蕩流或送入夜壓縮空氣路使鉆桿內(nèi)祥腔形成負(fù)意壓或形成云充氣液柱聽(tīng)產(chǎn)生壓差馳,泥漿從例鉆桿與孔刮壁間的環(huán)沃狀間隙中蹲流入孔底坊,攜帶被膜鉆挖下來(lái)直的孔底巖炭土鉆渣,外由鉆桿內(nèi)管腔返回地?cái)∶婺酀{沉凡淀池;與色此同時(shí),鋸泥漿又返于回孔內(nèi)形烈成循環(huán)。賴這種方法再成孔效率堂高、質(zhì)量伏好,排渣騰能力較強(qiáng)豎,孔壁上荷形成的泥囑皮薄,是耕一種較好寸的成孔方航法。正循環(huán)鉆倉(cāng)孔施工法繳是由鉆機(jī)笛回轉(zhuǎn)裝置好帶動(dòng)鉆桿攔和鉆頭回意轉(zhuǎn)切削破誘碎巖土,碗鉆進(jìn)時(shí)用聞泥漿護(hù)壁素、排渣。族泥漿經(jīng)鉆循桿內(nèi)腔流塊向孔底,蘇經(jīng)鉆頭的土出漿口射兄出,帶動(dòng)火鉆頭切削噸下來(lái)的鉆跟渣巖屑,本經(jīng)鉆桿與??妆陂g的廣環(huán)狀空間姐上升到孔母口溢進(jìn)沉系淀池中凈噸化。相對(duì)價(jià)反循環(huán)鉆丈孔,該方上法設(shè)備簡(jiǎn)炎單,鉆機(jī)寨小,適用汁較狹窄的值場(chǎng)地,且略工程費(fèi)用矛低,但對(duì)譯樁徑較大干(一般大貿(mào)于1.0追m),樁孔姜較深及容電易塌孔的粗地層,這單種方法鉆哥進(jìn)效率低誼,排渣能獲力差,孔年底沉渣多悠,孔壁泥匠皮厚,且累巖土重復(fù)滴破碎現(xiàn)象慕嚴(yán)重。旋挖成互孔施工僵法又稱(chēng)堵鉆半鉆醉成孔施猾工法,糕分為全殼套管鉆肉進(jìn)法和艙用穩(wěn)定乳液保護(hù)蚊孔壁的步無(wú)套管斥鉆進(jìn)法踩,其中瘋后一種顏方法目啟前應(yīng)用裝較為廣唉泛。成舅孔原理擾是在一鋪個(gè)可閉況合開(kāi)啟奮的鉆斗焦底部及才側(cè)邊鑲斬焊切削瘋刀具,蜓在伸縮殊鉆桿旋偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)跪下,旋聯(lián)轉(zhuǎn)切削若挖掘土怨層,同妹時(shí)使切詞削挖掘蘋(píng)下來(lái)的壁土渣進(jìn)蹈入鉆斗暴,鉆斗華裝滿后煙提出孔甲外卸土標(biāo),如此炮循環(huán)形逝成樁孔飲。旋挖邊法振動(dòng)蔬小,噪郵聲低,任鉆進(jìn)速柱度快,別無(wú)泥漿葬循環(huán),芽孔底沉掠渣少,松孔壁泥夸皮薄,舒但在卵皺石層(雀粒徑10cm以上)或志黏性較大筆的黏土、助淤泥土層念中施工,載則鉆進(jìn)效擊率低。沖擊成孔捏施工法是彎采用沖擊臟式鉆機(jī)或恐卷?yè)P(yáng)機(jī)帶唐動(dòng)一定重矩量的鉆頭洞,在一定唯的高度內(nèi)泛使鉆頭提射升,然后葡突放使鉆揀頭自由降截落,利用膜沖擊動(dòng)能俱沖擠土層肆或破碎巖脖層形成樁猛孔,再用服掏渣筒或慢反循環(huán)抽饑渣方式將迅鉆渣巖屑襯排除;每酷次沖擊之省后,沖擊盤(pán)鉆頭在鋼穩(wěn)絲繩轉(zhuǎn)向哭裝置帶動(dòng)柳下轉(zhuǎn)動(dòng)一康定的角度斥,從而使義樁孔得到趕規(guī)則的圓犁形斷面。嚷該方法設(shè)既備簡(jiǎn)單,笑機(jī)械故障干少,動(dòng)力珠水泵小,茄對(duì)有裂隙掀的堅(jiān)硬巖室土和大的蒼卵礫石層脖破碎效果霜好,且成趴孔率較鉆仍進(jìn)法高;斧但鉆進(jìn)效現(xiàn)率低(樁皆越長(zhǎng),效梳率越低)放,清孔較扯困難,易猛出現(xiàn)樁孔捕不圓、孔欣斜、卡鉆處等事故。干作業(yè)螺渡旋鉆孔灌印注樁按成仍孔方法可嬸分為長(zhǎng)螺世旋鉆孔灌歪注樁和短部螺旋鉆孔敗灌注樁兩達(dá)種。這種撫樁成孔無(wú)仇需泥漿循亞環(huán),施工葵時(shí)螺旋鉆潑頭在樁位懼處就地切加削土層,不被切土塊伙鉆屑通過(guò)岸帶有螺旋私葉片的鉆奧桿不斷從輩孔底輸送軌到地表后艙形成樁孔慈。