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随着各种建筑物的越来越大型化，这些构造物的地基也趋于大型化。并且只有通过加深加固地基的方法才能支撑位于江河口，海边，河泽地带的巨大建筑物，因此地基的设计，施工技术也在不断的发展，完善。但是，只有严格的品质管理，优质施工，及施工后精确的检查才能保证地基的设计承重与实际相符。优质的地基才能保证上部构造的安全，其与建筑物的使用寿命具有密切的关系。所以可以说地基检查是建筑施工中非常重要的一部分。

Simbat test (地基动.静载荷实验)

Parallel seismic test (平行地震波实验)

Impedance test (冲击弹性波实验)

Sonic coring test (透明度实验)地基流失，变形调查

施工现场浇铸地基
1-1) 通过1次sonic coring test实验检查地基良好度。根据实验结果检查地基的断面是否良好内部钢筋分配及材料分离状况，损伤严重的情况，载荷实验后判断是否能继续使用。
1-2) 对于现场浇铸地基的情况，如有可能，在浇铸后第6或第7日检查最为有利。因为此时如发现裂缝可以较为容易的进行补修。
1-3) 现场浇铸地基施工时，混凝土浇铸地点如果在水源附近，会发生水流现象，导致底部材料分离，遇到此种情况可预先在地基中央部钻孔埋入空管，抽水防止材料流失。
1-4) 根据Sonic coring test所做的ultrasonic实验中，发收信范围中会出现死角，所以需要埋设更多的收发信探头，结果导致施工金额的增加，此时可与impedance实验一起进行，可以得到更理想的效果。
(ultrasonic的死角地带 : 参考图A)

1-5) 地基尖端出现损伤时需要钻孔埋设空管进行补修，为防止空管堵塞，应随时准备impedance test实验。

Simbat test实验的名字是由英语中的Simulation和法语中的Battage合成产生的，1960年根据史密斯博士的波动方程式理论(又名"敲击"方程式)从动反应中对静反应进行推导，作出大量地桩模型并同时进行了动，静载荷实验。通过研究比较不同土质中发生变化的2种实验的结果，Dali博士构造了以simbat命名的数据基础。 从而通过对地桩端部加以较弱的持续力测定其反作用

Misung 动载荷实验及良好度冲击弹性波等实验部分进行了广泛的研究。我们还在继续进行动，静载荷实验，并为开发出更好的软件制定了下列目标。

　 a) 开发地桩实验取得数据资料用新装备
　 b) 开发数据资料取得用软件包
　 c) 研究决定地桩静载荷的具体顺序过程

打桩时测定地基进入量和依据打桩公式推算地桩支持力的方法过于单纯的被使用，容易产生其他问题。为克服这种打桩公式(1930年以前使用)的限界，30年代起到60年代中期开始了活跃的研究。

对于在地桩端部加力测定其支持力的方法，60年代初史密斯博士提出了新的理论。欧美国家依据此理论采取了调查地桩载荷能力的方法，60年代后半开始正式使用。 但这种方法也开始发生问题。这种公式即将地桩支持力导入打桩公式的方法(史密斯博士理论)用于P.C，PHC地桩时勉强适用，但用于大口径地桩及土样繁多地带时，可信性大大降低。 即，通过设置在地桩上的加速装置发出的下降波和strain gauge测定的变形率可以掌握载荷能力，但这种方法对于上升弹性波的测定几乎无能为力。

上升弹性波通过土壤与地桩侧面的摩擦显示出不同的数值。在Simbat test实验中，通过大量实际实验次数对上升，下降波研究分析，从而得出了地桩内部的波传导分配公式。 通过对100多个地桩进行simbat test实验，得出了地桩的摩擦动性和土壤的不同发生的不同动变化值即Rdy = F (自由上升地桩) - F (实际上升地桩)。为提高上升波的精确性根据经纬仪将位置变化和加速度计结合在各种土质中进行实地实验，减小下降和上升速度的误差 ，simbat test最早得出了新体现静反应的公式U=Ri/kd(1-F/Ri)。

simbat test实验通过研究与实验土壤的弹性反应，破坏反应，破坏接触反应等，从动反应中推导出地桩的静反应数据。从而将1960年史密斯博士的方程式关于地桩载荷能力判断中不能解决的土壤活动情况带入simbat program 实验中，并完美的加以解释。

