地基桩基检测范文
时间：2023-04-11 21:06:51
导语：如何才能写好一篇地基桩基检测，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词 桩基；检测；质量
中图分类号TU5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）87-0145-02
通过对大量桩基检测工程进行调查研究发现，检测中存在的问题主要体现在以下几个方面上：其一，有些检测单位的检测人员专业水平偏低，从而导致检测工作不到位，常常会留下一些质量隐患；其二，检测仪器和设备陈旧，无法满足桩基检测相关规范和标准的要求，如有些检测单位在进行低应变完整性检测时采用速度计，这在一定程度上影响了检测波形的质量。此外，有些检测仪器上没有准用标签，并且仪器周期检定的执行情况也不到位；其三，检测报告方面的问题也非常明显，如有些单位采用非规范规定的检测方法出具报告、检测报告无编号、符号格式不规范、报告结论的随意性较大等等；其四，规范之间的协调问题。目前，虽然我国桩基检测技术标准已基本完善，但是各标准和规范之间严重缺乏协调性和衔接性，并且适用范围也不明确，还存在重复、矛盾和遗漏等问题，这为实际工程应用标准和规范带来了一定的困扰；其五，由于我国对检测市场缺乏规范，致使常常会出现片面压价的情况，有些检测单位在承接工程后，为了获取更大的经济效益，在检测过程中偷工减料，更有一些单位将自己的资质出卖给其他不具备检测能力的单位从中获利，这都严重影响了检测质量。综上所述，为了有效提高桩基检测工程的整体质量，必须针对当前存在的问题，采取切实可行的措施加以解决。
2 提高岩土地基桩基检测质量的有效途径
想要进一步确保桩基检测的整体质量，应当从技术和管理两方面着手，下面就此展开详细论述。
2.1检测技术方面的提高措施
1）桩基检测应以JGJ106-2003作为主要依据。我国现行的JGJ106-2003规范整合了设计规范、验收规范以及各类检测标准中的有关内容，并对检测数量、复检规则、评价依据等进行了统一，同时还明确给出了各类检测方法之间的关系及其具体适用范围，这使得桩基检测技术更加规范化和标准化。为此，各单位在进行桩基检测的过程中，必须以该规范作为依据；
2）桩基承载力检测应严格按照JGJ106-2003中的有关规定进行。桩基承载力设计等级为下列情况时，承载力验收应采用静荷载试验，具体包括复杂地质条件、成桩可靠性低、新桩型新工艺、产生挤土效应等。由于大直径灌注桩会受到设备以及现场条件等方面的限制，因而很难实现静载荷试验，针对这一情况可以采取钻芯取样法对桩底沉渣的厚度进行测定，并通过钻取桩端持力层的岩土芯样来检验桩端持力层。此外，大直径预制桩、摩擦桩和嵌岩桩，可以采用高应变法对桩基的竖向承载力进行检测，需要特别注意的是，采用该方法对灌注桩进行检测时，必须有较为可靠的对比验证资料，而扩底桩的检测不得采用该方法；
3）采用桩端持力层岩性报告代替静载荷试验必须具备严格的条件。目前，有些施工单位在进行人工挖孔嵌岩桩施工时，为了降低工程造价和赶工期，常常将桩端持力层中的岩芯加工成试块，并以此为试验对象进行强度测试，将静载荷试验省去。这种做法的可行性与否是一个值得商榷的问题。现行的JGJ06-2003中并没有这种提法，GB50202-2002中也没有明确规定，所以这种做法必须谨慎采用或是不用，并在实际操作中，以JGJ106-2003中的相关规定为准；
4）大直径嵌岩桩的检测。按照JGJ106-2003和GB50007-2002中的有关规定，对端承型大直径嵌岩桩的检测方法有以下两种：其一，钻芯法检测。采用该方法时，钻芯取样的桩基数量应不少于总桩基的10%且最低不得少于10根。钻芯过程中应当钻取桩端持力层岩土芯样，并且应对沉渣厚度进行检测。同时，一般工程还应另外抽取10%的桩，用小应变法对桩基的完整性进行检测，若是重要工程则应当抽取20%的桩进行检测，并确保每一柱下的检测根数不少于1根；其二，声波透射法。该方法主要是对桩基的完整性进行检测，实际过程中抽取数量不得少于10%。
2.2管理措施
1）各级地方政府及建设行政主管部门应当进一步加强对桩基检测的质量监督，尤其是应当加强对各单位强制性标准执行情况的检查。同时，应当严格执行国家以及各省的相关规定，所有桩基工程在检测过程中必须严格执行国家现行的规范标准，否则一律不予验收。此外，对于未经验收或是验收不合格的桩基工程，严禁进行上部结构施工；
2）有关部门应加大对桩基检测市场的管理和规范力度，加快推行桩基检测合同审查备案制度和季度报告制。为了进一步规范桩基检测市场，应在有切实证据的基础上吊销一部分严重扰乱市场秩序的检测单位，并对采用不正当手段进行竞争的单位和个人进行严惩。同时，建议物价局应对当前桩基检测的收费标准进行适当调整，借此来使各个检测单位的责任与利益相一致，这有助于促进检测质量的提升。此外，应打破垄断经营，构建起一个公正、公平、开放的检测市场，这有利于确保桩基检测行业健康、稳定、持续发展；
3）提高检测从业人员的职业素质和技术水平。应适当加大对桩基检测人员的培训力度，使他们了解并掌握现行的法律、法规和规范标准，并通过强化教育，提高他们的质量和责任意识，把好检测质量关，这对于提高桩基检测质量意义重大。
参考文献
[1]刘益民，王学松.建筑桩基检测作业中的危险、有害因素及其对策与措施[J].安徽地质，2010（2）.
[2]李大展，邹庆祥，陈钟.关于桩与地基静载试验几种方法的比较[J].工程质量，2008（3）.