長(zhǎng)螺旋夾鉆孔是一甜次鉆進(jìn)成督孔,成孔醒直徑較小率,孔深受動(dòng)樁架高度榴限制;短巧螺旋鉆孔屢為正轉(zhuǎn)鉆育進(jìn),提升蜻后反轉(zhuǎn)甩曬土,逐步泉鉆進(jìn)成孔挑,所以鉆佩進(jìn)效率低者,但成孔冠直徑和孔暮深均較大立。兩種施壺工方法都馳對(duì)環(huán)境影丹響小,施禮工速度快濟(jì),且干作周業(yè)成孔混呆凝土灌注機(jī)質(zhì)量有保西證,但孔棟底或多或擠少留有虛反土,影響踢樁的承載襯力,適用獻(xiàn)范圍限制膀也較多。液近年來(lái),揪長(zhǎng)螺旋壓狐灌工藝也底得到了應(yīng)白用,這種揚(yáng)工藝的要?jiǎng)顸c(diǎn)是:在辣鉆至樁底夕標(biāo)高后,饞一邊提鉆饒一邊通過(guò)送高壓混凝袋土輸送泵霜將混凝土辣壓入樁孔言,只要鋼照筋籠不是見(jiàn)很長(zhǎng)或很倉(cāng)柔時(shí),通萄過(guò)加壓、失振動(dòng)或下鉗拽將鋼筋板籠沉入已株灌注混凝段土的樁孔臂中,成樁惠效率和質(zhì)鉛量均很高鬧。二、人工石挖孔灌注落樁的施工指在樁位蓬采用人工妖挖掘,手員搖轱轤或竿電動(dòng)葫蘆忽提土成孔該,然后放撥置鋼筋籠言,灌注混慰凝土而成瓦的樁型。五為確保人怪身安全,誰(shuí)挖孔過(guò)程榜中必須考蒸慮防止土猶體坍滑的平支護(hù)措施葛,如采用補(bǔ)現(xiàn)澆混凝綠土護(hù)壁、思噴射混凝嬌土護(hù)壁等太等,一般膏是每挖1m左右作揀一節(jié)護(hù)聽(tīng)壁,護(hù)恭壁厚度暮一般取10~15cm,混凝土竟強(qiáng)度等級(jí)峽應(yīng)符合設(shè)宜計(jì)要求,雀一般不低職于C15,有外抽齒式和胖內(nèi)齒式嫂兩種,踏上下節(jié)摸護(hù)壁搭霸接長(zhǎng)度疤宜為50~75m燙m。挖孔樁漿樁徑一般柿為800~2000蓋mm,樁長(zhǎng)鏟不宜超伏過(guò)25m;當(dāng)以強(qiáng)遭風(fēng)化或中聰風(fēng)化巖層罷作樁端持脹力層時(shí),另樁底還可峰做成擴(kuò)大憐頭,以充皺分發(fā)揮樁劑身混凝土勾強(qiáng)度,提百高樁的承泳載能力;婚但挖孔樁蘇施工人員星勞動(dòng)強(qiáng)度油大,工作粱環(huán)境差,扭安全事故破多,在地偵下水豐富惱的地區(qū)成鬼孔困難甚工至失敗。三、預(yù)制編鋼筋混凝泡土樁的施談工預(yù)制鋼它筋混凝序土樁包丹括普通范鋼筋混屋凝土樁幸和預(yù)應(yīng)敞力鋼筋爐混凝土塘樁,按駱其外形意可分為渴方樁、右管樁、爽板樁和從異型樁撈等,當(dāng)偽前使用描較為廣歇泛的是剛預(yù)制方哄樁和預(yù)駝應(yīng)力管活樁。預(yù)制方劇樁常用淘截面邊貍長(zhǎng)200~600候mm,樁身很混凝土圓強(qiáng)度等莖級(jí)C30~C50,最高凱達(dá)C60,采用淺分節(jié)預(yù)弱制,常雜用單節(jié)燦長(zhǎng)度2~25m,可在酬工廠或井施工現(xiàn)斗場(chǎng)制作叢。預(yù)應(yīng)當(dāng)力管樁我按制作腐工藝分廢為先張籍法和后溉張法兩曾種,其粉中先張續(xù)法工藝憲較為常踏用。管旨樁按樁田身混凝效土強(qiáng)度打等級(jí)分山為PC、PTC(薄壁)悟樁和PHC樁,前辮兩者為C60或C70,后者為C80。按抗唯裂彎矩禾和極限嫩彎矩的勸大小又衫可分為A型、AB型和B型,其中A型最小桿,B型最大爐;常見(jiàn)認(rèn)的樁身奧有效預(yù)與應(yīng)力約辛為3.5~6.0艱MPa。對(duì)一嫁般的橋雨梁工程續(xù),采用A型或AB型管樁狂可抵消緣瑞打樁引靠起的部肚分樁身諒拉應(yīng)力揚(yáng)。管樁老外徑300~1200蒙mm,壁厚60~130培mm,在工駕廠以離蓄心法制建成,常療用單節(jié)禍長(zhǎng)度4~15m。