反射波法检测水泥搅拌桩的应用研究_1

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果反射波法检测水泥搅拌桩的应用研究摘要：反射波法是低应变测定混凝土桩桩身完整性的一种准确可靠、经济快捷的检测方法。本文结合工程试桩，对反射波法应用于水泥搅拌桩的理论基础、可行性、实际应用与可靠性进行了分析，认为只要选择合理，处理得当，在满足一定的条件下，利用反射波法检测水泥搅拌桩的桩身完整性是可行的。同时也指出尚存在一定的局限性，需要认真研究和解决。关键词：水泥搅拌桩　桩身质

2、量　反射波法　检测　研究反射波法是低应变测定混凝土桩桩身完整性的一种检测方法，其经过多年的研究、应用及发展，该项技术已经逐渐走向成熟，事实证明它是一种准确可靠、经济快捷的检测手段。　　近年来，随着深层搅拌桩在软土地区的广泛应用，工程上迫切需要一种能够对此搅拌桩桩身质量进行快速有效地分析与评估的检测手段。但是长期以来，对搅拌桩桩身质量的检测往往只能依赖于钻孔取芯或开挖取样等方法，这些方法尽管直接可靠，但由于其时间长、成本高，所以很难对大批量的搅拌桩进行综合质量评估，其结果也就难免以偏概全。课题份量和难易程度

3、要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　因此，能否将应用于混凝土桩身质量评价的反射波法成功地应用于搅拌桩，已经成为桩基动测界中一个迫切需要研究及解决的课题。在国内，到目前为止，反射波法搅拌桩桩身质量还处于探索阶段，尽管有许多学者与同行进行过相关的研究，但是由于所检测的对象具有相当的复杂性(地质环境差异、桩身材料的非严

4、格均匀性、桩周介质阻抗与桩身介质阻抗差异小、施工工艺的差异、测试现场条件的差异)，其准确性与可靠性还有待进一步提高与完善。本文结合近年来的工程实践，就反射波法检测水泥搅拌桩的应用谈谈一些体会与看法。1　理论基础与可行性分析　　反射波法是建立在—维波动理论的基础上的。假设桩为质地均匀、各向同性的—维线弹性体(桩的长度远大于直径，且入射波波长λ大于桩的直径)，当用手锤在桩顶敲击时，产生的应力波在桩身传播满足—维波动方程：　　〖JZ(〗〖SX(〗2μ〖〗x2〖SX)〗=〖SX(〗1〖〗Vc〖SX)〗〖S

5、X(〗2μ〖〗t2〖SX)〗〖JZ)〗〖JY〗(1)　式中：Vc—〖WB〗纵波在桩身中的传播速度，〖DW〗Vc=〖KF(〗E/ρ〖KF)〗；　　E—桩身弹性模量；课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　ρ—桩身混凝土密度。　　当有入射波Fa从介质1传播到介质2，将在两种介质的界面处产生反

6、射波Fb与透射波Fc。经求解可得：　　〖JZ(〗Fb=Fa〖SX(〗α-1〖〗α+1〖SX)〗〖JZ)〗〖JY〗(2)　　〖JZ(〗Fc=Fa〖SX(〗2α〖〗α+1〖SX)〗〖JZ)〗〖JY〗(3)式中：α=〖SX(〗Vc1A1E1〖〗Vc2A2E2〖SX)〗=〖SX(〗Z2〖〗Z1〖SX)〗　　Z1、Z2分别为介质1与介质2的声阻抗。　　公式(2)反映了弹性波在桩身中传播时，反射波随桩身截面阻抗变化而变化的关系。　　根据以上的理论基础，反射波法检测水泥搅拌桩必须满足以下理

7、论条件：　　(1)水泥搅拌桩是否可视为一维杆件。　　(2)水泥搅拌桩桩身材料是否可视为弹性材料。　　(3)水泥搅拌桩桩身波阻抗是否可以被识别。　　从目前工程上的应用来看，水泥搅拌桩桩径多为50cm，桩长多为8m以上，长径比一般在16以上，符合桩长远大于桩径的理论条件，桩体可视为一维杆件。　　水泥搅拌桩是由水泥就地与地基土充分搅拌硬化而成，水泥土在受力初期，应力与应变关系基本上符合虎克定律。可视为弹性材料。课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰

8、当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果注：〖WB〗A5、A10、A15、A20、A25表示水泥渗入比；　　〖DW〗aw=(5，10，15，20，25)%　　与混凝土灌注桩相比，尽管水泥搅拌桩桩身波阻抗明显要小，但目前大量的工程试验资料证明，水泥搅拌桩桩身抗压强度可达以上(425＃水泥，喷灰量50