篇2
[关键词]地基检测技术 现状 发展
中图分类号：V448.25+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0036-01
引言
最近几十年来，我国开始致力于地基检测技术的研究，通过实际动手实践，积累了大量的操作经验。但是，我国关于此方面技术的研究还远远不够，无法达到生产生活的需要，这不仅反映在地基处理与地基检测的不协调上，还反映在其发展的落后性上。究其根源，很大程度是因为地方对此项技术的重视程度还不够。根据数据采样，可以得出结论，大多数土建事故时有地基问题所引起的。
鉴于此上情况，相关工作人员应该对现有的地基检测技术进行翻新，不断地与先进科技进行融合，使检测方法具有科学性，先进性，标准型等特性。只有这样，地基检测方法才能真正的为土建工程服务，达到它本该达到的效果。
现在目前所使用的检测方法，大部分是比较传统的检测方法，虽然它有着一定规范，但却无法满足日益翻新的地基工程技术，所以，相关工作人员应该结合一些先进的科技，提出新的能够适应时展的地基检测技术。
一、现有的地基检测方法以及存在的某些问题
工程物探、原位测试、室内土工等都被包括在地基检测范围之内。其中十字板剪切、室内土工、动探、静力触探、旁压试验等等，不仅是岩土工程最重要的组成部分，也是最常见的勘测手段。
（一）静力触探
在地基检测方法之中，静力触探可以算得上是一种比较广泛而常见的测试技术。这个方法被创造于上个世纪初，发展至如今，一共有三个阶段。如今这三个阶段发展状况各不相同，单桥发展良好，受到广泛使用，双桥渐渐走进人们视野，逐步被人们所接收，而孔压则是发展最为缓慢的。它们主要被用来进行划分土类，确定土的物理指标等等，近些年来，也常常被用来加强地基检测。
静力触探在地基检测板块发展时间较长，技术也比较成熟，但也并非毫无缺陷。包括有限元法、孔穴扩张法、应变路径法等理论虽然已经十分成熟但里面依旧存在着一些假设性设定。然而，这些假设性设定碰上地基的复杂与不确定性体质，就给触探探究以及地基检测带来了很多无法轻易解决的困难。比如砂土，因为不同类型之间密度其有很大差异，所以并不能用统一的模式去对它进行参考描述。
有时相关工作人员在下钻去，因为探杆不容易控制，测量成果可能无法十分精确，会有人为差异，所以，某些程序并不能用该种方法进行操作。这就进一步说明了，静力触探在实际使用中还存在一些局限性。最后，不同地方的工作人员在对触探结果进行处理的时候，使用的方式，公式也不尽相同，这就要求处理人员必须有着非常丰富的实践经验。
另外，因为静力触探样本有限，对同一块地的接触也就有限，所以在实际研究中，此种方法只能够对场地的地基情况进行大概的反映，而不能细化反映。
（二）动力触探法
动力触探法是一种具有悠长历史的地基检测方法，它通过对地面进行敲击来进行土地原位测试，拥有直观、快速、实用性广、经济、常见等特性，是一种比较全能的检测方法。
动力触探法主要被用于划分土层、确定液化密度、区分土地类别等等。这种方法虽然用法简单直观，但是结论通常是根据相关公式直接计算出来的，无论是可靠度、精确度都有着很大的探讨空间。并且在实际测试的时候，影响因素较多，无法做到精密准确。另外，此种方法的数据统计通常是根据简单估算配合公式计算得出的，这种方法其实比较草率，会造成结果数据粗糙、不精确、离散性大。对于场地，此种方法无法均匀得对场地进行反映，具有很大的浮动性，会造成工作人员评价的不客观和不稳定。
在实际应用之中，如果测试土地有着较多的粘土层以及砾石层，可以对动力触探法进行优先考虑。不仅如此，还可以将静力触探和动力触探相结合，对地基进行客观评价。
（三）平板载荷
平板载荷是一种模拟性的地基测试方式，它主要是通过向检测地基施加荷载来进行的。这种方法最初出现于上个世纪初，通常我们在进行大型工程地基检测时，必须要使用此种方法。这种方法主要被用于评价湿性地基、确定地基沉降等。
相关学者通过分析之后得出结论，荷载板大约有板宽两倍左右的影响，且对于大型工程建筑，它的影响会比一般建筑更大。由此我们可以得出结论，尺寸效应会对载荷试验产生影响，使受力具有不确定性，甚至可能引发安全隐患。且通过大量的实际操作，我们可以得知，载荷试验与实际构筑有着非常大的差别，载荷试验更容易对水泥土进行错误评估最终造成工程事故，近些年来，以载荷试验作为评价标准的工作大部分都因为事故而停止使用。因此，我们应该吸取教训，正视此种方法存在的问题，并且想办法将其解决，使它能够更好的为地基检测工作做贡献。
（四）地基检测的其他检测方法
目前社会上的地基检测，不仅仅有上面提到的三种方法，还有其他的方法，比如旁压测试、野外十字板剪切等等，这些方法虽然有着各自的优点，但不可避免的都存在着或多或少的问题，无法做到相对完善的地基检测。
二、地基检测方法的发展情况
但值得庆幸的时，随着社会经济与科技的不断发展，人民对于地基检测也是越来越重视。相关工作人员开始将各个领域加以结合，寻求新的突破点，而原有监测方法的缺点也促使着检测方式的不断更新，社会开始出现了一批新兴的检测方法。
（一）瑞利波法
在上个世纪五十年代，土建工程相关的工作人员开始对瑞利波法进行研究，希望能将其运用到地基检测中去，而我国，也紧随其后才是对此种技术进行研究。在进行了长时间的研究之后，此种技术开始逐步被运用到地基检测中。
该种方法是利用瑞雷波的传递而进行工作的，不同的频率，不同的介质，瑞雷波的传递速度都有所不同。
和现在社会上所使用的检测方法相比，瑞利波不但具有经济、简便、可大范围操作、快速、操作容易上手等特性，还能够对地基的一些特性进行反应，这就在一定程度上将离散性大的传统方法缺点进行了克服。当此种方法尚未被完全开发出来，还需要对它进行全方面的检测和试验，因此，我们还不能确定其实际功能的大小。为此，许多学者都在对它进行严谨的探讨，希望能够尽快将它投入使用。
（二）探地雷达法
这种方法是于上个世纪八十年代被提出来的，其主要原理是对高频脉冲进行电磁波的检测。相比于瑞利波法来说，这种方法发展速度更快，已经开始被运用到实际的地基检测中去了。
这种方法具有准确、快速、经济等特性，能够较好的对地基进行评估。但此种方法并未完全在社会上普及，因此，相关工作人员进行对此进行全面推广，让它能够被广泛利用。
（三）其他测试方法
在地基检测方法的发展之中，还有些其他不同的方法，比如说小应变测等等，它们在原有检测方法的基础上进行了积极创新，对原有的技术漏洞进行了克服，更为基地检测提供了新的思路。而我们应该知道的是，不同地基地有着不同的特性，我们需要对这些特性进行认识，然后采取适合此特性的不同检测方式。这就需要我们对地基检测方式进行不断地更新，利用不断发展地科技将其包装起来，克服原本存在的问题，达到不同的检测目的与要求，最终得出最正确，最精准的答案，使得土建工程能够顺利安全的施工。
参考文献
[1] 龙举.山区回填土地基质量检测技术研究[J].低温建筑技术，2012，34（9）：101-103.
[2] 李军民.地基加固效果评价中面波检测技术的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（8）.
[3] 任泽龙.谈强夯处理地基的检测技术[J].山西建筑，2013，39（21）：85-87.
篇3
【关键词】低应变反射波法；桩基检测；重要手段
桥梁、楼宇、水坝等大型建筑都需要有坚固的地基去承受巨大的压力，桩基的检测自然而然成了衡量建筑牢固性能的必要条件。针对桩基容易出现的扩径、缩颈、离析等缺陷，低应变反射波法能够有效检测出此类问题。1992年，我国成立了首家专门从事高低应变桩基动测仪研制及方法研究的专业化公司-武汉岩海工程技术开发公司，该公司开发的RS系列桩检测设备及CCWAPC波动方程拟合法分析软件已达到国际同类产品的先进水平，经过不断的发展完善，其现场检测波形分析桩身完整性判断等各方面都比较成熟[1]。
一、定义及原理
（一）低应变反射波法的定义
低应变反射波法又称时域法，即在时间域上研究分析桩的振动曲线，通常是通过对桩的瞬态激振后，研究桩顶速度随时间的变化曲线，从而判断桩的质量[2]。
（二）低应变反射波法的基本原理
低应变测桩技术最早起源于应力波理论以一维弹性杆平面应力波的波动理论为基础。其中的反射波法的最主要功能是检测混凝土强度等级定性估计、桩身缺陷位置判断等桩身结构的完整性[3]。
桩基的混凝土材质的坚固强度比周围的地质强度要大的多，可以把桩身看做一个一维弹性杆，当桩身受到来自顶部的冲击力时，由于周围土质强度小，其端面上就会发生振动，冲击力产生的能量会以波的形式沿着桩身传播，一部分反射波向上传播到达桩顶，另一部分透射波向下传播到达桩底，反射波的幅度和相位是由桩身的波阻抗来决定的，桩顶的传感器接收到波信号并上传服务器，通过分析采集来的数据，我们可以知道桩身有无缺陷和缺陷程度，计算公式：