管樁注沉入土勁中的第卸一節(jié)樁汪稱(chēng)為底才樁,底畫(huà)樁端部屠要設(shè)置獄一個(gè)樁委尖,常側(cè)用樁尖擠形式有賀十字形汪、圓錐捕形和開(kāi)糟口形。預(yù)制方宰樁節(jié)間號(hào)連接方旅法主要抱有三種良:焊接你法、螺病栓連接阿法和硫猛磺膠泥糖接樁法妹;預(yù)應(yīng)離力管樁傳現(xiàn)在幾槽乎全部薦采用法盤(pán)蘭盤(pán)周破圍電焊堅(jiān)連接。預(yù)制鋼筋纏混凝土樁銅的沉樁方嬸法主要有挑錘擊法、京振動(dòng)法、這靜壓法及菊輔助沉樁始法(如預(yù)堤鉆孔輔助具沉樁法、北沖水輔助普沉樁法等喪),其中選錘擊法和兇靜壓法是管目前應(yīng)用描最多的沉持樁方法。錘擊法是撈利用打樁靜錘下落時(shí)藍(lán)的瞬時(shí)沖丑擊力沖擊鉤樁頂,使稅樁沉入土撓中的一種傻施工方法斑,主要設(shè)吊備有打樁煤錘和打樁栽架。打樁貿(mào)錘分為落昆錘、氣動(dòng)合錘(壓縮顏空氣錘和壞蒸氣錘)循、柴油錘變(導(dǎo)桿式令和筒式)專(zhuān)和液壓錘勉,其中以巷銅式柴油掀錘用得最廁多;打樁貢架主要有鐘滾筒式、數(shù)軌道式、崗步履式及知履帶式。展施工時(shí)應(yīng)喜注意錘重爆、錘墊和求樁墊的選與擇以及收恩錘標(biāo)準(zhǔn)的敵確定,保雙證接頭焊曠接質(zhì)量。靜壓法仿是以靜踏力壓樁撒機(jī)自重當(dāng)和樁架型上的配轟重作反薪力,以案卷?yè)P(yáng)機(jī)慎滑輪組想或電動(dòng)瘡油泵液厘壓方式禽給樁施章加荷載陰將樁壓屈入土中襲的一種遙施工方桐法。目秧前我國(guó)齡應(yīng)用較池多的靜寄力壓樁鴉機(jī)是液撐壓靜力擋壓樁機(jī)掩,既可派壓預(yù)制租方樁,撇也可壓膠預(yù)應(yīng)力替管樁,攀施壓部狼位不在泥樁頂而頂在樁身炕側(cè)面,錄即所謂榨的箍壓喉式。施圓工時(shí)要粘注意壓斷樁機(jī)及害接樁方石法的選風(fēng)擇,終疊壓控制訴條件可覺(jué)根據(jù)設(shè)完計(jì)要求饅確定。四、鋼樁笛的施工目前常用規(guī)的鋼樁是箏鋼管樁和H型鋼樁。鋼管樁業(yè)主要采濱用螺旋多焊接管眠和卷板令焊接管爹兩種方王法制作烏,直徑400~3000暫mm,壁厚6~50m仿m,頂端謝和底端群常設(shè)有起環(huán)形加跨強(qiáng)箍以鉤減少局抗部應(yīng)力福過(guò)高造岸成的變養(yǎng)形損壞授。整根跌鋼管樁鎮(zhèn)一般由正一段下揭節(jié)樁、尊若干段歡中節(jié)樁裳和一段講上節(jié)樁組組成,決樁段間超及上節(jié)棕樁與樁侵蓋間均陽(yáng)采用焊靜接方式翅連接;冬與預(yù)制境鋼筋混襯凝土樁別相同,況樁錘尤黎其是柴財(cái)油錘是喜鋼管樁器沉樁的喪主要設(shè)醬備之一講。對(duì)超軋長(zhǎng)鋼管錢(qián)樁,沉長(zhǎng)樁必須棟選用重眨錘,必管要時(shí)應(yīng)峽進(jìn)行樁仗的可打遲性分析裳,以控苗制樁材宰的錘擊似應(yīng)力,鎮(zhèn)了解樁骨的貫穿證能力。旋施工時(shí)丑還應(yīng)根沫據(jù)工程偵特點(diǎn)、熟地質(zhì)水慈文條件托、施工蹦機(jī)械性熊能及設(shè)角計(jì)條件淚確定沉憤樁方法晚,如樁補(bǔ)的施工暑標(biāo)高、種打樁順純序等。H型鋼樁艙在工廠膠一次軋惹制而成較,斷面晚大都呈拌正方形廉,尺寸讀為200m雖m×20務(wù)0mm~360m宮m×41幸0mm,翼緣和答腹板的厚湊度從9~26m靠m不等,重過(guò)量為43~231箭kg/吸m;樁體煮同樣由振一段下繡節(jié)樁、趁若干段剝中節(jié)樁俊和一段性上節(jié)樁的組成;夢(mèng)樁節(jié)間默除焊接玻方式外炊,還可憑采用鋼糾板連接導(dǎo)或螺栓摘連接?;⑹┕ひ部?jī)主要采悲用樁錘直(尤其港是柴油綁錘)進(jìn)趁行沉樁趕,但由廣于其錘冬擊性能斤比鋼管慌樁差,遷因而樁鎮(zhèn)錘不能技過(guò)大;唇考慮樁陶身有橫曉向失穩(wěn)嶄的可能金,施工漂時(shí)可采午取在樁所機(jī)導(dǎo)桿鉆底端裝什活絡(luò)抱鍵箍等橫撕向約束折裝置防喇止失穩(wěn)貍現(xiàn)象的逗發(fā)生。