樁基檢測***

以應(yīng)力波理論為基礎(chǔ)的檢測樁基質(zhì)量的瞬態(tài)動(dòng)測法和穩(wěn)態(tài)振動(dòng)法使用得較為廣泛。

10.1.2.1瞬態(tài)動(dòng)測法(錘擊法/反射波法)

錘擊法是一種瞬態(tài)動(dòng)測法，又稱反射波法。嵌入土中的樁基，相當(dāng)于一個(gè)在阻尼介質(zhì)中上端自由與下端彈性聯(lián)結(jié)的彈性桿。在樁基頂端應(yīng)用錘擊的辦法施加一脈沖激振力F(t)，樁將產(chǎn)生縱向振動(dòng)而產(chǎn)生應(yīng)力波。波沿樁身傳播至樁底部分能量反射回樁頂。若激振力足夠大，樁和樁周圍一定范圍內(nèi)的土將作為一個(gè)體系產(chǎn)生自由振動(dòng)。當(dāng)樁體中存在波阻抗差異面對，則在這些面上將產(chǎn)生反射波、透射波和多次反射波等，其波的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征將發(fā)生變化。通過儀器接收這些波，可對樁基質(zhì)量作出判斷，并推算出單樁承載力。

(1)基本原理及波形特征

利用小手錘在樁頭施加一沖擊力F(t)被激發(fā)應(yīng)力波在樁身內(nèi)傳播，當(dāng)遇到波阻抗界面時(shí)，將產(chǎn)生反射波，其反射系數(shù)為

環(huán)境與工程地球物理

式中:A1，A2為樁身截面積;ρ1，ρ2為介質(zhì)密度;v1，v2為波速;R表示反射波與入射波的振幅比。這里是以廣義的波阻抗Aρv替代波阻抗ρv，它取決于波阻抗的差異和截面積的變化，反射波旅行時(shí)與平均速度及波阻抗界面的深度L有關(guān)。然后利用拾振器接收初始信號，樁身缺陷和樁底產(chǎn)生的反射波信號，通過儀器進(jìn)行處理和分析，結(jié)合地質(zhì)資料對樁的完整性和混凝土的質(zhì)量作出評價(jià)。

完整樁一般指樁身混凝土膠結(jié)良好，均勻連續(xù)，抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的樁，它只存在一個(gè)樁底波阻抗界面，由圖10.1可以看出，A1ρ1v1A2ρ2v2，所以R0，根據(jù)入射波和反射波速度量的相位關(guān)系為同向，體現(xiàn)在U(t)曲線上信號為同向疊加。如圖所示其波形特征為一衰減振動(dòng)曲線，衰減快，樁底反射波明顯，分辨率高。由圖分析可得一次反射波旅行時(shí)為t，樁長為L，則平均速度為

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t可以從時(shí)程曲線上讀得，若知vc或L中任一個(gè)，便可求解。若二者均未知時(shí)，常利用統(tǒng)計(jì)的***或其他實(shí)驗(yàn)的***假定vc或根據(jù)施工記錄來假定L，以求得近似解。

圖10.1完好樁及實(shí)測波形

當(dāng)樁間存在缺陷，如斷裂、夾層、空洞、縮徑或擴(kuò)徑時(shí)，缺陷部位的應(yīng)力波傳播速度v、密度ρ或截面積A與樁身完好部位都有所不同，即存在波阻抗差異。當(dāng)應(yīng)力波遇到波阻抗差異界面時(shí)，將會產(chǎn)生反射。若根據(jù)這一反射時(shí)間計(jì)算整樁的波速，則其結(jié)果將大于完整樁時(shí)的波速。樁身在L1處斷開，Z2相當(dāng)于充氣或充泥的波阻抗，反射系數(shù)R0，曲線中主要反映了L1處多次反射波，而樁底反射不清(圖10.2)。在L1處樁產(chǎn)生擴(kuò)徑，應(yīng)力波在L1處反射系數(shù)R0，入射波和反射波為反向疊加，從時(shí)程曲線不難確定擴(kuò)徑和樁底位置。