Z=ρCA
Z：桩身的波阻抗；ρ：混凝土的密度；C：波在桩身的传播速度；A：桩身的截面积。
由此我们可以看出，桩身的波阻抗和混凝土的密度、桩身的截面积有关。
假如我们通过仪器检测此桩身，发现存在一个变化界面，分别得出变化界面的顶部和底部的波阻抗，通过对两个波阻抗的比较，得出桩基缺陷类型。当波阻抗相等时，不存在缺陷。
我们还可以计算缺陷的位置L，假设t是传感器接收到反射波的时刻与重锤敲击桩身时刻的差值，那么我们可以用以下公式计算：
L= t × C /2
二、低应变反射波法在实例中的应用和注意事项
（一）实例应用
1.实例检测
我们通过一个例子来说明：检测一座32层高层楼宇的一个桩基，首先根据经验分析此桩基可能存在离析。然后用重锤敲击桩身，测得数值显示，在桩身1.23m处有同相反射波，在2.46m再次出现同相反射波。由此初步判断此桩基存在离析缺陷。最后应该人工挖开桩基验证检测结果的正确性，并进行修复。
2.常见缺陷桩
施工中工艺和材料因素都有可能影响桩基的性能，改变桩基的承载能力。桩基的缺陷主要表现为扩径、缩径、离析、断裂、空洞和夹泥，也不排除有的缺陷是其中两种或者多种的组合。
3.数据分析
分析采用低应变反应法测得的数据通常采用三种方法：滤波技术、曲线放大法、缺陷处信号重复反射分析。滤波技术是我们在施工中用到的最常见的方法，它对于较小的、不严重的缺陷桩分析准确，对于大缺陷桩不适用。对于曲线放大，有两种方法可以放大，一是线性放大，它主要针对浅层小信号的放大，可以使信号量化；二是指数放大，它有时会使曲线畸变，但是它能反应缺陷程度。如果缺陷位置超过一半桩长，则对此应该仔细区分，否则会误判。
（二）注意事项
1.桩头的处理
检测有效的前提是桩头必须处理的干净、平整，没有凸起和凹陷。以往的经验表明，桩头与混凝土之间接触不紧密，原来沿着桩身传递的应力波不会沿着原来的轨道继续传递，应力波传播方向改变就会影响反射波的方向，从而造成得到的波形不正确，造成结果误判。
2.激振锤的选择和锤击位置
（1）激振锤的选择
激振能量的大小和力锤的外形、重量、锤击力度等多个因素有关。当锤击作用时间短时，脉冲宽度窄，所含的高频成分多，检测短桩和浅层缺陷比较可靠。当锤击时间长时，脉冲宽度宽，所含低频成分多，检测长桩和深层缺陷比较可靠。所以，针对不同的实际情况，应该选择不同的激振锤。
当用不同的力锤去敲击同一个桩基时，测得的数据是不一样的。当我们监测特别大的桩身时，假如选用小的激振锤，那产生的应力波就会很小，不足以使桩身感受到足够的冲击力，我们的传感器感受到的振荡很小或者根本检测不到波的传递，此时就会造成结果的不准确。
所以检测大型桩基时应该用重量大，产生波形比较宽的大铁球。当然，如果检测比较浅层的缺陷，我们可以选用频率高，重量小的小力锤，检测起来比较容易，检测的结果精确。
（2）锤击位置选择
理论上，锤击位置对于检测过程也是有影响的，因为锤击位置不同，也就改变了传感器感应到波形的强度，所得波形不一样。但是经过我们大量实验证明，锤击位置对波形的收集影响不大，但在实际检测中应尽量符合规范要求选在桩的中心位置。桩顶面应密实、平整、自由[3]。
3.传感器的选择和安装
传感器作为检测波形的重要部件，它的类型以及安装方法将直接影响检测结果。
（1）传感器的选择
相比于速度传感器，加速度传感器的低频特性好，对浅层缺陷的反应灵敏，容易检测出明显的无振荡曲线。所以，加速度传感器以其较高的灵敏度深受检测人员的喜爱，所以人们通常用加速度传感器进行低应变发射波检测桩基缺陷。
（2）传感器的安装
理论上，尽量选择重量较小的传感器，并且传感器安装位置距离桩面尽量近，这样传递性良好，可以采集到完整精确的波形。另外，传感器的安装位置也很重要，研究表明，传感器安装在1/2R-2/3R范围内，传感器工作良好，波形传递完整，缺陷位置能很好地反应出来，不在这个范围则桩底反射不明显，缺陷位置表达的不清晰。
小直径的桩身只选择一个测试点安装传感器即可，对于大的桩身或者有严重缺陷的桩身，必须选择多个测试点安装传感器，以便获得可靠信号，避免其它信号的干扰。
传感器的耦合剂通常根据具体情况而定。牙膏用来粘合比较轻的传感器，干净又环保；而价格较低的黄油到了夏天不宜用来耦合；粘性很强的口香糖也是可以用来粘合的。此外，多涂些粘合剂在传感器和安装面上，可以使安装更加牢固，检测结果更加精确。
结语：
综上所述，桩基的检测在工程检测中的重要性不言而喻，而低应变反射波法就是桩基检测的不二法宝。应用低变反射波法能够准确找出缺陷桩的缺陷类型和缺陷位置，在桩身缺陷检测中具有简单、方便、高效的特点，而且不会对桩身造成损坏，为保证工程质量做出了巨大的贡献。此外，运用此方法还要注意一些细节，提前把桩身面收拾干净，选好传感器和激振锤，做好准备不仅能使测量结果更加准确，还能节省检测的时间。
参考文献：
[1]高红伟，姚 勇，陈代果，童 庞，邓勇军. 低应变反射波法在桩基检测中的应用[J].西南科技大学学报，2013，3：41.
[2]黄晏辉，王诗东. 低应变反射波法在桩基检测中的应用[J].中国西部科技，2015，310：57.
篇4
关键词:桩基;反射波法;波阻抗
Abstract: with the pile structure is more and more widely used in foundation reinforcement, how to detect the quality of pile become pile foundation construction quality control of the key. In this low strain reflection wave method to detect the integrity of the principle, defect pile type and the location of the judgement basis, detection based on the influence factors, to suit the f guest DK365 + 676.48 ~ only DK365 + 739.50 section C20 cast-in-place pile foundation reinforcement for subgrade engineering background, the RSM-PRT low strain meter and the assorted time-domain analysis software, and with geological, construction to record information on pile measured wave back analysis, the analysis results of 3-2 pile in 3.30 m existing in segregation or clip mud. Research shows that low strain reflection method can accurately reflect the defects of the pile position and degree, for pile foundation construction quality control provides a guidance basis.
Keywords: pile foundation; The reflected wave method; Wave impedance
中图分类号：TU4文献标识码：A 文章编号：
近年来，随着工程建设的快速发展，桩基础作为一种有效、安全、可靠的基础形式在地基处理中得到了广泛的应用。但是，桩基础属地下隐蔽工程，所以施工过程中难免会出现缩颈、扩颈、断裂、夹泥、离析等缺陷这些缺陷都不同程度的影响了桩基质量，进而影响到工程结构物的安全。因此，如何准确的检测出桩基存在的缺陷成为桩基础施工质量控制的关键。桩身完整性检测常用方法包括有:静载试验法、高应变法、声波透射法、钻芯法等，而低应变反射波法以其便捷经济、检测速度快、无损、对现场需求小等优点，已成为国内外桩基检测中应用最广泛、最成熟的一项检测技术，研究表明，该检测方法能便捷有效地检测桩的完整性及成桩质量。
1检测原理
低应变反射波法以一维波动方程为理论基础，把桩简化为一维弹性均质直杆、纵向振动模型，通过桩顶瞬态激振，给予桩身纵向应力波，应力波在沿桩身向下传播过程中，当遇到桩身混凝土波阻抗发生变化时，如桩身几何尺寸(缩、扩颈)、截面材料物理性质变化(离析、夹泥)等，纵向应力波在其界面就会产生入射、反射及透射。因此，根据入射、反射及透射波的波形、相位、振幅、频率及波的到达时间等特征即可判定桩身混凝土的完整性、缺陷程度及位置范围。
