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科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON 2008NO .07
SC I ENCE &TECH NO LOG Y I NFOR M A TI O N 工业技术在工程建设中，由于桩基具有较好的荷载 传递性能，适应较复杂的地质条件以及具有较
高的承载能力而得到广泛应用。
检测与无损检测两种。而有损检测主要指高
应变检测，无损检测主要指低应变检测。低应
变检测中最常用的方法为反射波法，木文所指
的低应变检测方法即指此法。
1低应变检测原理
反射波法检测桩基质量的理论基础是建
立在振动理论和波动理论基础上，是利用弹性
质量的一种方法。
基木假定：视桩为一弹性杆件，假定桩基
为均质材料，其各物理参数如弹性模量E 、质
量密度P 为常数，且横截而积受力时保持平
而，忽略桩的内外阻尼和表面磨擦力，桩周土
对桩的约束和支承作用。集中由桩底的1个弹
簧代替，力学模型如图1所示。
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根据桩体中的纵波传播规律，可用一维波
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动方程描述，其波动方程为
:
(1)其中即(2)
量;P —材料质量密度;U —质点位移;V c —纵
向应力波波速。
对①式求解可得直杆振动频率方程
开关型霍尔传感器:
(3)
黑苦瓜种子式中:W 为圆频率W n =2πf n;f n —
固有频率;L —桩长;Kd —桩端的支承刚度。
对于不同的边界条件，即K d 不同，桩的固
有频率各不相同。但不论哪种边界条件，在
频率范围内，都有公式
:
(4)
其中2△f 为频差。
在时域范围内，公式变为
:
(5)
式中:τ为波在桩中传播的时间。
式④与式⑤中,△f 或τ可直接由低应变检测中获得,Vc 和L 都是未知量,V c 往往根据经验选取。显然,V c 的取值对L 直接影响，同时Vc 值直接反映的是桩的混凝土强度，如果Vc 取值不合适，将直接影响桩基低应变检测的结果。2影响波速的因素影响混凝土波速的因素很多，例如施工工艺，粗骨料的品种、骨料粒径、混凝土养护力一式、混凝土含水量、添加剂的品种数量、钢筋排列等等，对混凝土纵波波速都有很大影响，但影响波速最大的因素是混凝土的强度。事实上，在相同条件下，波速与混凝土强度呈现正比例关系，即波速大的混凝土强度也大，波速小的混凝土强度也小。现在，有些检测单位随意地根据波速来判定混凝土强度。在某次“应力波理论在桩基工程中应用国际会议”上有一篇论文介绍了波速与强度的关系(见表1)。这仅是一家之言，但某些单位因为没有直接检测混凝土波速的手段，则错误地照搬了表1，不加区别地套用，甚至增加了推断混凝土强度等级，并说成是“国际专业会议建议标准”(见表2)。由于表2简单明了，所以流传较快，危害较大。3合理选取波速提高桩基低应变检测水平混凝土是一种复杂的多孔材料，是一种非均介质，从组成结构看，混凝土内部固、液、气长存。在力学
性能上，表现为既有弹性性质，又有一定的粘塑性性质，因此，影响混凝土传播速度的机理比较复杂。一般地讲影响vc 的主要因素，首先是混凝土内石子的品种、粒径和用量，石子粒径大的波速大十粒径小的波速；其次是混凝土的含水率，一般含水率大的波速大十含水率小的波速；再一个因素是混凝土的养护方式，一般地讲，水中养护方式大于标准养护方式，标准养护方式大于自然养护方式。对桩基工程的具体情况(如原料品种、配合比、施工工艺、地下水、混凝土龄期
桩基低应变检测中波速的合理确定
黄文杰(铁道第四勘查设计院武汉430063)
摘要：论述了桩基低应变检测中影响波速的因素以及波速的合理确定。关键词：桩基低应变检测波速确定反射波法
中图分类号:TU1文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2008)03(a )-0033-01等)缺乏了解，凭主观臆断的vc 确定桩长或混凝土质量造成误判的可能性很大。为避免错判，应尽可能地了解工程的现场情况。例如，水泥、石子、砂子的品种，粒径、用量、塌落度、施工工艺、地质条件、混凝土龄期、环境情况等等。为防止大的出入，还应查看施工原始记录，了解成孔深度、混凝土注入量等资料。有目的地做一些上部混凝土、下部混凝土的对比检测，以便对该地区、该条件下的混凝土波速有大致估计。要强调综合判断，从桩低应变检测中取得的信息是多方面的，决不能对其中一二项进行简单计算就轻易下
结论。有条件的话最好用不同的测试方法确定vc，或用可以证实长度的桩的测量值作为参考，避免主观臆断。4工程实例2006年某铁路工程进行桩基检测时曾发生过此类问题，该工程路基基础采用C FG 桩加固处理，设计强度C 15。在桩基检测中发现桩基强度普遍较高，即波速较高，达到4.2～4.6km /s，经开挖验证后，发现桩长符合设计要求，这样就表明该工程中CFG 桩的波速真实可靠，然而如果我们生搬硬套波速和强度的相关关系公式就会得到错误的结论！后来通过对施工单位的配比进行分析，我们估计可能是外加剂(粉煤灰)和粗骨料的影响导致，对试块的抗压试验也证实了我们的某些判断!施工单位后来又用回弹仪及超声波检测证明了该判断。几年来的检测实践证明:V c 取值不当，造成工期延误、人力物力损失，甚至经济纠纷等情况是存在的，问题是严镀金液
重的。表1
混凝土的质量情况和波速
表2
应力波速与柱身混凝土强度关系图桩基的力学模
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