桩周人工地基或砌体对低应变反射波形曲线的影响与对策
桩基检测中低应变反射波法运用及质量控制
桩基检测中低应变反射波法运用及质量控制发布时间：2021-07-07T05:36:06.951Z 来源：《防护工程》2021年7期作者：夏东海[导读] 近年来，随着建筑工程行业日益发展，人们对建筑工程质量的要求也日益严格，在建筑工程中，桩基础占据了核心地位，桩基质量优劣与否，对建筑耐久性、安全性具有直接影响，工程地基承载力也直接影响了桩基础。
所以，加强桩基础检测，是桩基础安全性的重要保障。
笔者根据自身多年的桩基础检测经验，主要分析建筑工程中的桩基础质量问题，探讨低应变反射波法的运用现状，旨在提升桩基础检测效率、质量。
夏东海中山市建科建筑工程材料检验检测有限公司广东中山 528400摘要：近年来，随着建筑工程行业日益发展，人们对建筑工程质量的要求也日益严格，在建筑工程中，桩基础占据了核心地位，桩基质量优劣与否，对建筑耐久性、安全性具有直接影响，工程地基承载力也直接影响了桩基础。
所以，加强桩基础检测，是桩基础安全性的重要保障。
笔者根据自身多年的桩基础检测经验，主要分析建筑工程中的桩基础质量问题，探讨低应变反射波法的运用现状，旨在提升桩基础检测效率、质量。
关键词：桩基础；检测；低应变反射波法；质量控制在建筑工程中，桩基础属于基础性结构，也是核心结构。
如果在建筑项目建设过程中，桩基础发生安全问题，必然会直接影响整个建筑工程成败。
因此，要想保证建筑工程质量达标，必须提升桩基础安全性，确保安全性能达到项目要求。
所以，在实际施工中，必须严格控制、把关桩基础质量检测。
笔者根据自身多年的桩基础检测经验，主要分析建筑工程中的桩基础质量问题，探讨低应变反射波法的运用现状，旨在提升桩基础检测效率、质量。
一、桩基础施工中的常见质量问题和施工技术分析首先，桩身倾斜。
在桩基础施工过程中，主要常见问题是桩身倾斜，主要是完成钻孔以后，孔洞孔径未达到规定的垂直度，与标准数值存在一定差距，不能有效满足桩基础设计规范，更无法达到施工要求。
桩基检测低应变反射波法探讨
桩基检测低应变反射波法探讨1 引言桩基属于隐蔽工程，在桩基施工过程中，受岩土工程地质条件、施工技术等因素的影响，可能存在一定的缺陷，如扩径、缩径、离析、夹泥、空洞和断桩等。
在桩基施工结束后，需要进行桩基质量检测，评价桩基施工质量，为下一步施工做好准备。
目前桩基的检测方法较多，工作原理各不相同，常用的方法有高应变法、机械阻抗法、低应变反射波法、声波透射法和钻芯检测法等。
与其他检测方法相比，低应变反射波法具有工作原理简单、结果判读直观、检测结果准确、检测花费少等优点，在新建结构基桩检测中使用频率最高，根据统计，国内在建工程中约80%的桩基采用低应变反射波法进行检测[1]。
2 方法2.1低应变反射波法原理桩基桩身完整性检测常用低应变反射波法，其基本原理是：在桩基的顶部施加激振信号产生应力波，应力波在沿桩身传播过程中，如遇到不连续界面（如扩径、缩径、离析、夹泥、空洞和断桩等缺陷）和桩底界面时，会产生反射波，通过综合分析反射波的传播时间、幅值和波形特征，判断桩身的完整性及是否存在缺陷，其基本原理见图1[2]。
2.2波形分析2.2.1确定标准波形检测时，同一场地完整桩反射波形相似。
对比桩基检测得到的波形，结合工程勘察成果、基桩施工记录及波形特征，确定标准波形。
其他桩基波形与标准波形对比，计算分析确定缺陷性质。
在频率域内对桩基检测结果进行频谱分析，根据时域波形特征结合缺陷桩的频谱特征确定缺陷类型和部位：2.2.2 不同桩基检测的波形特点（1）完整桩：即标准波形，无其他杂波，桩底反射和入射同相位；峰排列规则，相临峰值间隔相等。
（2）离析、夹泥桩：开始反射波与入射波同相位，缺陷部位入射波与反射波反相位；反射波脉冲宽度比入射波脉冲宽度明显变宽，由于缺陷部位混凝土松散，吸收了大部分应力波能量，桩底反射一般不明显，严重时，无桩底反射[3]。
（3）缩径桩：开始反射波与入射波同相位，缺陷部位入射波与反射波反相位；反射波脉冲宽度比入射波脉冲宽度基本一致。
浅谈低应变反射波法在桩基检测中的应用
浅谈低应变反射波法在桩基检测中的应用摘要:随着桩结构越来越广泛的应用于地基加固，如何检测成桩质量成为控制桩基础施工质量的关键。
在介绍低应变反射波法检测桩基完整性的原理、缺陷类型及位置的判定依据、检测影响因素的基础上，以盐城市文化艺术中心连廊工程C20钻孔灌注桩为工程背景，采用RS-1616K（P）低应变仪及其所配套的时域分析软件，并结合地质、施工记录资料对桩实测波形进行反演分析，分析结果为3-1号桩在3.30 m处存在离析或夹泥。
研究表明，低应变反射法能准确地反映成桩的缺陷位置及程度，为桩基施工质量的控制提供了指导依据。