提案方法论把simbat test实验中出现的Ray土壤的静反应结果及Ep-Ray 图形，所有打击的总体方法加以说明。通过此方法可以节约施工费用，缩短工期，并可以完美的测定地桩的载荷能力。

▒▒▒ 提案方法论 ▒▒▒

除此之外，为在地桩端部加以物理力而装置炸药，通过爆炸使drop hammer自由落下，从而给地桩加以动载荷的实验方法，由于危险性和费用过高，在欧洲全部被中断使用。

火药的装置量是根据地桩的设计所计算出的，但是，如果地桩与原来设计有误差，火药的量也需要更改，从而需要多次实验才能得到精确结果，而装置1次火药就需要很多费用，所以不可能进行多次实验。

并且，只将地桩的支持力带入打桩公式所使用的单纯地桩载荷实验方法应看成是判定地桩施工状态的实验。能否正确地判定地桩的载荷能力，其可信性非常低。

80年代初，在欧洲，法国高速铁路等大型开发计划开始实施，其中比利时到巴黎地段的地表由于过于软弱，地桩载荷实验能否精确进行倍受关心。为了解决这问题，研究而开发.

此方法将史密斯博士的理论和Goble, Rausche的 WEAP V. Fioravante及F. MUZZI 博士的理论等许许多多的理论相结合，在全世界首次对于动，静数据的差异根据土壤的不同进行了100次以上的实验，最终消除了动，静数据的差异，使其完全适用于T.G.V 全区间的地桩载荷实验。

包括地桩动载荷实验在内的Simbat test实验，通过地桩的载荷实验得出打桩后详细的结果，资料取得，地桩动作用力计算，地桩bearing容量值，在simbat program中分别体现出摩擦力和静loading的载荷能力。

1) 地桩的动载荷
打击地桩的大部分Drop hammer掉落时的力由下列原因所致。掉落高度的变化也由下列表示出来。

为测定几个 ramming units(2t-5t-8t-10t)从500KN到10000KN之间同等静载荷数据，并为保护地桩，调整hammer或自由落下高度多次打击地桩，测定地桩载荷能力。

为安装打击地桩端部的mass和测定装备，应及早进行准备。

2) 获取数据
地桩顶部的装置由正反2个strains gages和accelerometer及地桩周围5米内安装的electronic theodolite组成，这是为了测定临时和永久性的位置变化。记录打击时各个运动力，加速度，连续性，临时位置变动等。在小strain range中研究地桩移动情况，为验证史密斯博士的理论，安装electronic theodolite调查除地桩下降速度以外地桩的瞬间下降量和永久位置变化之间的关系，将物理下降量导入simbat program中进行分析。

在ASTM D4945-89的 High-Strain Dynamic Testing of Piles中，依据Note 6，为测定Set Rebound将sheet沿水平设置。simbat test实验是在ASTM中为防止超过规定signal的2%误差而用electronic theodolite测定位置变动的最新方法。

SIMBAT TEST的 略图

< IMPEDANCE REFERENCE >

地区		日期	地桩 种类	直径(mm)	长度(m)
Chellea(Fr)		94/ 10/ 10	混凝土	1000	12.50
La Haye les rosesl		97/ 12/ 10	混凝土	400	11.00
Sete		93/ 03/ 02	混凝土	600	13.00
Nancy		91/ 05/ 23	混凝土	500	12.00
Vancouver		91/ 04/ 02	混凝土	1000	15.00
蒙特利尔		91/ 07/ 16	混凝土	700	16.50
Montgru-saint-hilaire		94/ 03/ 10	混凝土	350	13.80
比利时		96/ 11/ 23	混凝土	2000	37.50
荷兰		97/ 09/ 25	混凝土	1500	32.00
西班牙		96/ 10/ 10	混凝土	1100	35.00
法国(高速铁路)		90/ 08/ 07	混凝土	1200	42.00
中国(天津)		2007	混凝土	1000	45.00
韩国 (包括超声波验桩法和动载试验(simbat test))	釜山港	94/ 08/ 08	混凝土	1500	42.00
	广安大桥	1996~1998	混凝土	1500	43.00
	广安大桥	1996~1998	混凝土	2200	43.00
	三浪津大桥	2002	混凝土	1500	47.00
	熊川大桥	2002	混凝土	1500	48.00
	仁川大桥	2005	混凝土	1500, 2000, 2500	30.00~45.00
	乙淑岛大桥	2006	混凝土	1500	92.00
	安骨大桥	2012	混凝土	2500	45.00

