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1、反射波法检测嵌岩桩施工质量有关问题探讨国蜀囡圈嗣囝圈GEOTECHNICALENGINEERINGWORLD2000年8月1前言反射波法检测嵌岩桩施工质量有关问题探讨f(1景德铺百建筑设计院景一嬲;:[摘要]从理论与实践上对大直径嵌岩桩的反射波形特征进行了分析研究,对嵌岩桩的动测过程中应注意的有关问题进行了有益的探讨.[关键词堑堡墨窒壅型墨渡法应力反射渡法为基桩低应变动i哽I方法中的一种.其基本原理是将被测桩体看作为一维弹性杆件,且将桩与桩问土视为一个线性振动系统.该系统在低应变范围内的振动量级赦小,其特征参数在测试过程中是恒定不变的.系统对来自外界激励的响应也是唯一的.所以,当桩顶受到澈
2、厨l后,其响应(应力,应变或位移)便以波动的形式在桩身中传播.通过分析接受到的桩身反射信息.便可分析出桩身渡阻抗的变化情况.从而得出桩身的完整性状况.根据强性渡反射理论,可以推导出,作为一维弹性杆件的被测桩身内,受到外界激励后,反射波波速()与入射波波速()存在下列关系:一㈩一LJ式中:z-1z2分别为反射界上下部的广义溲阻抗;1)当被测桩桩身无异常时,z:z2,除桩底外,桩身内部无反射(:O)i2)当被测桩桩身有异常(如:缩径,夹泥,桩身碎裂等等)时,Z】>Z2,与同号,即实测(振动速度一时间)曲线上.反射放与入射渡同相起跳.反之,若由于桩身扩径或其他原因造成桩身某段截面积或强度增
3、大时.广义波阻抗增大,即而<z2,致使应力渡在实测曲线上,发射渡与入射波反向起跳.3)完整桩的桩底发射.完整桩的桩体形状规则,桩身强度均匀,其振动反射曲线规则,桩底反射信号与激振信号相位关系取决于梭测桩所进入的持力层的性质.通常情况下桩底反射信号与擞振信号同相位(如图l(a));但当桩底土层强度高于桩身强度时,特别是当被测桩桩端位于较为坚硬的岩层上时,桩底反射信号与激振信号与激振信号相位相反(如图l(b)).因此.通过对反射敞相位特征及波幅幅度变化的分析研究,便可以对被测桩的完整性作出台理的评价.r收稿日~]2000～04一札.[责任编辑]王延忠26图l桩底反射信号与激振信号关系图(
4、a)一相位相同(b)一相位相反2嵌岩桩的反射波特征嵌岩桩是一种在基岩埋深不大的情况下.桩身直接穿过覆盖层而嵌入基岩的一种大直径的基岩袭注桩.由于其牲端持力层是压缩性板小的基岩,酉此,该类基桩具有单桩沉降很小,群桩沉降不会因群桩教应而增大.群桩承载力也不会因为群桩效应而降低,建筑物的沉降在施工过程中便可完成,抗震性能好等诸多忧点所以.嵌岩桩在基岩埋深不大的地区得到了广泛应用.由于嵌岩桩自身结构特点.其反射波往往具有明显的特征.首先,为了充分利用基岩的端承作用.嵌岩桩必须控制一定的长径比.因此.该类桩多为大直径(直径大于800珊)桩.根据规范要求,对这类大直径基桩的动测至少每根桩应选取2个以上
5、的测点,同时每个测点都必须采集一定数量的有效信号,以保证所得实测信号真实反映被测柱的实际情况.然而,实际检测工作当中,往往是不同测点上所采集到的信号的重复性比较差,这就要求检测人员首先在检测现场就要及时地增加检测点数,更重要的方面是要能够根据不同测点的实测信号,在练台多方因素的前提下,对被测桩作出合理的评判;其次,由于谖类桩的桩端持力层为强度较高的基岩,因此在保证施工质量的前提下,当基桩与基岩充分接触且柱底基岩强度高于基桩时,实测反射波形上的桩底反射波相位与激振信号韧始稆位相反,;蛰点在其他类型基桩的动测中出现的概率极少.第3卷第8期岩土工程界团国圈圈岛圈圈在基岩具有足够强度,且嵌岩桩具有
6、足够嵌入深度的情况下.我们认为桩底反射泣与激报信号之间的相位关系.在一定程度上反映了嵌岩桩嵌入基岩{;il度及施',工过程中的清融沲理等方面的问题3工程实例研究近年来.作者在皖南地区对采用嵌岩桩工程的大量嵌岩桩实施了弹性波法低应变动测.本文根据其中3项嵌岩桩工程实测结果.对嵌岩桩的反射波波形特征进行了归纳分析.这3项工程的嵌岩桩设计与施工都是由相同单位完成的.31研究区地质概况研究区位于安徽南韶丘陵地区.属漫滩地貌类型.基岩埋藏较拽.一般在地表下10m左右.地层组成大致如下;①耕填土层,区内广布.厚在04m～10rn②粉质牿土或粉土层.黄色,稍湿.可塑.含Fe,Mn质结核.该层厚度变化较大
7、.层厚1.5～45m③融泥质牯土,灰黑色,饱和.软塑,含少量砾石,局部地段含术屑.该层分布不稳定,部分地段缺失.④中粗砂与砂砾卵石互层.该层分布相对较为稳定.黄褐色.稍密.饱和砂砾卵石层常以砾石为主,含少量卵石.下部有时可见漂石层厚为l8m-40‰⑤泥质砂岩(基岩),灰色.表层遭受不同程度风化32反射波波形特征1)同一根桩不同测点波形特征:大直径嵌岩基桩的实襁5经验表明,绝大部分基桩不同测的放形曲线具有良好的重复(合)性