圖10.2缺陷樁及波形

眾所周知，樁基的波速與樁身混凝土的密實(shí)程度有關(guān)。致密的樁身，其波的傳播速度大，松散的樁身，其波速小。

(2)樁基完整性的分析與判別

波形準(zhǔn)則。缺陷樁波形特征見表10.1。圖10.3為典型模型缺陷樁的波形，由圖可見，其特征明顯接收到的反射波波形對稱圓滑，無畸變，且呈指數(shù)衰減形態(tài)，則認(rèn)為是完整樁的特征波形，反之，則認(rèn)為是缺陷樁波形(圖10.4)。主要原因是當(dāng)彈性波在樁體中傳播時(shí)遇到不均勻界面或介質(zhì)斷裂等情況，會產(chǎn)生反射波、透射波、散射波等，因其各波到達(dá)時(shí)間、振幅和相位可能存在差異，互相疊加后，造成波形畸變。

圖10.3各種類型模型樁的典型波形曲線

表10.1缺陷樁波旅行時(shí)曲線特征表

續(xù)表

圖10.4各種模型缺陷樁的波形曲線

速度準(zhǔn)則。一般彈性波在樁體中傳播的速度越高，表明樁體混凝土強(qiáng)度越大，反之越低。此外，當(dāng)樁體中存在離析等缺陷時(shí)，往往也造成波速降低。但也有波速高、樁基質(zhì)量不一定良好的特殊現(xiàn)象。如縮徑樁或斷裂較小的樁，往往波速并不降低，可由波速確定樁的質(zhì)量(表10.2)。

表10.2波速樁基質(zhì)量關(guān)系表

頻譜準(zhǔn)則。當(dāng)彈性波在樁體中傳播時(shí)，其頻率隨著傳播距離的增大，將不斷被樁土介質(zhì)吸收和衰減，當(dāng)樁體中存在不均勻界面時(shí)，該界面產(chǎn)生的反射波的頻率一般比樁底反射波頻率高，并且其相位也有所變化。通過頻譜分析，可確定其樁體的完整性。一般情況下，若樁體質(zhì)量完好，則其振幅譜中只有一個(gè)主峰值，譜線對稱穩(wěn)定，與峰值對應(yīng)的相位譜表現(xiàn)為一相位，如圖10.5所示。若樁體存在結(jié)構(gòu)缺陷或離析層等，則其振幅譜一般表現(xiàn)為兩個(gè)以上的峰值，其相位譜中的相位分不同情況有所不同。

圖10.5完整波形及頻譜圖

(3)樁基承載力計(jì)算

摩擦樁指樁置于松軟地層。當(dāng)用重錘豎向敲擊樁周土或樁頭而被激起振動(dòng)后，將在垂向作自由振動(dòng)，并通過樁側(cè)摩擦力及樁尖作用力帶動(dòng)樁周部分土體參與振動(dòng)，形成復(fù)雜的樁－土振動(dòng)體系，其裝置如圖10.6所示。樁及樁側(cè)參振的土體，可視作單質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)體系，根據(jù)質(zhì)量—彈簧—阻尼模式振動(dòng)理論，可推導(dǎo)出樁基的剛度計(jì)算式。再根據(jù)剛度與承載力之間的直接相關(guān)關(guān)系，可計(jì)算出樁基的承載力。

圖10.6頻率法檢測裝置示意圖

A.樁基固有頻率

設(shè)樁及樁周土為一個(gè)單自由度無阻尼彈性系統(tǒng)，根據(jù)虎克定律和牛頓第二定律可以導(dǎo)出樁－土體系的振動(dòng)是按正弦規(guī)律變化，其振動(dòng)周期和固有頻率為

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式中:m為折算后的樁質(zhì)量與參扳上體質(zhì)量之和;k為樁－土體系的抗壓剛度。

B.單樁抗壓剛度

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式中:λ為動(dòng)力修正系數(shù)，可取λ=2.365;g為重力加速度為9.81m/s2;Q1為折算后參振樁重，Q1=樁總重/3=1/3·AL0r1;Q2為折算后參振土重，為參振土擴(kuò)散半徑，即r0=;A為樁的橫截面積(m2);L0為樁的全長(m);L為樁的入土深度(m);r1為樁的混凝土容重(kN/m3);r2為樁的下段L/3范圍內(nèi)土的容重(kN/m3);φ為樁的內(nèi)摩擦角;d為樁的直徑。