2成桩完整性判定
2.1判定依据
根据应力波在杆纵向传播遇波阻抗发生变化时，在其界面将发生入射、反射和透射，其波速与波阻抗之间存在下列关系:
Vr=－FVi
{(1)
Vt=ΨTVi
式中，Ψ=(ρc1Vc1 A1)/(ρc2Vc2 A2)，为2种介质的波阻抗比;F=1－Ψ1+Ψ，反射系数;T=21+Ψ，透射系数;Vc、ρ、A为2种不同波阻抗发生变化处质点运动速度、密度和截面面积;Vi、Vr、Vt分别为入射、反射和透射波波速。
2.2缺陷类型
由式(1)可知，Ψ、T恒为正，即透射波和入射波方向始终一致。下面通过讨论反射系数F的变化来讨论反射波的情况，并结合地质、施工资料及波形特征等因素来判定桩的缺陷类型。
2.2.1无缺陷桩
完整性良好的桩因介质、截面均匀，无波阻抗变化，不发生波的反射，即Ψ=1，F=0，则有Vr=0、Vi=Vt，说明质点以不变的波速向前传播。
2.2.2有缺陷桩
(1)Ψ＞1，即ρc1Vc1 A1＞ρc2 Vc2 A2，则F＜0，即反射波与入射波同相位。其中又分为以下两种情况:
①若A1=A2，则ρc1Vc1＞ρc2 Vc2，即桩身截面积不变，则应力波由密度大、传播速度快的介质向密度小、传播速度慢的介质传播，桩下部发生了断桩或离析;
②若ρc1Vc1=ρc2Vc2，则A1＞A2，即桩身材料性质不变，则桩身截面发生了变化，应力波由截面积大向截面积小的方向传播，桩发生缩颈。
(2)Ψ＜1，即ρc1Vc1 A1＜ρc2 Vc2 A2则F＞0，即反射波与入射波反相位。其中又分为以下两种情况:
①若A1=A2，则ρc1Vc1＜ρc2 Vc2，即桩身截面积不变，则应力波由软材料向硬材料方向传播;
②若ρc1Vc1=ρc2Vc2，则A1＜A2，即桩身材料性质不变，则桩身截面发生了变化，应力波由截面积小向截面积大的方向传播，桩发生扩颈或桩底嵌固。
2.3缺陷位置的判定
桩身缺陷位置按下列公式计算
式中l———测点至桩身缺陷的距离，m;
Δt———时域信号第一峰与缺陷反射波峰间的时间差，ms;
Δf'———幅频曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差，Hz;
Vc———桩身波速，m/s，无法确定时用桩身平均速度替代。
3检测影响因素
采用低应变反射波法对桩基进行检测，如何获得真实的实测波形图，成为反映桩身施工质量的关键。为尽量避免干扰波的影响，在检测中应注意以下因素的影响。
3.1桩头处理
桩头混凝土不密实，会导致激振信号振荡，所采集波形与浅部缺陷波形类似，以致形成误判。因此，桩顶应凿至坚硬、密实、新鲜混凝土面并打磨至水平。
篇5
关键词：低应变反射波；检测；桩基；完整性；可性
随着我国国民经济与工程建设的快速发展，基桩检测作为隐蔽工程验收的重要环节，对保证整个工程建设的安全稳定起着十分重要的作用。在各种检测方法中，反射波法目前应用最广泛、使用最便捷，理论与实践发展也比较成熟，有比较先进的仪器设备及应用分析软件。但是总体而言，基桩检测技术在我国的应用发展时间不长，许多测试方法不仅理论上不够完善，实际应用中也存在一些问题。反射波法虽然发展较快，应用广泛，但同样存在问题和缺点（局限性），同时因其简便快捷、成本低廉，目前有忽视其缺点和适用范围而走向泛滥的趋势。
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。
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。
1 反射波法的理论基础与可行性分析
1.1基本原理
基桩低应变动力检测反射波法的基本原理是在桩身顶部进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显波阻抗差异的界面（如桩底、断桩和严重离析等部位）或桩身截面面积变化（如缩径或扩径）部位，将产生反射波。经接受放大、滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反射信息，据此计算桩身波速，以判断桩身完整性及估计混凝土强度等级。还可根据视波速和桩底反射波到达时间对桩的实际长度加以核对。
1.2低应变反射波法检测桩体完整性的可行性分析
反射波法是建立在一维波动理论的基础上的。假设桩为质地均匀、各向同性的一维线弹性体（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一维波动方程，对于水泥搅拌桩的假设设定如下：（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。
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1.2MPa以上（425＃水泥，喷灰量50kg/m，龄期90d），其抗压强度远大于桩周土强度，基本符合-维波动方程的理论假设。对实际工程桩的检测也表明，一维压缩波在水泥搅拌桩桩身以内的入射、透射、反射特征清晰。
基于以上分析，反射波法检测水泥搅拌桩的桩身质量是可行的。
从该种方法的实际应用与可靠性分析来看：
与检测混凝土灌注桩相比，反射波法检测水泥搅拌桩有着其自身的特殊性。
首先是检测时确定检测龄期的问题。统计资料表明，到28d龄期时，水泥土的强度为设计强度的60%左右，到90d龄期时才能达到设计要求。从检测效果的角度出发，龄期越长，强度越高，检测效果越好。如果过早地进行检测，水泥土尚未完全硬化，水泥土的波阻抗与桩周土的波阻抗较为接近，则不满足一维波动方程的理论假设。或由于锺击时，因为桩身整体强度不高，形成波形的低频震荡，导致无法进行有效的分析与判断。因此建议水泥搅拌桩最佳的检测龄期为28d以后。
其次由于水泥土无粗骨料，弹性波在水泥土内部传递时，介质散射引起的衰减较小，而介质吸收产生的衰减较大。为了取得良好的检测效果，应尽可能破除桩顶松散层，打磨各测点，并选择合适的振源，一般尼龙锤具有较好的指向性和穿透力。为减少弹性波的损失，应采用如黄油、凡士林一类的胶状或浆状物质作耦合剂。
最后，选择合理的波速成为一次成功检测的关键，反射波测出的实际有效桩长：
L=tc/2
式中：t-弹性波由桩顶传至桩底、经反射后传至桩顶的时间（由仪器测定）；
c-弹性波在桩身内传播的波速，m/s。
因此，波速的选择直接影响到实测桩长与缺陷位置判断的准确性。波速选择的越合理，越具代表性，实测桩长的误差就越小，反射波法检测的可靠性就越高。
经过大量的实践证明，只要选择合理，处理得当，在满足一定的条件下，完全可以利用反射波法检测水泥搅拌桩的桩身完整性。
2 反射波法检测水泥搅拌不确定因素与局限性
尽管反射波法检测水泥搅拌性有着快速、可靠等诸多优点，但仍有其一定的局限性。
首先，经验波速随着龄期、强度、水泥含量、土样含水量变化存在着明显的不确定性，造成经验波速范围波动过大，直接造成检测结果误差增大。而为取得有代表性的经验波速，在工程桩同期打试桩，既不太可能也不太实际。所以这还得通过今后不断的积累和完善，建立起一套完整的经验波速与各影响因素的相关数据库，才能真正使反射波法检测水泥搅拌桩走向应用。
其次，反射波法应用的对象应是一弹性的均匀体，而目前落后的施工工艺造成的桩身不均匀性，也制约着反射波法检测水泥搅拌桩的应用。有时因搅拌不充分造成的水泥层状、片状分布将会令反射波法很难甚至无法分析。
3 反射波法检测水泥搅拌的检测步骤
在检测中使用PIT-V型基桩动测仪，该仪器采用的加速度型传感器，横向灵敏度低，只有锤击到一个有效脉冲时，传感器才会记录一个信号，数据传输到现场接收计算机进行储存。
锤击力量太大或太小都不产生能被记录的脉冲。激振产生的波动模式单一，只含纵波，可以得到清晰的底部反射。具体的检测步骤如下：（1）清理整平桩头；（2）调试仪器，选择适当参数；（3）将加速度传感器垂直安放在桩头的平整部位；（4）用小棰在桩头选择适当的能量激振；（5）选取较为理想的波形曲线并存储；（6）将数据传输至计算机，对记录曲线进行分析、计算，并评价桩身质量。
结束语
总之，应用基桩低应变动力检测法检测桩基础的成桩质量简变、快捷可以在较短的时间内完成大量而且复杂的的工作，是微波电子检测技术与电子计算机技术在土建工程实际应用取得良好效果的又一典范。值得在日后工程大力推广应用。同时，反射波法检测水泥搅拌桩的桩身质量目前还处于探索、发展阶段。反射波法在一定条件下可以对水泥搅拌桩的质量进行检测，但还需综合采用其它一些方法如取芯、载荷试验等对桩身进行综合评价。
参考文献
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[4]JGJ106-2003，基桩低应变动力检测规程[S].北京：中国建筑工业出版社，32-35.