無(wú)論是鋼猾管樁還是H型鋼樁挖,錘擊的施工時(shí)仿均須注逐意以下郵幾個(gè)問(wèn)膀題:①衣要保證腿樁的垂障直度,束因樁身吐傾斜會(huì)瓦影響樁捐的入土午深度,然錘擊時(shí)沈擾動(dòng)地單基土,市嚴(yán)重的御會(huì)造成蟻樁的局梢部變形股,甚至例焊縫開(kāi)熄裂、樁疼身折斷戒,所以孟保證樁敏的垂直加度特別數(shù)是第一蘋(píng)節(jié)樁的段垂直度辟對(duì)整個(gè)漸樁的施輛工質(zhì)量代有重要儉影響;倚②保證約焊接時(shí)王的對(duì)稱(chēng)得焊接和需焊接質(zhì)敏量,以礎(chǔ)減少因籃不均勻削收縮造竟成的上故節(jié)樁傾與斜;③咽控制好防收錘標(biāo)嗎準(zhǔn)和打蝕入深度韻,將樁垂的最終孔入土深下度和最報(bào)后貫入醉度結(jié)合氣起來(lái)進(jìn)食行沉樁磚。第四章鄰常見(jiàn)督的基樁棉質(zhì)量缺針陷一、灌筍注樁常慶見(jiàn)質(zhì)量證缺陷1.鉆(沖百)孔灌注納樁(1)對(duì)于有形泥漿護(hù)壁惠的鉆(沖物)孔灌注旨樁,樁底身沉渣及孔贏壁泥皮過(guò)賞厚是導(dǎo)致穗承載力大饞幅降低的陵主要原因?yàn)?。?)水下澆型注混凝土干時(shí),施工仙不當(dāng)如導(dǎo)滴管下口離叉開(kāi)混凝土彩面、混凝耕土澆注不很連續(xù)時(shí),躺樁身會(huì)出館現(xiàn)斷樁的敏現(xiàn)象,而襖混凝土攪據(jù)拌不均、貝水灰比過(guò)獵大或?qū)Ч鼙悸┧鶗?huì)苗產(chǎn)生混凝硬土離析。(3)當(dāng)泥漿幻玉相對(duì)密度桿配置不當(dāng)室,地層松壩散或呈流旬塑狀,或艙遇承壓水桑層時(shí),導(dǎo)岡致孔壁不遲能直立而控出現(xiàn)塌孔綠時(shí),樁身欺就會(huì)不同叢程度的出址現(xiàn)擴(kuò)徑、禿縮頸或斷糠樁現(xiàn)象。(4)鋼筋籠剪的錯(cuò)位(寺如鋼筋籠記上浮、扭麻曲或偏靠述孔壁)也森是這類(lèi)樁閘經(jīng)常出現(xiàn)免的質(zhì)量問(wèn)齊題。(5)對(duì)于干食作業(yè)鉆孔肅灌注樁,歪樁底虛土治過(guò)多是導(dǎo)造致承載力門(mén)下降的主戚要原因,熔而當(dāng)?shù)貙友糠€(wěn)定性差裙出現(xiàn)塌孔饞時(shí),樁身道也會(huì)出現(xiàn)制夾泥或斷辟樁現(xiàn)象。二、預(yù)鎖制樁常用見(jiàn)質(zhì)量澆問(wèn)題1.鋼樁(1)錘擊炸應(yīng)力過(guò)歪高時(shí),倉(cāng)易造成樣鋼管樁賽局部損針壞,引撿起樁身予失穩(wěn)。(2)H型鋼樁升因樁本溪身的形傍狀和受鬧力差異傷,當(dāng)樁弦入土較賽深而兩緣瑞翼緣間喪的土存哄在差異士時(shí),易寺發(fā)生朝甜土體弱窄的方向曾扭轉(zhuǎn)。(3)焊接質(zhì)痛量差,錘遷擊次數(shù)過(guò)賊多或第一廁節(jié)樁不垂此直時(shí),樁挑身易斷裂戶。2.混凝土余預(yù)制樁(1)樁錘舍選用不孝合理,棋輕則樁歐難于打交至設(shè)定岡標(biāo)高,弓無(wú)法滿廁足承載頭力要求撒,或錘僚擊數(shù)過(guò)綢多,造敗成樁疲茅勞破壞豪;重則廊易擊碎摟樁頭,撐增加打阿樁破損瞞率。(2)錘墊頁(yè)或樁墊悼過(guò)軟時(shí)截,錘擊或能量損唐失大,寒樁難于角打至設(shè)垮定標(biāo)高勒,過(guò)硬挪則錘擊沉應(yīng)力大府,易擊供碎樁頭詞,使沉子樁無(wú)法鄭進(jìn)行。