C.單樁臨界荷載

臨界荷載指與按靜荷載試驗(yàn)測定的P－S曲線上與拐點(diǎn)對應(yīng)的荷載。根據(jù)動(dòng)靜對比關(guān)系，可得臨界荷載為

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式中:μ為靜載與動(dòng)測之間的比例系數(shù)。

它是選取不同地質(zhì)條件下各種類型的樁基，進(jìn)行動(dòng)靜對比試驗(yàn)，通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析求得的回歸系數(shù)。

D.單樁允許承載力(Pa)

對粗長樁，特別是當(dāng)樁尖以下土質(zhì)遠(yuǎn)較樁側(cè)土強(qiáng)時(shí)，則

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對中小樁，特別是當(dāng)樁尖以下土質(zhì)較樁側(cè)土弱時(shí)，則

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式中:Pa單位為kN;k為安全系數(shù)，一般取2.0。10.1.2.2穩(wěn)態(tài)振動(dòng)法(機(jī)械阻抗法)

(1)***原理

該***又稱為穩(wěn)態(tài)正弦掃頻激振法。即對樁頂施加幅值不變的變頻激振力，利用速度導(dǎo)納隨激振頻率變化的特征(圖10.7)來檢測樁基質(zhì)量并計(jì)算承載力。

圖10.7樁基的導(dǎo)納反應(yīng)曲線

A.速度導(dǎo)納

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式中:F(f)為激振力;V(f)為利用檢波器在樁頂上可接收到其振動(dòng)信號。

B.樁身砼的波速vc

由波動(dòng)理論可知:

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式中:Δf是導(dǎo)納曲線上兩諧振峰之間的頻率差;L為樁長。

應(yīng)用時(shí)根據(jù)已知樁長L和測得的Δf計(jì)算vc，正常砼的波速vc=3300～4500m/s，若vc小于此范圍，說明砼的質(zhì)量較差。另外，也可利用Δf和正常vc值反算樁長Lm，質(zhì)量好的樁L=Lm，若LmL則反映了在深度處有質(zhì)量問題。

C.特征導(dǎo)納

所謂特征導(dǎo)納是指導(dǎo)納頻譜曲線上振幅的幾何平均值，利用實(shí)測的特征導(dǎo)納與理論計(jì)算的特征導(dǎo)納作比較，可判別樁基的質(zhì)量。如果實(shí)測值接近理論計(jì)算值說明樁基的質(zhì)量及完整性較好。理論計(jì)算的特征導(dǎo)納N和實(shí)測特征導(dǎo)納Nm為

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式中:ρc是樁基質(zhì)量密度;Ac為樁的截面積;ρmax和Qmin是速度導(dǎo)納的最大值與最小值。

若Nm≈N為正常樁，若NmN，說明ρc或vc變小(存在局部混凝土松散)或Ac變小(局部有縮徑)。若Nm隨頻率增高而變小，表示樁徑上大下小，也為縮徑樁。若NmN，一般為擴(kuò)徑樁。

D.動(dòng)抗壓剛度

當(dāng)樁在低頻(低于樁的固有頻率)激振時(shí)，位移較小，樁的振動(dòng)可視為剛體運(yùn)動(dòng)或平動(dòng)，此時(shí)導(dǎo)納曲線接近于直線，其斜率的倒數(shù)為樁的動(dòng)抗壓剛度，即

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式中:|U/F|和fm為導(dǎo)納曲線的低頻直線段上任一點(diǎn)M的導(dǎo)納值和頻率。

動(dòng)抗壓剛度的意義及用處可歸納為:KD反映樁周土對樁柱的彈簧支承剛度，KD值的大小與樁的承載力有一定聯(lián)系;KD值與靜剛度KS建立統(tǒng)計(jì)關(guān)系，可以評價(jià)單樁承載力，并可估計(jì)在工作荷載下樁的彈性位移。