< SISMIQUE PARALLEL TEST REFERENCE >

地区		日期	地桩 种类	直径(mm)	长度(m)
巴黎		94/ 06/ 03	混凝土	800	15.00
意大利		95/ 06/ 05	나무	300	13.00
Vancouver		96/ 07/ 10	混凝土	750	18.00
克里尔		96/ 12/ 11	混凝土	1000	32.00
St-Remy		97/ 01/ 15	混凝土	900	20.00
西班牙		97/ 03/ 12	混凝土	750	25.00
比利时		97/ 05/ 25	混凝土	1500	35.00
韩国	汉城	97/ 09/ 09	混凝土	450	22.00
	慶尙南道	2001	混凝土	1500	40.00
	釜山	2006	混凝土	1500	40.00
	釜山	2008	混凝土	400	36.00

1) 进行SIMBAT TEST实验国家及位置

SIMBAT TEST 实验累计结果 (1987 ～ 1990年)

2005年9月乙淑岛大桥SIMBAT TEST测试结果资料
* 按打击高度动载荷的结果值

(錘的重量 : About 10Ton, Jc = 0.25)

次序(打击No)	打击高度(Cm)	Rdy(KN)	Rshaft(KN)	Rtoe(KN)	Ft(KN)	Zvp	Equivalents Rstat(KN)
1(12)	160	18046.27	17400	646.27	22000	16373.68	13953.10
2(13)	200	20396.57	19400	995.57	25000	17492.29	16022.50
3(14)	250	17891.12	17400	491.12	23000	17230.87	13584.65
4(15)	200	21363.32	21000	363.32	25000	18471.24	16746.51
5(17)	300	23346.79	23000	346.79	29000	21539.89	17961.07
6(19)	350	27436.27	26800	636.27	32000	24701.89	21260.80

在这里 Ft , ZVp , Estimated static Reaction值适用附件的 Force Separation Graph的值. 另外，根据土质状态的土质系数Jc的值是把木桩周边的土质当作一种特殊介质计算出来的. 也就是说，考虑到Jc值的Rstat的计算，以Rdy及ZVp的值给Jc在前章上说明其值的Jc值范围(0.05-1.10)，将此期间形成的直线的最大交点的值视为木桩周围的代表性土质价格，这时求出的Jc值为0.25

* 按打击高度静态载荷的结果值
(錘的重量:About10Ton,K≒7000)

次序(打击No)	打击高度(Cm)	Rdy(KN)	Ep(Cm)	Rstat(KN)
1(12)	160	18046.27	0.05	17696
2(13)	200	20396.57	0.20	18996
3(14)	250	17891.12	0.30	15791
4(15)	200	21363.32	0.15	20313
5(17)	300	23346.79	0.30	21246
6(19)	350	27436.27	0.80	21836

在这里K表示的是动的反力变化的沉降量的变化量比，在ΔRdy/ ΔEp 从曲线上取得斜度，算出由Simbat method算出的Rstat值. 据分析结果显示，“Simbat method”的Rstat的打击高度为350cm，显示出最高的值，这时Rstat的价格为21836KN

* 实验结论

对明知大桥建设工地内的P9-1号工浇注桩1本进行静动载荷实验的结果，当最大冲击负重时(H=3.5米)Rdy为27436.27KN，这时Rshaft为26800KN, Rtoe为636.27KN 据调查，SIMBAT Program内的Data Base上的Estimate Reaction的值为20025.71KN，而考虑到土质状况的Equivalents Static load mobilised 的值为21260.80KN. 另外，直到最后打桩也发生了18.0mm的永久沉降量.