(3)錘擊拉逆應(yīng)力是引竭起樁身與文開(kāi)裂的主士要原因。賀混凝土樁救能承受較曲大的壓應(yīng)案力,但抵角抗拉應(yīng)力傾的能力差劇,當(dāng)壓力面波反射為屋拉伸波,值產(chǎn)生的拉略應(yīng)力超過(guò)吉混凝土的隸抗拉強(qiáng)度朝時(shí),一般品會(huì)在樁身嬸中上部出初現(xiàn)環(huán)狀裂使縫。(4)焊接愛(ài)質(zhì)量差糕或焊接民后冷卻封時(shí)間不皮足,錘現(xiàn)擊時(shí)易擊造成在糧焊口處啞開(kāi)裂。(5)樁錘、饑樁帽和樁邊身不能保緣瑞持一條直刪線,造成慕錘擊偏心蠻,不僅使避錘擊能量模損失大,蠟樁無(wú)法沉鞠入設(shè)定標(biāo)祥高,而且敵會(huì)造成樁冤身開(kāi)裂、旁折斷。(6)樁間惕距過(guò)小開(kāi),打樁且引起的屯擠土效黎應(yīng)使后劈燕打的樁毒難于打神入或使俗地面隆犬起,導(dǎo)掉致樁上蓬浮,影綢響樁的情端承力知。(7)在較厚炒的黏土、羊粉質(zhì)黏土洪層中打樁斤,如果停塊歇時(shí)間過(guò)給長(zhǎng),或在榴砂層中短譯時(shí)間停歇嚷,土體固半結(jié)、強(qiáng)度霞恢復(fù)后就她不易打入邪,此時(shí)如養(yǎng)硬打,將稀擊碎樁頭壁,使沉樁鐮無(wú)法進(jìn)行看。第五章洞動(dòng)力測(cè)樁霧的理論基綢礎(chǔ)本章將堅(jiān)討論彈儲(chǔ)性介質(zhì)支中質(zhì)點(diǎn)裕振動(dòng)和察彈性波榴傳播規(guī)件律的有宵關(guān)基本汁力學(xué)概漁念和數(shù)傻理模型糕的數(shù)學(xué)欺表達(dá)式乳、彈性藍(lán)波的類(lèi)子型、線災(zāi)彈性基陷樁介質(zhì)衰反射波身、透射賴波的形韻成條件充及其運(yùn)字動(dòng)學(xué)和磨動(dòng)力學(xué)芹特點(diǎn)等話問(wèn)題。一、有壓關(guān)的基而本力學(xué)權(quán)概念(一)更應(yīng)力與緣瑞應(yīng)變?nèi)魏我话Y種固體撈介質(zhì)在眉外力作務(wù)用下,懷都會(huì)發(fā)轟生體積欠大小和統(tǒng)形狀的淋變化,氏這種變蔽化統(tǒng)稱(chēng)諒為物體笑的形變撲。當(dāng)外側(cè)力去掉隊(duì)后,固仁體介質(zhì)黃又恢復(fù)鞭到原來(lái)鋪形狀的封形變稱(chēng)說(shuō)之為彈世性形變盆(或稱(chēng)捧應(yīng)變)然。如果矛物體上湖的外力納去掉后考并不恢魯復(fù)原來(lái)共的形狀坦,說(shuō)明必其已產(chǎn)在生了殘顆余形變穴,這種鳴形變稱(chēng)確之為塑臂性形變億。自然界盼中絕大剩部分物沒(méi)體在外獸力作用扯下,既宿可以顯序示出彈切性,也求可以顯存示出塑吵性。重折要的條耽件是決附定于物崖體的物豎理性質(zhì)幣以及外路力的大桐小和作跨用時(shí)間騰的長(zhǎng)短歷。當(dāng)外觸力很小旋且作用哲時(shí)間很堅(jiān)短時(shí)(寸如低應(yīng)違變基樁軍檢測(cè))掏,物體寧則可看廣成完全負(fù)彈性體扣;反之項(xiàng),當(dāng)外館力很大概,且作持用時(shí)間副較長(zhǎng)于義物體時(shí)些(如高億應(yīng)變基宅樁動(dòng)力籮檢測(cè))萍,物體尼則克服閉彈性形缸變而產(chǎn)言生了塑劑性形變津。設(shè)有一線櫻彈性基樁待,長(zhǎng)度l,樁徑為d,橫截面杯積為S(如圖5.1),該慣基樁受厭到一作律用力F時(shí),將被江壓縮并在孤桿內(nèi)產(chǎn)生嶺一個(gè)對(duì)抗婚外力使物吩體恢復(fù)原雖狀的內(nèi)力阿,該內(nèi)力趴垂直于基塔樁的橫截旁面,它的況大小等于討外力。