在實(shí)際工作中，通常不易獲得理想的曲線，在測得的諧振峰中常摻雜一些假峰，為區(qū)別真假峰，尚須測定隨頻率變化的速度導(dǎo)納相位變化曲線，即導(dǎo)納譜相頻曲線。相頻曲線上的零相位點(diǎn)所對應(yīng)的導(dǎo)納譜幅頻曲線上的波峰，即為有效的諧振峰。

(2)檢測系統(tǒng)

樁的穩(wěn)態(tài)激振測試系統(tǒng)中超低頻信號發(fā)生器輸出頻率5～1500Hz的自動(dòng)掃描正弦信號給功率放大器，由它推動(dòng)樁頂中心的電磁激振器向樁施加幅值不變的動(dòng)態(tài)激振力，即激振力在激振頻率變化時(shí)，保持恒定，使樁產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)振動(dòng)。

(3)模擬分析

為檢查機(jī)械阻抗法無損檢驗(yàn)樁基質(zhì)量的準(zhǔn)確性，專門在某地***了三根直徑1.8m、長約20m的原狀工程試樁。施工時(shí)預(yù)先在試樁內(nèi)設(shè)置了各種缺陷，以供試驗(yàn)測試后進(jìn)行對比。

測試的各種導(dǎo)納曲線如圖10.8(a)，(b)，(c)所示。3#樁的導(dǎo)納曲線接近調(diào)制波形，幅度較大的調(diào)制波表示距樁頂8m處有反射，由于波動(dòng)尚能傳到樁底，調(diào)制波的“載頻”是樁底反射，幾個(gè)波峰間的Δf基本一致，由此可計(jì)算出波速v0=3909m/s。由于3#樁Kd值大于預(yù)期值，而Nm小于理論值，可以判定距樁頂8m處有斷面擴(kuò)大現(xiàn)象。

1#樁和2#樁由于其Lm較***長度短，Kd值小于預(yù)期位，Nm大于預(yù)期值，是明顯的缺陷樁。其中2#樁無缺陷以下的反射，計(jì)算認(rèn)為在6.11m處全斷裂，1#樁有缺陷以下的較小反射，計(jì)算認(rèn)為在距樁頂3.75m處有離析，9.5m處有全斷裂。

圖10.8工程試樁及導(dǎo)納反應(yīng)曲線

牙齒做樁是什么

給牙齒打樁是指在牙齒缺損較大，或因?yàn)橥鈧仍蛑皇Ｏ卵栏鶗r(shí)，因剩下的牙齒過短或力量過于薄弱，不能用修復(fù)體（主要指烤瓷牙）直接修復(fù)，需要給牙根里打樁，加固并延長折斷的牙齒，以使假牙能獲得足夠的力量固定。其過程是：在徹底做過根管治療的牙根里面打個(gè)樁，再用樹脂或金屬恢復(fù)牙冠部分。樁冠是修復(fù)牙齒缺損的最后一個(gè)選擇，如果牙齒缺損過大，不能做樁的話，那就只好拔除了。

牙樁是什么東西，冠又是什么

樁釘是一種粘固于根管內(nèi)，用于增加牙冠固位力錐狀物，有很多種類型。其中，大部分是由金屬***而成的。樁是根管治療以后為了增加牙齒固位按在根管內(nèi)的一個(gè)釘子，一般直徑是牙根的三分之一，長度是牙根的三分之二。

牙冠則就是口腔內(nèi)我們?nèi)庋劭梢姷哪遣糠盅荔w組織。另外，那白色的并不是液體，而是用粉劑和液劑調(diào)拌而成的粘接劑，用于粘固牙冠。

牙樁是什么東西，冠又是什么？？？？

樁釘是一種粘固于根管內(nèi)，用于增加牙冠固位力錐狀物，有很多種類型。其中，大部分是由金屬***而成的。

牙冠則就是口腔內(nèi)我們?nèi)庋劭梢姷哪遣糠盅荔w組織。

另外，那白色的并不是液體，而是用粉劑和液劑調(diào)拌而成的粘接劑，用于粘固牙冠。

假牙能用多久沒人敢給你保證，用的好有些人能用個(gè)十幾二十年，用不好甚至幾天就壞了。總之，廠家是給保修兩年，兩年內(nèi)如果是由于質(zhì)量問題出現(xiàn)的損壞，由廠家負(fù)責(zé)修復(fù)或重做。

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