篇6
关键词：软土地基 有限元法 接触单元 沉降预测
中图分类号：TV22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）03（a）-0077-04
某水坝大闸工程为一座中型水闸，总长为96 m，从结构上可分为8段，同时须在此建一个船闸以便船只的通航，船闸为500 T级，为了使来往的船只能够顺利通过，需开挖河道约830 m，江面宽约166 m。该大坝所在的区域土质较差为软土，在对大坝施工后易出现地基不稳定的问题，因此，为保证该水坝的安全与稳定性，控制水闸工程的下部桩土以及承台共同工作的沉降位移等问题显得尤为重要。为了全面系统的估算结构的可靠性，保障大坝的安全稳定，该文利用数值模拟的方法，通过有限元软件ANSYS建立模型，对桩土以及承台共同工作的沉降位移进行了深入研究，并与工程检测数值进行了对比。
1 桩土承台共同作用的有限元计算
1.1 水闸工程基本参数
余姚市姚江蜀山水闸（水坝大闸实景如图1所示）基础采用41根直径800 mm的钻孔灌注桩基础，C25钢筋混凝土，桩长42.5 m，承台厚度为1.6 m。考虑承台上建筑物的自重、固定设备重和人群荷载等竖向荷载，其上部竖向荷载取值10 kN/m2，同时针对桩土相互作用的问题，模型建立时土体取为85 m的高度，从上部到下部依次为淤泥质粘土层22 m、粉质粘土3 m、粉砂1 m、粉质粘土20 m、粉砂岩，其中桩端以下土体为42.5 m，而淤泥质粘土层、粉质粘土、粉砂是与群桩相互作用的土层。
1.2 数值计算模型
在对水闸进行建模的过程中首先建立一跨的模型，桩上承台尺寸28 m×16 m，桩周围土体计算范围沿承台两侧分别扩展56 m和32 m，桩底以下取42.5 m的土体。桩、承台和土体的单元类型经过分析对比后，采用SOLID45的等参单元，考虑到桩端与桩侧附近土体受力状况比较复杂，因此，网格划分时进行了加密。桩和土之间通过设置TARGE170和CONTA174接触面单元，来模拟桩土二者之间的错动滑移。在桩端处加设了一层横向接触面单元，以避免接触单元在桩端处终止。有限元模型共划分为23 170个单元，3 599个节点，并在模型的侧向、底面施加了法向约束作为边界条件。整体网格划分如图2所示，桩与承台网格划分如图3所示。
工程实践中，桩和土两种材料的弹性模量相差很大，在荷载作用下，桩一般处于弹性阶段，而其周边的土容易达到塑性状态。因此，针对桩土相互作用的特殊性，桩采用弹性材料[1，2]，土体采用Drucker-prager理想弹塑性模型，从而保证模型的准确性。
采用Drucker-prager理想弹塑性模型的屈服准则去逼近Mohr-coulomb准则，进一步实现Von-Mises屈服准则的修正[3]。该准则的屈服面不随着材料的逐渐屈服而改变，没有强化准则，而屈服强度随着侧压力的增加呈现出递增的趋势，其塑被假定为理想弹塑性（如图4所示）。
针对所建立的三维模型进行分析计算，对承台施加竖向荷载后，在进行分析时，如果桩基与土体之间没有产生明显的相对滑动，则二者之间变形是协调的。但实际的计算过程中，由于这两种材料性质相差较远，在一定的受力条件下二者的接触面上，一般都会出现错动滑移或开裂现象。因此，需采用接触单元[4]来对二者之间的相互作用进行模拟。
在数值模拟分析过程中，当一种软材料和一种硬材料接触时，可以采用刚体-柔体的面-面接触单元进行交界处的模拟，其中，刚性面被当作“目标”面，可利用TARGE170单元来模拟，柔性体的表面被当作“接触”面，用CONTA174来模拟[5]，因此，对于桩土交界面的非线性模拟完全可以采用这种模型实现。
1.3 计算结果与分析
图5、图6分别给出了整体及桩与承台的变形云图。从图中可以看出，模型中位于土与桩连接的承台的中部位置达到的最大变形约为0.967 3 cm，而承台其余部分的位移由中间向边缘逐渐减小，但与中间部分的变形相差不大，总体看桩端部的变形很小，其对应土体的最大变形位置与桩及承台相同，因此，在计算的过程中针对桩的变形应控制在合理的范围内。
观测图5桩间土的沉降可以发现，在竖向荷载作用下，土体形成以桩为中心的沉降盆，靠近桩身附近的土体沉降较大，最大沉降发生在靠近桩顶的桩间土体，约0.966 1 cm。通过分析后发现发生这汇总情况的原因是，当桩承受^大的荷载时，在桩身的周围会剪应力较大，出现局部剪应力达到极限的情况，进而导致桩身与周围的土体间产生相对滑移，并且滑移量较大，从而产生桩身位移与周围土体间的位移不协调的现象，因此，导致整体的变形较明显，表明采用数值模拟的方法进行模拟的沉降量与实际土体的沉降量具有一致性。
2 沉降预测
2.1 龚帕兹曲线
桩基在上部荷载加载过程中的沉降可以分为4个阶段。
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【关键词】低碳经济；发展现状；对策建议
引言2003年2月，英国工贸部了《我们未来的能源—创建低碳经济》的能源白皮书，时任英国首相布莱尔在序言中首次提出了“低碳经济”的概念。所谓“低碳经济”是指以低能耗，低污染，低二氧化碳排放为基础的绿色经济，目的是最大限度地减少煤炭，石油等高碳能源的消耗。其基础是建立低碳能源系统、低碳技术体系和低碳产业结构，要求建立与低碳发展相适应的生产方式、消费模式和鼓励低碳发展的国际国内政策、法律体系和市场机制，其核心是技术创新和制度创新。
一、云南省低碳经济发展现况
作为世界上仅次于美国的第二大温室气体排放国，我国政府明确提出要积极发展低碳经济，国内一些省市已经积极行动起来。云南省，发展低碳经济优势突出，潜力巨大，因此，其发展低碳经济的进展状况受到了国家和省政府的高度重视。
1.云南省支柱产业低碳经济发展状况低碳经济的发展需要低碳产业的支撑。
按照低碳产业概念，烟草产业、生物资源开发创新产业、旅游产业是低碳产业，电力产业中水电也是低碳产业，云南五大支柱产业中有三个半属于低碳产业范畴。矿产业也在积极寻求向低碳经济的转型。
（1）烟草产业
烟草业是一个环境污染相对较小的行业，但基于国家和省政府对环境保护的日益重视，烟草业自身的改良也在不断进行之中。抽烟产生的有害物质有4000余种，其中包括二氧化碳，一氧化碳，尼古丁，焦油等，那么如何降低卷烟中一氧化碳，二氧化碳的含量就成为烟草产业发展低碳经济的关键。燃烧一支香烟，最终进入空气的一氧化碳约为90mg，二氧化碳约为135mg。05年我国销售香烟19328亿支，因此，由于吸烟进入空气的一氧化碳约为17.4万吨，二氧化碳约为26.1万吨。一氧化碳进入空气最终会转化为二氧化碳，也就是说每年排放到空气中的二氧化碳为43.5万吨。新品云烟“如意”是云南红云集团成立后回馈消费者的第一份厚礼，其在烟标上首次印有环保标志，根据国家局有关规定标注：烟气一氧化碳量13mg。以此类推，如果我国销售的香烟都为“如意”，那么，云南省将为全国每年减少37.2万吨的二氧化碳排放量。
（2）电力产业