[단위 KN(ton)]

Total dynamic Reaction(动态反力)			Static Reaction(静态反力)		Ep(mm) (永久沉降量)
Rdy (总动的反力)	Rshaft (周边摩擦力)	Rtoe (先端支持力)	Rstat (Jc)	Rstat (K)
27436.27 (2797.72)	26800 (2732.84)	636.27 (64.88)	21260.53 (2167.97)	21836.00 (2226.65)	18.0

※ 在根据Simbat test进行的静动态载荷试验中，如果根据动态载荷的Rstat(Jc)和静态载荷的Rstat(K)价格出现10%以内的偏差，就被视为具有可信度(Simbat节目制作时，当初制定静态载荷试验后，与动态载荷试验相比较的修正部分的误差范围). 此次测试结果显示，他们的偏差约为2.63%，根据Simbat simulation的研究结果，对此次现场测试结果的信赖度较高 如果我们根据上面的结果计算本桩的允许支承能力

● 支持力研究
- 设计支持力 = 平时 884.0 ton, 地震时 1175.0 ton
- 动态支持力 Rdy = 2797.72 ton
- 静态支持力 Rstat = 2167.97 ton

● 沉降量研究
DIN 4026 基准(沉降量基准) : 20mm (挖孔桩)
前沉降量 基准 : 0.1D = 150mm(极限载荷荷重时)
实验时永久沉降量 = 18.0mm

项目/桩号码	沉降量			支持力
	沉降量(mm)	基准沉降量(mm)	判定	动态支持力(ton)	静态支持力(ton)	设计支持力(ton)	判定
P9-1	18.0	20	O.K	2797.72	2167.97	884.00	O.K
						1175.00

※ 本实验结果对安全率没有另外研究.

标准的静，动载荷实验与 simbat test实验的比较

标准的静，动载荷实验与 simbat test实验的比较

　i) Case Method : 根据以1960年Dr. Smith的波传播理论为基础的打击方程式进行的载荷能力实验。
　 ii) New-Matic Dynamic load test :以打击方程式为基础安装火药，通过火药的爆炸力加以动载荷的实验。

地表土质单一，地桩为小口径钢管或P.C, P.H.C等情况下，用标准的方法根据打击方程式进行实验测定，现在多样的土质和大口径现场浇灌地桩的情况，使用打击方程式会发生很多问题，特别是现场浇灌地桩根据打击方程式进行的话会发生许多实际和理论上的问题。
simbat test实验解决了这些问题。

- Simbat test和标准pile载荷实验的比较

测定范围	静载荷实验	动载荷实验
		Case Method	Simbat Method
下降量测定	yes	no	yes
加速度测定	no	yes	yes
矫正速度	no	no	yes
动状态的simulation	no	yes	yes
载荷作用时管内部的荷重调节	no	no	yes

(Simbat test Rdy)

Separation of Forces, Measurement of Rdy

结 论
经过3年的实验才开始正式投入使用的 Simbat test实验已经在各个施工现场度过了6年时光。并且为了验证是否适用于其他地桩而对取得的data进行了分析. 结果得出了相同的结论.

由于上部建筑的影响，接触地桩顶部几乎不可能，也没有其他非破坏方法进行测定，所以对地装长度和品质会产生很多疑问。

在这种情况下，为研究地桩的长度和良好度，开始研究各种实验方法，其中parallel seismic test(平行地震波)作为地桩检定的实验方法之一开始得到应用。

以打击地桩的顶部或底部的检查方法，通过分析震动波在钢管内部传播后到达内部安装的传感器的时间来检查地桩的状态。

- 一头封住的管与地桩水平方向垂直方向插入2M以上。
- 最好使用ABS塑料管类
- 使用管应防水并与周边土壤粘着。
- 应以管与任何测定点之间距离不得超过400mm为原则设置管。 管内应注满水。

原距离传感器应比加长0.5m～1.0m后的管底部更低。用hammer打击地桩，记录从hammer到传感器传送的signal。

本实验装备有远距离传感器，geophone , accelerometer , seismic检查仪，及内部置有 制动器的hammer组成，它们构成了data acquisition - system。

本实验报告书应收录以下内容。
- 各管的所有传送signal形态
- 应收录管类型，土壤状态和实验方法
- 关于所有管的结果表，所有深度的资料。
- 倾斜记录及相关资料。

