Q)第f】3卷第2期1996兰6月}一钢．受，矽．7长江科学院院报JournalyangtzeRiverScientificResearch用PDA高应变动力试桩法检测钢桩唐真荣(中国一冶工程质量检测中心武汉430080)Vo1．13No．2Jun19961＼)6-土{’摘要结合工程实例，介绍了高应变动力试桩法在钢桩检测中的应用在重锤锤击下，PDA得到一实测力信号和一实测速度信号，分析这些信号，可以得到桩承载力、桩身完整性和桩长、桩侧摩阻力分布和桩身应力通过30多组动静对比试验资料分析．证明这种技术是可靠的。关键词动力试桩法应变应力钢桩承载力静载荷试验U日U吕武汉市某码头采用钢管桩基础，设计桩长44m，桩外径800ram，壁厚16ram。整个场地地质情况大致如下：标高一14～一15m为淤泥；一15～～18．5m为淤泥质粘土；一18．5～～24m为粘土；～24265m为粉质粘土；一26．5～～43m为砂层；～43～～44m为砾岩层为保证工程质量和验证设计数据，甲方和设计单位决定对桩进行PDA高应变动力试桩法检测(现场环境、费用，时间等因素限制了静载法的采用)。PDA法所提供的结果作为施工和设计依据。钢管桩承载力控制原则是控制贯入度，而不同的地质条件其承载力和贯入度存在着不同的规律性，在沉桩过程中进行测试可以得到相应贯入度的承载力。因此这次试验采取了随打随测的方法，以便及时了解桩承载力、桩身完整性等情况。1测试原理简介PDA动力试桩是利用一维波动方程，假设桩为一根均匀的弹性杆件，在瞬间锤击力作用下，产生一应力波以c速度在桩身内部传播。由一维波动方程解U(y，f)一f(y—ct)+g(y+ct)看出，该解有两部分组成，分别代表两个行波，其传播速度均为c，而传播方向相反，在竖向的桩身中，通常称为下行波和上行波。钢的纵波波速为5120m／s。收稿日期：1995o828在应力波作用下桩身内力F和运动速度V的关系可用下面各式表示¨1=：对于下行波F—zV(1)对于上行波F=一ZV(2)Z—EA／C—MC／L(3)式中：Z为桩身截面力学阻抗；E为弹性模量；A为桩截面积；M为桩的总质量；L为桩长。应力波在传播过程中对实测波形的影响表现为下行渡将使实测力曲线和速度曲线同步变化上行波将使实测力和速度曲线分离，上行压力波使力曲线上移，速度曲线下移；上行拉仲波使力啦线下降，速度曲线上移。土阻力波对应力波的传播也将产生影响，桩顶受外力作用将产生向下的质点运动即压缩变形，形成压缩应力波沿桩身传播，从而激发桩周土阻力。当外力足够大时，将激发桩周全部土阻力，任一点土阻力将产生土阻力波。土阻力波包括向上传播的压缩波和向下传播的拉力波，两者大小相等，方向相反，各为R／2。上行土阻力波使测试曲线上下偏离，下行土阻力波使锤击压缩波碱弱。一般情况土阻力对波的影响要小于阻抗变化对波的影响，而且土阻力影响是沿桩身连续作用的，波形变化较缓慢，幅值较小。阻抗变化引起的反荆是突变的，幅值变化较大。应力波在桩身阻抗变化处将产生反射和透射。当桩截面发生变化时，由阻抗Z变为阻抗Z，分别用脚标i和r代表入射和反射，令p=z／z，称卢为桩身完整性系数。我们可以得到反射波和入射波的关系。维普资讯http://www.cqvip.com长江科学院院报ZZ1一2+】卢+(4)V一}丁．(5)1T由此可见，下行压力渡在阻抗变小处(桩身缩径、离析等缺陷)将产生向上的反射拉伸渡；在阻抗变大处(桩身扩径等)将产生反射压力波。我们可以通过反射波情况来判断桩身质量和计算变截面的位置。阻抗和土阻力对应力波影响见图1。Z入围1土阻力和阻抗变化对应力波的影响2PDA测桩成果21桩身完整性和桩长检测桩底是典型的阻抗变小截面，应力渡传播到此会产生较强烈的反射拉力波。我们可以根据反射波双倍行程的时间来计算桩长。，J一号c丁(6)从PDA实测曲线上看(见图2)，速度曲线上只存在一个尖锐的同相反射波，而在此之前并无反射渡存在，根据综合分析判断此反射为桩底反射，桩身无缺陷存在。从测试曲线上读出为17．2ms，根据(6)式计算出桩长为44m对桩长进行检测可以预防施工单位虚报桩长。22通过测试曲线评估桩侧土阻力分布从测试曲线(图2)上看，实测力曲线和速度曲线在初始一段时间一直没有分离开，表明这一段不存在土阻力(这一段桩在江水中)，长度大约为14m左右，此后力曲线和速度曲...