云南省煤层气资源约4240亿立方米，抽采1亿立方米用于发电，可实现节能量9.5万吨标准煤。相当于减排21.375万吨的二氧化碳；“十一五”期间，示范完成电机系统节能改造示范工程1600项，其中完成600台高效节能电机替代落后低效电机，600台套风机、水泵低压变频改造，50台套高压电机变频调速改造。目标是年节能14万吨标准煤，相当于减排31.5万吨二氧化碳；燃煤工业锅炉节能改造工程，计划年节能22万吨标准煤。云南省电力产业40%靠火力发电，如果采用节能改造工程，将年减少49.5万吨二氧化碳排放。
（3）矿产业
云南地质结构复杂，金属矿和非金属矿都十分丰富，是中国有色金属重要生产基地，因此，也是治理二氧化碳排放的重点单位。矿产的冶炼过程是产生二氧化碳的主要途径。与电力产业一样，矿产业同样采用了燃煤工业锅炉节能改造工程，将减少49.5万吨的二氧化碳排放；余热余压利用工程，例如：1)钢铁行业：完成昆钢控股有限公司余热发电示范项目，年新增发电量11.4亿千瓦时，折合14万吨标准煤。2)水泥行业：完成云南瑞安建材48兆瓦新型干法水泥窑纯低温余热发电示范项目，推动昆钢嘉华、红塔滇西水泥利用纯低温余热发电。全省50%新型干法水泥窑实现装机发电，年新增发电量8.14亿千瓦时，折合l0万吨标准煤。3)焦化行业：在焦炭主要生产地曲靖示范完成两个焦炉煤气发电项目。回收60%焦炉煤气发电9亿千瓦时，折合11.061万吨标准煤。4)黄磷行业：在有条件的黄磷生产企业示范完成两个黄磷炉尾气发电项目。5)推广蒸汽冷凝水回收利用、蒸汽蓄热器项目，实现每小时回收100吨蒸汽冷凝水，年节约能源1.44万吨标准煤。每年共可减少至少82.125万吨二氧化碳排放。
2.林业的低碳经济发展状况，即清洁发展机制（cdm）项目的开展清洁发展机制（cdm）项目，是指发达国家间和发展中国家开展减少源的排放和增强汇的清除项目，产生的减排单位可以出让和买卖。简单来说就是发达国家从中国的清洁能源类项目中购买二氧化碳减排量，抵冲发达国家的减排义务。现阶段可计入cdm减排项目的林业活动限于造林与再造林，即林业cdm固碳项目。
由国家林业局与保护国际（ci）和美国大自然保护协会（tnc）合作，按照有关国际规则设计和操作程序，正在云南和四川，结合森林植被恢复和生物多样性保护，进行林业碳汇试点示范项目。该项目计划发展森林多重效益，包括生物多样性、碳汇、及社区发展。目前已开展的工作：一是筛选出了玉龙、隆阳、腾冲、双江4个县市区为森林多重效益项目(fccb)优先发展县；二是召开了fccb信息系统建设项目专家咨询会及设计报告会；三是成立了碳汇信息管理中心，通过招标的形式确定由云南师范大学地理学院及云南省林业调查规划院共同完成信息系统的开发。
二、促进云南低碳经济发展的对策建议云南省拥有丰富的水能，风能，太阳能，地热能，生物能，这些资源使得云南能源结构的转变成为可能；秀美的自然风光及浓厚的民族风情，为低碳经济的代表——旅游业的发展夯实了基础；云南排碳少（工业化程度不高），吸碳多（森林资源丰富）的经济特点，大大降低了发展低碳经济所付出的成本。
那么，云南应该如何利用自身优势，帮助各个产业，很好地发展低碳经济呢？1.烟草产业随着人类环保及保健意识的增强，烟草业不可避免地面临衰退，云南省的烟草业已经发展到顶峰，在未来的低碳竞争中并不占优势，对于贮备了大量资金却不知如何使用的云南烟草业，我认为应该在以下方面进行改革：一是拿出一部分资金投资其他具有低碳竞争力的产业，如旅游业，生物质能产业，实现共赢；二是积极研发烟草的其他用途，加快实现产业升级换代。
烟草蛋白具有食用价值。烟叶富含蛋白质，烤烟烟叶在10%左右，晒烟和白肋烟可高达20%。一些研究结果表明，植物叶蛋白尤以烟草叶片中可溶性蛋白（fi）含量高，fi蛋白中的各种必需氨基酸含量不仅均高于世界粮农组织（fao）制定的蛋白制品中必需氨基酸含量标准，而且其中的酪氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸和亮氨酸都超过该标准1倍左右，比一些主要粮食作物如水稻、小麦、玉米、大豆蛋白质中的必需氨基酸含量都高。而且烟草再生能力强，一年可多次收获，烟叶产量高，利用鲜烟叶提取蛋白，其亩产量可超过大豆。
烟草具有药用价值。烟草中所含的泛琨10是目前治疗心肌梗塞等心脏病的特效药物。从烟叶中提取的烟碱具有使精神兴奋和镇静两方面的温和作用。最近的医学研究又发现，烟碱可以缓解托瑞特综合症，阿尔茨海默病、帕金森氏综合症、溃疡性结肠炎和注意力缺乏症；而且烟碱制成农药可防治农作物害虫，剩余物质可用作饲料和肥料。
2.以食品为重点的生物开发产业
生物产业是以再生性生物资源为主要原料，市场需求规模巨大，能源需求较少，污染性低，具备知识经济和循环经济的双重特征，是创造绿色gdp的“领航产业”。
如何利用自身优势，借助低碳经济的契机进一步发展壮大。一是要加大宣传力度，争取国际国内资金的支持。世界银行，各大投资性银行以及国内银行都对低碳融资采取着非常积极地态度；二是大力发展乙醇燃料。云南省
主要采用木薯、甘薯等非粮作物生产燃料乙醇，而且现有的生产企业并未占用耕地，所以云南的发展前景看好。三是引进先进技术，发展以可再生植物资源为原料的产品。
3.以自然风光和民族风情为特点的旅游业旅游业同样是典型的低碳经济产业，随着人类物质生活的不断丰富，竞争压力的不断扩大，对精神愉悦的追求将成为势不可挡的潮流。我们要做的是，借助低碳之风，进一步壮大生态特色旅游。具体可从以下几点入手：一是拆除景区违规建筑，恢复生态原貌，积极推进生态饭店、生态旅馆的建设，提供以绿色食品为主的饮食和采用节能设备的住宿；二是积极开发新的景点，在创意上结合环保，策略上注意与其他景点的斜街，规划时充分考虑当地经济、人口、生物多样性和生态系统的承载力。
4.其他非支柱产业应如何应对低碳的挑战除了以上支柱产业，其他产业也在经济生活中扮演着重要角色，对减排二氧化碳同样肩负着不可推卸的责任。为此，政府应鼓励非支柱产业的兼并与合作，发展产业集群。这些产业由于种种原因，没能发展壮大，很难在践行低碳的过程中得到政府及国际社会的支持，在技术引进及结构转型中将遇到无法逾越的难关，根本谈不上发展低碳经济。与此同时，在生产过程中推行低碳方式，培养职工低碳意识，开发企业低碳精神。
5.直接的经济利益
以上都是间接通过节能减排来实现经济发展。低碳经济能否形成一个产业，其是否能带来直接的经济利益至关重要。清洁发展机制（cdm）项目，使我们看到了契机，它可以直接带来资金的收入，完全可以发展壮大为一个产业。
三、小结
发展低碳经济与贯彻落实科学发展观、建设资源节约型和环境友好型社会、转变经济增长方式的本质是一致的，不仅能够促进解决国内的能源和环境问题，而且有利于增强应对气候变化的能力，有利于从整体上提升国际竞争力。
参考文献
[1]胡宗洋.低碳经济与中国发展[j].科学对社会的影响,2008(1).
[2]何燕.昆明低碳经济情景分析[j].科学环境导刊,2009(1).