地桩良好度检查

地桩打入深度检查

Sonic coring test作为60年代发展起来的技术，依据 Levy进行说明，并开始应用。1975年Paquel和 Briard 对已知有缺陷的一系列施工完的地桩进行sonic coring test 实验，并将结果发表，以后，此方法开始得到广泛的应用。根据施工现场所得的事例 在国内的施工现场对地桩及混凝土壁进行品质检定。

sonic coring test开始前，施工单位必须埋设竖直送水管(tube)用于投入声波发，收信探头
- 应根据地桩的直径选择管的埋设数量和位置及埋设方法。

- pile　的直径别　埋入的最少个数

区 分	埋入个数(个)	比 较
Φ ≤ 0.6m	2
0.6 ≤ Φ ≤ 1.2m	3
1.2 ≤ Φ ≤ 1.5m	4
3.0m ≤ Φ	5

0.6≤Φ≤1.2m的时候埋入个数为　3个	1.2m<Φ≤1.5m的时候埋入个数最少为　4个	Φ3.0m以上的时候埋入个数最少为　5个

实验前应掌握地桩的深度，E.L，可疑部位的弹性系数和混凝土压缩强度等应有的资料。

进行实验的技术员应在现场就地桩的有无异常，混凝土的状态等资料即时向施工单位的技术员提供。并且，实验最好在混凝土浇灌后7天左右以后进行，这是因为在地桩缺陷保修期没有过的状态下进行mechanical coring 非常容易，而且混凝土硬化6 - 7天左右进行超声波发，收信最适当。

进行实验的技术员应有丰富的施工知识和经验。 掌握缺陷情况，施工单位有不正确的情况应即时指正。

Sonic coring test 实验进行时 埋设的tube深度应超过混凝土底部深度，否则不可能检查底部。
由于发收信号的范围有限和埋设tube的高费用等原因，会使超声波实验产生死角地带。

所以，会发生查不出死角部位的缺陷等问题。死角部位随着地桩直径的增大也会越来越大。

虽然包括严格的混凝土品质管理和精确的载荷实验在内的传统方法被普遍的使用，但是由于载荷试验所需经费过高，一般只能选择一两个地桩进行实验。

虽然如果条件理想的话，一两个地桩非常充分，但由于土质的多变及施工上的各种原因，造成了下列的各种问题。

一 -拆除临时钢管时，会在混凝土内出现necking和arching
二 -侧壁损伤面生成necking和arching
三 - 侧壁损伤或下部清理不充分，发生soft toe
四 - 浇灌混凝土用漏斗钢管从混凝土顶部拆除时，发生泥土与水平层分离现象。
五 - 由于混凝土没有正常浇入，产生空隙。
六 - 微小物质流失引起的honeycomb。

sonic coring test实验可以将类似的各种缺陷检查出来，而且价格便宜，非常实用，但由于超生波检查时可能出现死角地带，品质检查实验时应注意。 .

虽然包括严格的混凝土品质管理和精确的载荷实验在内的传统方法被普遍的使用，但是由于载荷试验所需经费过高，一般只能选择一两个地桩进行实验。

1) Sonic Test的理论背景

① V (Velocity) : 波通过媒体的速度 ② L (Distance) : 距离(Tube间距离) ③ T (Time) : 传达时间 ④ E : 媒体的动弹性系数 ⑤ υ: P波比 ⑥ ρ: 密度 Tube 距离 : 40cm ∴ 日本建筑化学式 Fc = 215 Vp - 620 ∴ 压缩强度推导式 Fc = 177 Vp - 476 (气中良性) = 202 - 574 (水中良性 ) 透明度摄影时确认缺陷部位，将此部位的速度与正常部位的速度相比较，检查缺陷的程度，这是非常有效的方法。 I.T.S-2002 式样

⑴ 发信探头
发信探头应具有的最重要条件①坚固②可发出明显的超声波震波③为防止外界干扰，即使在低电压条件下也可正常工作。

(2) 收信探头
到达的震波中无视tube的影响，混凝土与水的接触面将超声波集中在管的中心靠后一点聚集。

为了有效地集中收集超声波信号进行特殊制造
I.T.S-2004 数据输出及分析
1) 现场数据输出

2) 获得的数据的计算机分析结果

- 顶部缺陷类型

检查日期 : 1999年 5月 28日 (第1次 TEST)	单位 : M
TRACE 4-1	TRACE 4-1

检查日期 : 1999年 5月 28日 (第1次 TEST)	单位 : M
TRACE 4-1	TRACE 4-1

依据 SONIC TEST 缺陷及加固实例
- 第一次实验时PILE 顶部2.5M ~3.0M处波形未知
- PILE中央部位CORING后顶部材料分离现象确认
- 从CORING部位CEMENT GROUTING
- 2~3次实验，GROUTING 失败