單致位面積上踩的法向內(nèi)馬力稱(chēng)為法鍬向正應(yīng)力府,用T表示,則在彈性力顧學(xué)中把相戰(zhàn)切于單位閣面積上的灘內(nèi)力,稱(chēng)凈為剪切應(yīng)爹力,用τ表示(疾如圖5.2)。彈性介呆質(zhì)在應(yīng)峽力作用銅下產(chǎn)生拉的體積覆和形狀旅的變化宣稱(chēng)為應(yīng)夏變。在正應(yīng)考力作用刻下,介沫質(zhì)體積艘發(fā)生變深化(膨吧脹或壓?jiǎn)峥s),認(rèn)體積的杰相對(duì)變頑化稱(chēng)為湖體應(yīng)變暈。l△lF圖5.1物體的正應(yīng)力和正應(yīng)變l△l圖5.2物體的剪應(yīng)力和剪切變F體應(yīng)變是服由線應(yīng)變肯組成的,橡線應(yīng)變是獎(jiǎng)單位長(zhǎng)度按的伸長(zhǎng)量艦,用ε表示彈性介撇質(zhì)在剪話應(yīng)力作各用下,透形狀發(fā)梳生變化墨,稱(chēng)作片剪切應(yīng)州變(或長(zhǎng)稱(chēng)切應(yīng)罰變)。(二)有奸關(guān)的彈性干常數(shù)(彈亂性模量)應(yīng)力與應(yīng)敲變之間的悟定量關(guān)系舉是根據(jù)虎愚克定律通關(guān)過(guò)彈性常封數(shù)將兩者株聯(lián)系的。電表征彈性歷體性質(zhì)的癥彈性常數(shù)蛋主要有:盟揚(yáng)氏模量容(E)、剪民切模量匆(μ)、體毒變模量倦(K)以及觀泊松比縮慧(σ)和拉梅紋常數(shù)(λ)。1.揚(yáng)氏模哈量(E),表港示圓形鐵或柱體皇試件拉諒伸和壓氣縮時(shí),籌應(yīng)力與夏應(yīng)變之拆比,即2.剪切模沖量(μ),表示說(shuō)試件受到月剪切力作防用時(shí),剪王切應(yīng)力與禿剪切應(yīng)變擴(kuò)之比,即式中,F(xiàn)τ:剪應(yīng)近力,a:相對(duì)香切變3.體變轟模量(K),表納示固體章受到各仰向均勻蘭壓縮的銀情況下拉,所加庸壓力和剖體積相屆對(duì)變化故之比,蹲即(5.5)4.泊松比攻(σ),表示披試件橫向斬縮短和縱賓向伸長(zhǎng)之池比,即(5.6)5.拉梅常利數(shù)(λ),這塞一系數(shù)袍只是為弦了簡(jiǎn)化丸數(shù)學(xué)運(yùn)參算而引膏入的,吸其定義判為:(5.7)上述給出尼的五個(gè)參儉量,由彈產(chǎn)性理論的行研究表明炒,對(duì)于均畜勻的各向江同性的介讀質(zhì),其中津任何一個(gè)桿參數(shù),都乘可以用其晃他兩個(gè)參朝數(shù)表示出川來(lái),如:(5.8)總之,只恭要知道任尿意兩個(gè)彈睜性常數(shù),遮其余彈性輕常數(shù)都能谷算出。線彈性桿趣介質(zhì)中所拘受應(yīng)力與史應(yīng)變的關(guān)坐系如圖5.3所示??晌逡钥闯?,贏當(dāng)應(yīng)力不撈超過(guò)所謂皆比例極限訴時(shí),T和ε有線性遇關(guān)系,柔當(dāng)T超過(guò)比例英極限,但干不超過(guò)彈烤性極限時(shí)趴,物體完耕全表現(xiàn)為瞇彈性性質(zhì)惕,這時(shí)T和ε已非線檢性關(guān)系谷,此范末圍為非抄線彈性拍形變。教當(dāng)超過(guò)崖彈性極無(wú)限后,甚物體將覺(jué)出現(xiàn)塑旱性形變。二、彈性鹿波的波動(dòng)跟方程為了研飾究彈性獸波形成毯的物理鑰機(jī)制和召它的傳收播規(guī)律市,必須著建立波憐的運(yùn)動(dòng)子方程,示即波動(dòng)蛙方程。斬為了使裳討論內(nèi)川容接近盯于基樁范動(dòng)測(cè)方買(mǎi)面,我決們只討原論體積仁元受單辣向正應(yīng)烈力時(shí)所槐產(chǎn)生的柜縱波的盒波動(dòng)方擔(dān)程。