端承桩低应变反射波法桩底曲线特征分析

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1、端承桩低应变反射波法桩底曲线特征分析摘要：本文着重讨论反射波法检测端承桩桩底曲线特征，综合自己的检测经验，结合工程实例，着重的对端承桩桩底曲线进行分析，描述了各种情况下的，桩端反射波法时域波形曲线特征。关键词：基桩检测、反射波法、端承桩abstract:inthisarticle,theauthordiscussesthereflectionwavemethodtodetectthebottomofthepilebearingthecurvefeature,comprehensivetheirtestingexperience,combinedwit

2、hengineeringexamples,thepaperonthebottomofthepilebearingofthecurvesareanalyzed,describesallkindsofcases,thepilereflectionwavemethodtothetimedomainwaveformcharacteristicscurve.keywords:thefoundationpiletesting,reflectedwavemethod,theendofpilecap中图分类号：tu74文献标识码：a文章编号：1总述反射波法是一种应用

3、一维弹性波传播原理，检测桩身完整性，推定缺陷类型及其在桩身中位置的基桩低应变检测方法，该方法以其测点广、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。2检测原理反射波法理论基础是一维杆波动理论，一维杆应力波动方程为：其物理意义就是应力波在桩身中的传播速度。设杆件某段为一分析单位，其杆身介质密度、弹性波波速、截面面积分析用、c、a表示，则z=ca称之为广义波阻抗由波阵面动量守恒条件：可知：式中：反射系数透射系数广义波阻抗比值f和t分别称为反射系数和透射系数，完全由两种介质的波阻抗z的比值n决定，n主要取决于材料的质量密度、波速

4、和截面积。由于这些参数的突变会引起波阻抗急剧变化，导致能量转化而产生波的反射。因为z和n总是正直，所以透射系数t也总为正值，即透射波和入射波相位总是相同的，反射系数f的正负与n的大小有关，故将端承载桩桩底反射波相位及波形特征列表如下：反射波法桩基检测判别依据3端承桩桩底曲线分析3.1应力波在端承桩桩底嵌岩良好中的传播当桩底嵌岩良好时可知：，当桩底嵌岩良好时桩底反射的多次反射副值不变，但相位与反射的次数有关。3.2应力波在端载桩桩底沉渣过厚中的传播当桩底沉渣过厚时，波阻抗减小，得到副值比入射波要小的同相反射波。，当桩底沉渣过厚时，波阻抗减小，多次反射波

5、副值会逐渐减小，但相位不会变化4工程实例4.1端承桩桩底嵌岩良好4.1.1桩底反射不清晰当桩底的岩石与桩身混凝土的波阻抗相差不大时（），即使桩长较短，桩底反射也难以辨别。例如：某人工挖孔桩，设计为端承桩，设计桩长大于6米，实际桩长10.4米，桩径φ800mm，混凝土强度等级为c30，持力层为中风化白云岩，极限端阻力标准值qpk为12000kpa，该工程地层分布自上而下分别为：1、填土；①素填土；①1杂填土；2、黄土；3、粉质粘土；4、石灰岩；④1较破碎石灰岩；④2强风化泥灰岩；④3中风化泥灰岩；④4溶洞内粘土；④5全～强风化闪长岩；5、中风化白云岩，

6、反射波法时域波形曲线如下图：注意由端承桩桩底桩底嵌岩不明显着一特点，可以用来检测桩底是否存在沉渣。如果同一场地大多数桩底反射都不明显，而有少量桩底反射非常明显，则应怀疑桩底有沉渣，建议选少数几个桩底反射非常明显的，用钻芯法检测桩的质量。4.1.2桩底反相反射当端承桩桩端嵌岩良好且嵌岩部分与基岩构成一体时，相当于桩的面积变大，波阻抗增大。应力波传播到岩面，会出现与入射波反相的类似于扩径的反射，这一反射波并非桩底而是基岩面反射引起的。当桩嵌入的岩层较硬，如岩深度较大时，容易出现这种曲线。例如：某人工挖孔桩，设计为端承桩，设计桩长大于6米，实际桩长21.6

7、4米，桩径φ800mm，混凝土强度等级为c30，持力层为石灰岩，极限端阻力标准值qpk为8000kpa，该工程地层分布自上而下分别为：1-1、杂填土；1-2、素填土；2、黄土状粉质粘土；3-1、粗粒混合土；3-2、粗粒混合土；3、粉质粘土；4、粗粒混合土；5-1、强风化泥灰岩；5-2、中风化泥灰岩；5、石灰岩，反射波法时域波形曲线如下图：4.1.3桩底先反相后同相反射当应力波在基岩面发生反相反射后，进入嵌入岩层中的桩身混凝土后，由于桩周围岩层的密度相对均匀，压缩波的波阻抗减小，导致入岩后的曲线从零线下方升至零线上，然后缓慢地降到零线附近。若桩底嵌入的

8、岩层较软，入岩深度又较小，就有可能出现同相的桩底反射。例如：某人工挖孔桩，设计为端承桩，设计桩长大于6米，实