篇8
关键词 环境检测；地表水；检测
中图分类号X8 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）103-0134-02
近几年随着经济的快速发展，全世界范围内都在兴建工厂，大部分工厂总产生的废弃物都直接牌放在大气和河流中，大自然的承受能力正在面临极大的挑战；除此之外，在二战期间，人们在生活水平上的有所提高，使世界人口逐渐增长，人们开始在大自然中开采各类资源，并对其进行加工，将所产生的废物任意排放。近些年来，环境破坏所导致的结果逐渐体现出来了，为人们敲响了警钟，人类开始采取一系列方式对大自然进行保护，例如各项污染指标检测、预防等等，尽管如此，环境的恶化并没有停止脚步。在诸多环境问题中，水的环境问题是最为严重的，地表水检测已经成为了我们保护水资源的重要举措，下面，本文就针对环境检测中地表水检测现状及进展进行讨论。
1环境检测中地表水检测的重要性
在大自然众多类型的资源中，水是与人们生活最为贴近的一种资源，人们的日常生活及工作都离不开水，可以说水是人类赖以生存的资源。人类的身体若想保持正常的新陈代谢，就必须依靠水质优良的水源。水一旦受到污染，就很可能直接影响到人类的健康，导致各种疾病的发生。据相关统计显示，地球上每天有2000左右人受到污染水质的影响死亡，水体污染问题在全球范围内都是一个较为严重的问题，尤其是在中国这种发展中国家，由于必须依靠工业来带动国家的经济增长，其污染物排放量巨大，每年有三分之一的死亡是由水体污染而造成的，这个数据足以引起我们对水污染的重视。
在中国水资源分布不均匀，东西部分水资源稀缺，常常面临干旱等问题。改革开放之后，我国经济进入快速发展阶段，工业用水和农业用水量逐年攀升，我国对于水资源的需求越来越大，我国九层以上的地表水都已经受到了一定程度的污染，虽然城镇都设有各种污水处理厂，但是由于设备和技术的局限性，很难彻底去除水中的污染物，这就导致了中国民众处在用水不安全的状况下。据调查显示，在我国农村中，约有2亿人饮用的水中含有程度过高的有害物质，对人类安全造成一定的威胁。除此之外，随着工业生产用水及人民生活用水量的增长，其工业污水和生活污水的排放也越来越剧烈，导致饮用水中仅有百分之六十左右是达标的。综上可知，我国对于地表水检测方面的工作刻不容缓，应加大力度进行实施。
2我国环境检测中地表水检测中存在的问题及纠正措施
我国地表水检测工作至今为止已经经历了30余年的发展历程，在30年前，我国地表水检测工作经历了风风雨雨，进行了多次整改，最终发展成为现有的检测系统，但是总得来说还是缺乏相应的技术和人力，如今我国政府已经在这方面加大了投资力度，为地表水检测工作配备了专业设备及高素质人才，致使其得到了很大的进步，但是仍然存在一些问题，有待我们去共同解决。
2.1法律不完善而导致部分检测项目缺失
经过专业检测机构多年来的检测数据得知，目前地表水质中主要包含的物质有重金属离子、微生物、矿物质等，在我国传统的地表水检测工作中，仅仅针对其水的浓度进行测量，这种测量方式是不全面的，它不能对水质的整体情况和污染程度进行一个有效的评估，因而也难以针对现状寻找解决措施。除此之外，在水质中存在的部分污染物也没有受到测评人员的重视，人们仅仅通过BOD和COD两项指标来评估水体污染严重度，光靠这两项指标来进行评估是远远不够的，它并不能全面衡量水体对于人类和自然的危害程度。经过近几年的数据表明，有机污染物已经逐渐成为我国各大河流的主要污染源，该理论已经得到多位专家的证实。因此，针对以上现象，我国应加强对于地表水有机污染物的检测与研究，根据研究结果来确定我国水体中主要存在的有机污染物类型，并研发针对性检测技术，实现水体综合情况的评估。
2.2地表水质的检测技术及设备不达标
国外在地表水质检测工作方面较我国来说历史更为悠久，因此无论是在检测技术还是检测设备方面，相对于发达的西方国家而言，我国都较为逊色，仅有30余年的历史。目前我国在进行水质检测工作中，最常用的检测方式为理化监测方式，在其他检测方式的使用上相对落后，很少使用技术含量较高的检测技术，例如水质自动检测技术在我国就非常罕见。一些非传统的检测技术可以对传统的检测技术进行有效地补充，弥补传统检测技术中存在的空缺。例如生物检测技术能够对衡量污染物进行准确地测量，并量化到具体的指标，并对水域中长时间存在的生物危害性进行监测与分析，很大程度上保证了人类的饮水健康，造福了人类。相比之下，遥感检测技术可以快速为检测机构提供更加全面的污染物检测信息，可以指导检测机构作出一些重要的环境决策。水质自动检测技术相比前面几项技术而已，具有更强的实时性和针对性，它可以对水质状况进行实时监测，并可以针对不同的水域采取不同方式的检测，对我国一些突发性污染事件提供更加完善的监测系统。虽然有很多种水体监测技术可供我们进行选择，但是这项技术目前仍然处在发展阶段，尚未成熟，还需要多方面的努力方可有效操作，再加上其先进的技术含量，需要投入较高的资金支持运作。总得来说，我国到目前为止尚未建立一个健全、鞍山的地表水检测系统，健全的检测系统应该能覆盖从微观至宏观、局部至整体。基于以上几点分析可以得知，我国应该在水体检测方面努力加强投资力度，为其研发出更多的先进技术，并配备高素质的专业检测队伍，这样我国地表水检测系统方可建立完善。
参考文献
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关键词：桩周土低应变法波阻抗 弹性杆
Abstract: the low strain gauge signal curve is generalized impedance function results. Combined with engineering examples, this paper expounds a pile of soil test waveform mechanism and the influence of the waveform in response, so as to improve the low strain gauge the integrity of pile body the accuracy of judgment.
Key words: a pile soil low strain gauge wave impedance elastic rod
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1前言
众所周知，低应变法是利用桩身阻抗变化对信号曲线产生影响的原理来判断桩身质量的。但是除了桩身阻抗变化会影响信号曲线的因素以外，桩周土同样不可避免地会影响信号曲线。低应变法信号曲线所反映的不仅是桩身阻抗的变化情况，而且是广义阻抗作用的结果。我们分析低应变结果时，不能筒单地只分析波形的相位因素，而应综合各方面因素，桩周土对测试波形的影响应给以足够重视。本文结合检测工作中的工程实例，比较详细地叙述了桩周土对波形产生影响的机理及其在波形上的反映。
2低应变理论
低应变就是以一维波动理论为基础的，假定桩身为一维弹性杆件，且介质均匀连续；桩侧土是均匀的，桩侧士对桩的作用仅为沿桩身轴向作用的阻尼力。
基本工作原理是：在桩身顶部进行瞬态竖向激振而产生弹性应力波，该波沿桩身向下传播，当桩身存在明显波阻抗变化的界面(如桩底、断桩和严重离析等部位)或桩身截面积变化(如缩径或扩径)部位，将产生反射波。然后采用速度或加速度传感器进行响应信号接收，最后在计算机上对接收到的信号进行分析处理，识别来自桩身不同部位的反射信息。从而根据这些反射信息，结合其他工程资料，对桩身完整性做出判断。因此，可以将桩假设为一维线弹性杆，其长度为L，横截面积为A，弹性模量为E，质量密度为ρ，弹性波速为C（ ），广义波阻抗为Z=AρC；根据波动理论，其应力应变关系：
经推导可得桩的一维波动方程：
假设桩中某处阻抗发生变化，当应力波从介质Ⅰ（阻抗为Z1）进入介质Ⅱ（阻抗为Z2）时，将产生速度反射波Vr和速度透射波Vt。