特点
- 顶部缺陷部位由于地下水位影响，1~3次实验时的GROUTING 失败
- 根据计算，决定利用MICROPILE加固

混合混凝土面的缺陷 - 顶部混合混凝土的缺陷
- 使用检查用TUBE加固后进行再检查

선단부 골재 분리

2) 中央部缺陷类型

检查日期 : 1999年 6月 21日	单位 : M
TRACE 2-4	TRACE 2-4

检查日期 : 1999年 9月 14日	单位 : M
TRACE 4-1	TRACE 4-1

依据 SONIC TEST 缺陷及加固实例
- 第一次实验时PILE中间部位波形减弱现象确认
- CORING 后材料分离及PILE截断现象确认
- CORING HOLE CEMENT GROUTING
- 以CORING HOLE进行CEMENT GROUTING
- 在缺陷PILE周围插入SHEET PILE后进行第二次GROUTING
- 根据第二次GROUTING 进行保修加固 3) 上部缺陷类型

检查日期 : 2000年 11月 3日	单位 : M
TRACE 1-3	TRACE 1-3

检查日期 : 2000年 11月 3日	单位 : M
TRACE 2-3	TRACE 2-3

依据 SONIC TEST 缺陷及加固实例
- 第一次实验中PILE上端2.0~3.0M处波形减弱
- PILE CORING后与附加照片一起确认材料分离现象
- 以CORING HOLE进行CEMENT GROUTING后利用TUBE进行再检查
- 波形回复确认

特点
- 对现场不良实例的鉴定结果
- 混凝土浇灌时，根据混凝土车的情况，缺陷处混凝土浇灌中断
- 混凝土运到后进行浇灌
- 在波形减弱处确认材料分离
- 根据GROUTING 采取加固措施
- 混凝土热化决定的强度水准

混凝土热化决定的强度水准

- 上部混凝土和下部混凝土强度差确定
- 声波的速度差明显

4) 整体的缺陷类型

检查日期 : 1999年 3月 27日	单位 : M
TRACE 2-3	TRACE 2-3

检查日期 : 1999年 3月 27日	单位 : M
TRACE 2-4	TRACE 2-4

依据 SONIC TEST 缺陷及加固实例
- PILE整体相关波形的最大变化确认
- 根据CORING 对材料分离及混凝土强度的详细确认
- SIMBATEST实施
- PILE再施工

特点
- 混凝土浇灌时，其强度的水准和材料分离

5) casing不良引起的缺陷

casing不良引起的 NECKING

冲击弹性波实验是在实验对象上加以冲击力，沿力的方向发生密度变化，包括ultrasonic领域在内的广范围的周波组成的弹性波到达对象物的底部反射回来，通过测定反射信号来判定地桩的长度及缺陷有无的实验。 .

通常，混凝土浇灌时，混凝土内部通过的超声波速度在完工后28天时为4000m/sec，没超过28天时为3500m/sec，进行实验时，对对象物(基础地基或混凝土构造物)施以短暂冲击，出现密度变化，捕捉包括超声波在内的各种范围内的周波，将其图象化，图象中应出现 并且还应该出现概括上述周波的mean mobility graph，根据此图象，分析地桩的缺陷，支撑力，支撑端部的stiffness值(硬度)，即 K值的变化，得出地桩长度和缺陷部位长度的图象。机器的记录仪应将四种图象全部显示出来

根据弹性波确定地桩形象作为最终判定资料使用。

除一般进行的地桩静，动载荷实验simbat(Simulation Battage Test)以外，小型地桩实验和施工中构造物地表支持力实验等载荷实验准备等重要事项列举如下

载荷方法分为在实验Pile及地表上直接加载重物的实物载荷实验和以Achor反作用的方法。

((a) 实载荷Pile试验 (主要用于载荷量小的小型地桩)	(b) 利用周围Pile反作用力的Pile载荷实验

载荷实验的成败在于实验Pile顶部是否变形和地面的水平保持，所以Pile顶部和地面整理时要认真仔细，实验途中也要注意Pile顶部的变形情况。