如誓圖5.4沿自由學(xué)支承細(xì)豪長(zhǎng)桿縱掌波傳播駝示意圖如圖5.4有一自由青支承的均死勻的細(xì)長(zhǎng)明桿,桿頭堡受力后彈絲式性波沿y方向傳蛾播。先守截取細(xì)同長(zhǎng)桿中爽一小段灣△y來(lái)分析牙應(yīng)力應(yīng)拿變的情鉆形,然察后根據(jù)便虎克定暑律和牛絨頓第二疤定律建歷立一維雪波動(dòng)方思程?!瘛瘛瘛馎(y)B(y+dy)udyu+du△ysTy圖5.4沿自由支承細(xì)長(zhǎng)桿縱波傳播示意圖設(shè)A、B為y軸上兩相寨鄰質(zhì)點(diǎn)的寺平衡位置協(xié),A點(diǎn)與原點(diǎn)焦的距離為y,B點(diǎn)與原攏點(diǎn)的距豪離為y+dy,它相當(dāng)贈(zèng)于細(xì)長(zhǎng)桿塘中的一段頸介質(zhì)元AB,當(dāng)長(zhǎng)桿騎一端受力伏后,就會(huì)鞏使桿內(nèi)質(zhì)找點(diǎn)產(chǎn)生振允動(dòng),振動(dòng)席的傳播就云形成了波眾,設(shè)某時(shí)千刻t,質(zhì)點(diǎn)A在y軸上的位哀移為u,質(zhì)點(diǎn)B的位移即燥為u+d哈u,這時(shí)介朵質(zhì)元AB的線應(yīng)變承為(5.9)由于位移紹是距離和梯時(shí)間的二頃元函數(shù),府所以(5.9)式應(yīng)蠢寫(xiě)成偏巖微分的叔形式:(5.9)當(dāng)應(yīng)力小夢(mèng)于彈性極評(píng)限時(shí),應(yīng)應(yīng)力與應(yīng)變演的關(guān)系為(5.1巖0)根據(jù)牛溉頓定律欠,質(zhì)量存為m的質(zhì)點(diǎn)某纏時(shí)刻在y軸上的匯合力為(5.1含1)式中帖顯塊然,(5.1資2)考慮到介凳質(zhì)元兩截臟面上某時(shí)渣刻受到的片合力:(5.13)經(jīng)(5.1闊2)和(5.13)兩式比娘較運(yùn)算之鞠后,可得(5.1它4)將(5.1公0)式代宵入,可裕得位移u的一個(gè)波綿動(dòng)方程:或(5.15)還可寫(xiě)成停:(5.1劣6)式中C是縱波孤沿細(xì)長(zhǎng)講桿傳播銷(xiāo)的速度(5.1村7)由于上述抗波動(dòng)方程順討論的彈潔性縱波只助沿一個(gè)方脂向傳播,牢故稱(chēng)為一腰維波動(dòng)方桃程。求解堵這個(gè)偏微焦分方程,僵就可以研反究波在傳備播過(guò)程中繁隨y、t變動(dòng)的約波動(dòng)函布數(shù),即隊(duì)可知道女桿中任慚一點(diǎn)任拌一時(shí)刻鬼的位移敢和波沿劃細(xì)長(zhǎng)桿頓傳播的摸全部狀救況。對(duì)于剪切添應(yīng)力和剪駱切應(yīng)變的縣情況,可閱用同樣的款方法得到參其波動(dòng)方宗程:及(5.18)式中Cs為橫波的贊傳播速度灑:(5.1限9)三、彈排性波的苦類(lèi)型彈性波丈的類(lèi)型谷分兩類(lèi)略:即體鋪波和面子波。體亡波在整須個(gè)介質(zhì)旅內(nèi)部傳處播,有竟縱波和棋橫波;蜜面波是銹沿著介走質(zhì)的自瞧由面或避界面?zhèn)髦?,有豬瑞利波刑、勒夫鈴波、板尸波、扭槐轉(zhuǎn)波等維。(一)體此波1.縱波彈性介質(zhì)擴(kuò)在受到壓盯應(yīng)力或拉破應(yīng)力作用淘時(shí)所產(chǎn)生黎的波動(dòng)稱(chēng)販為縱波。你介質(zhì)壓縮鉛時(shí)質(zhì)點(diǎn)彼體此靠近,濁形成壓縮柄帶或密集侮帶;介質(zhì)籮拉張時(shí)質(zhì)坡點(diǎn)彼此疏厭遠(yuǎn),形成字膨脹帶或乓拉伸帶,銅波的傳播誰(shuí)就由壓縮紋帶和拉伸您帶的序列端所組成。拋它的質(zhì)點(diǎn)別位移和波犧傳播方向柏一致。光蒙波和聲波莖均為縱波尼??v波可桃以在任何底介質(zhì)(固祝體、液體杏、氣體)棗中傳播??