令桩身质量完好系数 ，则有：
缺陷的程度根据缺陷反射的幅值定性确定，其位置根据反射波的时间tx由下式确定：
另外，被检测桩是一根有限长的圆柱体，在桩顶面锤击激震时，将产生无限球面波列向外传播，如图1所示，当遇到反射界面时无限的球面波产生透射波和折射波，透射波因土阻力的作用消失在岩土中，折射波最终传到桩底后，又会反射到桩顶面。当地层越硬，折射系数越大，这时折射入地层的能量就越多，传播到桩底的能量相对减小。所以有时桩周土阻力不大，但持力层很硬时也会出现桩底反射不明显的情况。
图1点振源产生的球面波传播示意图
3桩周土阻力影响分析
在实际分析桩的动力响应时，桩周土的影响是客观存在的，为了研究桩周土对应力波的影响，前人曾进行了以下的算例分析，假定有一明显缺陷基桩，见下图2。假定桩周土阻力分别为0、2、4、6、8、10，经过数值模拟出来的波形曲线如下图3所示：
图2明显缺陷基桩模型
图3
由此可见，桩周土会削弱或完全抵消该段内桩身缺陷产生的反射信号，甚至可能在波形曲线上几乎看不到缺陷或桩底的反射信号。所以在实际工程中，在沉桩的开始阶段，桩身周边土的阻力随着沉桩时间的延长慢慢增大，这个时候试验中会发现得出的波速与幅度逐渐减小，反射波的反射次数也会减少，直到土阻力增大到稳定的状态，达到原有的阻力为止。这就是在自由的状态下，可以看到很多次反射波，但是随着桩沉入土中越来越深，测试中可以看到的反射波也会越来越少，直到进入持力层，桩周土阻力充分发挥后，一般就只能看到1～2次的反射波了，甚至有时很难看到桩底的反射法。
低应变试验中一般采用的锤击能量是很小的，如果试验中发现看不到桩底信号或不明显，这时应该增加锤击的能量，尽量克服土阻力的影响，以至于能检测到桩底的信息，准确分析桩身的完整性，特别对一些长桩要求就很明显。另外，在一些有软弱夹层的桩周土中，也会由于地层的突变使土阻力产生突变，测试中的信号从而在地层的交界处产生变异，如果遇到坚硬夹层，波形曲线在坚硬土层的位置有下凹的反射信号，产生类似扩径的假缺陷；碰到软弱夹层，波形曲线在较弱土层的位置有上凸的反射信号，产生类似缩颈的假缺陷；如果遇到上软下硬的相邻土层，波形曲线会在软硬土层交界附近产生一下凹的反射信号，曲线下凹后并不立即恢复而是逐渐回升到原来的高度，这种情况在灌注桩中的体现更为明显，为避免误判，应采取一些验证措施，进行有效的区分。
4 实例分析
对一些打入式的挤土桩，当桩周土是风化残积或坡积土时，土阻力很高，桩侧摩阻力很大，如图4所示，是一根打入全风化混合花岗岩的残积土中的预应力管桩，桩长只有7.0m，却测试不到桩底反射波的信号，说明应力波全消耗在桩周土中。
图4
现场浇灌的混凝土灌注桩（非挤土桩），桩侧摩阻力很小，因此传到桩侧表面的应力波消耗在桩周土中的能量也小，大部分应力波在桩的侧面反复折射传到桩底，若未嵌入岩层中或桩端有少量沉渣时，如图5所示为一根桩径为1.0m，桩长为39.5m的冲孔灌注桩低应变法测试波形，桩尖持力层为中风化混合花岗岩，桩周土主要是全风化岩的残积土，低应变法测试信号有明显的桩底反射波。经钻芯验证，桩底有6.0cm左右厚的沉渣。
图5
当冲（钻）孔灌注桩嵌入岩层有一定的深度时，由于冲孔在较硬的岩层中，孔壁冲洗得很干净，与灌注的混凝土胶结在一起，此时桩侧的摩阻力很大，应力波被岩石吸收，形成明显的负向反射波，而且是在应力波到达桩底前出现，如图6所示。
图6
虽然在低应变测试中施加的冲击力较小，应力波弹性传播主要集中在桩侧表面，所激发的土阻力(包括静阻力与动阻力)对测试结果有很大影响。大量实测资料表明，桩周土的作用会使得桩中波速变化且幅值衰减，严重弱化桩端及缺陷部位的反射信号。
5结论
桩基础属于隐蔽工程，应力波在桩身中不是简单的直线传播的，而是半球面波形式传播，是球面波。应力波向下传播的能量主要集中在基桩表面，桩周土摩阻力大小直接影响到应力波的传播深度，对波形曲线的影响主要有以下几个方面：
1) 导致应力波迅速衰减，检测时有限深度减少；
2) 影响缺陷反射波的幅值，使缺陷分析时误差加大；
3) 在软硬土层交界处及附近产生土阻力波，干扰桩身反射波，土阻力反射波与桩身缺陷反射波易混淆，从而造成误判。
总之，低应变法测试结果的分析判断，要依据波形的变化特征，结合桩的类型、施工情况及地质资料进行综合分析，才能对被检测的基桩的桩身完整性做出准确可靠的判断，否则可能会造成误判。
参考文献：
1、《基桩质量检测技术》 陈凡、徐天平、陈久照、关立军编著，中国建筑业出版社
2、《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2003中华人民共和国行业标准
3、《基桩动测技术》 王雪峰、吴世明2001
4、2010全国基桩检测技术研讨会论文集
篇10
（1）通过对测量数据的分析处理，监测基坑稳定和周边建筑物、临近管线的沉降、变形情况，掌握变化规律、预测发展与趋势，保证基坑施工、周边建筑物、临近管线安全。
（2）将现场测量的数据、信息及时反馈，以修改和完善设计，使设计达到优质安全、经济合理。
（3）将现场测量的数据与理论预测值比较，用反分析法进行分析计算，使设计更符合实际，以便指导今后的工程建设。
本课题结合工程实例，对深基坑监测的监测范围与内容、监测频率、主要监测方法进行图片式直观的讲解，使学习者能够快速的掌握施工监测的基本知识，便于以后进行深入学习与认识。
青岛市黄岛区灵山卫停车场是青岛地铁13号线唯一地下停车场，总用地面积95694.62m2，总建筑面积61435.35m2，是目我国在建的最大的全封闭地下停车场。基坑开挖采用明挖法施工，主要支护形式为土钉放坡支护、围护桩锚索支护、围护桩钢支撑支护三种形式。监测范围包括：基坑、明挖区间，以及结构线外缘两侧主要影响区范围内（或0.7～3倍基坑开挖深度）的地下及地面建筑物、构筑物、地下管线、地表及道路等。具体围护桩监控方案如下。
一、围护桩顶水平位移和沉降
1.监测目的
基坑开挖时伴随着土方的大量卸载，水土压力重新分布，原有的平衡体系被打破，围护墙作为维持新平衡体系的重要存在，承受水土压力而产生变形，在抖ノ恢貌生水平位移和沉降。为反映施工期间支护体系变形情况，围护桩顶水平位移及沉降监测是必不可少的监测内容。
2.监测方法及原理
围护桩顶水平位移采用极坐标法或小角度测量法，使用全站仪进行量测；围护桩顶沉降采用几何水准测量方法，使用水准仪进行量测。采用相对高程系，建立水准测量监测网，参照水准测量规范要求用水准仪引测。
3.测点初始值的采集
围护桩顶水平位移和沉降监测点在基坑开挖前，应连续三天对监测点的进行数据采集，取三天监测数据的平均值为初始值，并在基坑开挖前对监测点初始值进行上报与审批。
4.数据分析处理
水平位移计算：视现场实际情况采用极坐标法或小角度法进行测量。
极坐标法：观测时在基准点A架设全站仪、在后视点B和监测点P架设棱镜，利用全站仪的测角功能测定夹角β，用全站仪的测边功能测定边长SAP。再按以下公式可计算出监测点P的坐标（xP，yP）。
小角度法：将工作基点A布置在基坑边线延长线上，测量时仪器架于A点，监测P架设棱镜，后视点B为控制点，AB连线为零基准线，使用全站仪或经纬仪精确测出BAP前后两次测量的角度，从而得到两次的角度变化量，并按下式计算偏离值：
二、围护桩体深层水平位移
1.监测目的
主要是对基坑开挖阶段围护桩体纵深方向的水平变位进行监控，其数据与桩顶水平位移数据、桩顶沉降数据联合分析，反映施工期间支护体系的变形情况。
2.监测方法及原理
围护桩体深层水平位移采用测斜仪进行监测，测斜管是内壁带有导槽的垂直空心管，监测时将测头导轮插入测斜管导槽内，缓慢地下放至管底，然后由管底自下而上沿导槽全长每隔0.5m读一次数据，记录测点深度和读数。测读完毕后，将测头旋转180°插入同一对导槽内，以上述方法再测一次。
3.测点布设
测斜管在基坑开挖1周前埋设，测斜管埋设采用绑扎埋设的方式。绑扎埋设通过直接绑扎或设置抱箍等将测斜管固定在桩钢筋笼上，入槽孔后，浇注混凝土。
