桩头对钢筋混凝土桩检测结果的影响

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【摘 要】 本文谈了在桩基检测中桩头与桩身结合处对高应变法和低应变法检测信号的影响。

【关键词】 桩头 承载力 高应变 低应变

【中图分类号】 TU528.571 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2012）02-019-01

1 引言

桩基在各种建筑基础中已得到广泛应用，它是一种隐蔽工程，施工的质量需要检测，在现行的《建筑基桩检测技术规范》ＪＧＪ１０６－２００３中，单桩竖向抗压静载试验和高应变检测，都规定了要对试桩桩头进行加固处理。附录Ｂ中详细地规定了桩头处理方法，但是，在实际的桩基检测中，如果桩头处理不当、检测顺序不妥，桩头对高应变和低应变检测有很大影响。本文根据工作经历，谈一些自己粗浅的体会。

２ 高应变和低应变检测方法原理

2.1 低应变检测桩的原理。低应变法主要功能是检测桩身结构完整性，如桩身缺陷位置判断、施工桩长校核、用手锤或力棒敲击桩顶，由此产生的应力波沿桩身以波速Ｃ向下传播，应力波通过波阻抗（Ｚ＝ρｃａ）变化界面时（强度变化、夹泥、蜂窝等），一部分应力波产生反射向上传播，另一部分应力波产生透射向下传播至桩底，在桩底又产生反射，由安装在桩顶的加速度或速度传感器接收反射信号，得到速度时程曲线，从曲线的形态特征判断阻抗变化位置或校核桩长。图１表示波在两个阻抗变化截面自由杆（桩）中的特征线传播图示

2.2 高应变检测桩的基本原理。当桩顶锤击能量能使桩、土之间产生一定的塑性位移或者桩身应变不低于静载荷试验试桩应变的时候，距桩顶一定距离桩身两侧对称安装力和速度传感器，测量力和桩土系统的响应信号，从而计算分析桩身结构完整性和单桩竖向承载力。

2.2.1 在锤击力的作用下，桩身运动将激发土阻力而使桩身收到外加的阻力作用。

2.2.2 土阻力的信号将被检测截面的传感器直接接收到，使得实测曲线中包括了试验时实际激发的土阻力信息。

2.2.3 作用于深度Ｘ处的土阻力所产生的上行波将在２Ｘ／ｃ时到达检测截面，因此，在实测曲线上沿着时间轴将可以在２Ｌ／ｃ之前看到分层累加的土阻力信号。

2.2.4 土阻力的作用将首先表现为实测力曲线的上升和实测速度曲线的下降，两者的分离度将正好等于所受的土阻力。

图２是深度ｘ处的土阻力Ｒ在冲击过程中对桩顶的力和速度的影响，下行的入射波在ｘ界面处分别产生幅值各为Ｒ／２的向上反射压力波和向下传播的拉立波，它将使桩顶力曲线上升Ｒ／２，同时使速度曲线下降Ｒ／２Ｚ，力曲线与速度曲线的差值代表了应力波从桩顶下行过程中所受到的所有土阻力之和。

３ 桩头与桩身结合处在实测曲线上的表现

高应变和低应变检测桩的基础是一维波动方程，它是把桩假定为一个线性的、时不变的一维杆件，桩头与桩身结合处由于波阻抗变化（桩头比桩身强度高、处理时结合不好等），波在此处将产生变化，图３是安阳某工地同一根桩测得的低应变信号。

没有桩头时测得的低应变信号

由于桩头与桩身的阻抗变化，测得的低应变信号在此处产生了一个反射波，后面的时程曲线受到了干扰，使得桩底反射信号不明显，这样就可能误判为Ⅲ、Ⅳ类桩，

图４是灵宝某工地的两根桩测得的高应变信号，其中一根桩桩头做的比桩身大，且加了钢筋网片，提高了砼标号，另一根桩头与桩身直径、砼标号相等，没加钢筋网片。

桩头提高砼标号、加钢筋网片测得的高应变信号

由于桩头与桩身结合处的阻抗变化，使得在第一个峰值以后力曲线下降，速度曲线上升超过了力曲线峰值，因为它们的差值代表了土阻力（承载力），这样就影响了分析模拟计算承载力。

４ 结语

4.1 在高应变法和静载试验检测承载力时，由于应力集中于桩顶，所以，《建筑基桩检测技术规范》ＪＧＪ１０６－２００３中规定要做桩头，在进行桩身质量检测时，①应在没做桩头前进行检测；②承载力检测后破掉桩头再进行检测。

4.2 高应变承载力检测时，桩头最好用钢板加固，不增加砼标号，不加钢筋网片，这样，引起的波阻抗变化相对较小，不增加桩帽重量，传感器安装应远离桩头与桩身结合处，以减少对实测的信号的干扰，有利于对实测信号的判断分析。