淇v波傳播投引起的質(zhì)凍點(diǎn)運(yùn)動(dòng)見(jiàn)道圖5.5。2.橫波彈性介否質(zhì)受到摟剪應(yīng)力丘而產(chǎn)生常剪切應(yīng)日變時(shí)所起產(chǎn)生的顧波動(dòng)就衰是橫波覽。橫波陪的質(zhì)點(diǎn)凡振動(dòng)方望向與波逐傳播方堡向垂直曠。橫波梨又稱(chēng)為籃切變波脆,它僅身能在固炭體中傳拆播。(二)狼面波面波也稱(chēng)省表面波,鉆它是沿介精質(zhì)表面或肅沿自由界候面?zhèn)鞑サ亩āMǔ厦娌ǖ哪茏罅考性趫A界面附近淹,面波的摩振幅隨深岸度的增加勵(lì)按指數(shù)規(guī)舞律很快衰止減,面波魚(yú)的傳播速益度是隨周艘期(頻率技)而變化愚的,這種狼現(xiàn)象稱(chēng)之驚為面波的懇頻散(波它散)。面波由于尊質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)蘭的軌跡不世同,可分穿為瑞利(Ray朱lei膜gh)波(沿記作LR)和勒泄夫(Lov仿e)波(記悉作LQ)兩種基僻本類(lèi)型。1.瑞利波釘是質(zhì)點(diǎn)縱濁向振動(dòng)和披橫向振動(dòng)課的不同程柿度的組合界,它的軌孤跡是沿著殘波引進(jìn)的串垂直平面僻內(nèi)作逆橢帖圓形運(yùn)動(dòng)駐。2.勒夫波冊(cè)是在層狀鐘介質(zhì)覆蓋把于較高速血度的半空野間時(shí)產(chǎn)生擠的,波在嘆表層里沿帖水平方向安傳播。質(zhì)減點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方享向垂直于摧波的傳播畜方向。(三)波稠速與各彈奪性模量之乖間的關(guān)系表5.1給出了順無(wú)限介公質(zhì)內(nèi)及帝有限介懸質(zhì)內(nèi)的究波速與委彈性常魔數(shù)間的接關(guān)系.有限及苦無(wú)限體舍的劃分貌由波長(zhǎng)斥所決定泉。波長(zhǎng)襲的定義儲(chǔ)是彈性踩波在一倒個(gè)振動(dòng)乏周期T內(nèi)所傳房誠(chéng)播的距寬離,如陵果波速糕為C則波長(zhǎng)λ有(5.2墾0)當(dāng)λ<固體尺暗寸被視為老無(wú)限體(礙介質(zhì)),缺這時(shí)在固榆體內(nèi)可產(chǎn)父生純縱波球及純橫波冰以及沿自言由表面?zhèn)饔?jì)播的表面乘波。當(dāng)λ>固體左尺寸滿親足一定刮條件時(shí)繼有可能盾產(chǎn)生板企波(蘭邁姆波)蹤蝶或扭轉(zhuǎn)店波及拉葛伸波(洞桿內(nèi)的年縱波)橫。由表獸(5.1)可見(jiàn)液這些波展的波速鑰是不同倆的。因意此,在短試樣(齊巖樣、村混凝土樣試樣)洲測(cè)試時(shí)添由于尺販寸小,工當(dāng)使用嘗高頻進(jìn)懼行測(cè)試乞,且滿酒足λ<(0.2~0.5)倍尺度紐奉時(shí),這時(shí)答的波速可外認(rèn)為是無(wú)刑限體的波海速,它不著能代表下死面將要討纏論的反射坑波法測(cè)樁萬(wàn)時(shí)所取的搶波速,因玻為反射波細(xì)法測(cè)樁所反用的頻率棋低,滿足λ>D,及D<L(D為樁徑,L為樁長(zhǎng)牌),所姐以這時(shí)館所測(cè)的賊是桿狀確體的拉蜂伸波(鉤縱波)腫波速。四、彈性嫂波的反射遼和透射在均勻各瀉向同性介接質(zhì)中,彈短性波從激下發(fā)源規(guī)則仿地向各個(gè)測(cè)方向擴(kuò)展濫,波前是根以激發(fā)源停為原點(diǎn)的艘球面,并久垂直于傳虧播方向。如果波械速差異煌面是一店自由界悼面,則附入射波及、反射島波、透旅射波傳高播規(guī)律朽滿足于Sne敢ll定律,可頌通過(guò)Huy啊gen景s原理去鋸證明。遞這里不禽去討論楚。在基樁檢垂測(cè)

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