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 yancheng city culture and art center LianLang engineering C20 bored piles for engineering background, the RS-1616 K (P) 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 3-1 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。
桩基低应变典型波
桩基低应变典型波1.引言桩基低应变典型波是地震波传播在桩基中的一种波动现象。
在基础工程中，了解和分析桩基低应变典型波具有重要的意义。
本文将从桩基低应变典型波的定义、特征及影响因素等方面进行探讨。
2.桩基低应变典型波的定义桩基低应变典型波是指地震波在通过桩基时，产生的波动现象。
它是桩基与地震波相互作用的结果。
桩基低应变典型波在桩基及周围土体产生的应变较小，相对于土体中的应变波动来说，应变波动幅度较低。
3.桩基低应变典型波的特征桩基低应变典型波具有以下几个特征：3.1 波速降低地震波传播在桩基中时，由于桩身的刚度和材料特性，波速会发生降低。
这种波速降低会影响波动传播的时间和路径。
3.2 波阻尼增加在桩基中传播的地震波，会导致波动的能量损失。
这种能量损失使得波动在传播过程中被衰减，波动的振幅逐渐减小。
3.3 波形形状改变地震波在桩基中传播时，波形的形状会发生变化。
波形的改变主要受到桩基的刚度和密度等因素的影响。
3.4 动力反应减小地震波穿过桩基时，桩基的存在会使得波传播路径发生偏折。
这种偏折会导致地震波的动力反应减小。
4.影响桩基低应变典型波的因素桩基低应变典型波的形成和传播受到多种因素的影响。
以下是影响因素的一些典型例子：4.1 桩长和直径桩长和直径是影响桩基低应变典型波形成和传播的重要因素。
桩长和直径的变化会引起波传播路径和速度的改变。
4.2 土体特性土体的密度、湿度、固结度等特性对桩基低应变典型波的形成和传播具有影响。
不同类型的土体对波动的传播和衰减有不同的响应。
4.3 桩基材料桩基的材料特性也会对低应变典型波的形成和传播产生影响。
不同材料的刚度和阻尼特性会导致波动的速度和能量损失的程度不同。
4.4 地震波特性地震波的频率、振幅、波速等特性也会对桩基低应变典型波的形成和传播产生影响。
这些特性会决定波形的形状和波动的衰减程度。
5.结论桩基低应变典型波是地震波在桩基中传播时产生的波动现象。
它具有波速降低、波阻尼增加、波形形状改变和动力反应减小等特征。
地质条件及施工对基桩低应变反射波法曲线的影响
地质条件及施工对基桩低应变反射波法曲线的影响本文首先介绍了低应变反射波法的基本原理和反射波的波形特征，然后分析了影响因素和低应变检测的优点及局限性，最后阐述了地质及施工条件综合分析方法。
标签：地质条件;施工条件;基桩;低应变反射波法;影响桩基础是工程结构中采用的主要基础类型，由于它是地下隐蔽结构物，在施工过程中易出现各类缺陷，故对桩基础进行检测是一项非常重要的工作。
但是桩基检测中不可预见影响因素非常复杂。
例如，检测桩的桩头处理、传感器的安装、激振频率的选择情况以及桩周土阻力等，都对检测数据产生一定的影响，这就要求检测人员在检测过程中，分析克服外界不利影响因素，寻求最佳检测手段，追求最准确的判断。
1 低应变反射波法的基本原理反射波法的理论基础是以一维线弹性杆件模型为依据，利用手锤或力棒敲击桩顶面，在桩顶施加激振信号产生的应力波在沿桩身传播过程中，遇到桩身存在明显波阻抗差异界面（如桩底、断桩、管桩接缝和严重离析、加泥）或桩身截面积变化（如缩径、扩径）时，将产生反射波，检测分析反射波的到时、幅值、波形特征及波速，以此来判断桩的完整性、缺陷性质及位置。
根据一维波动方程和界面处平衡条件及速度连续条件可得到速度反射波Vr 和透射波Vt与入射波Vi的关系：Vr=Vi（Z1-Z2）/（Z1+Z2），Vt=Vi*2*Z1/（Z1+Z2）。
令桩完整性系数为：β=Z2/Z1，则有：Vr=Vi（1-β）/（1+β）。
Vt=Vi*2/（1+β）。
其中，Z1为界面上的桩阻抗;Z2为界面下的桩阻抗。
从式中可以得出：1）如果β〉1，反射波的速度与入射波的速度异号反相，则表明桩身出现扩径或者桩底嵌岩良好。
2）如果β<1，反射波的速度与入射波的速度同号同相，则表明桩身出现缩径、离析、夹泥或管桩接桩位置有问题等缺陷。
3）如果β=1，则表明桩身截面均匀，无缺陷。
若假定桩身传播速度C已知，从实测的反射波曲线就可以计算出桩长或缺陷位置L：L=1/2Ctr。
工程桩低应变反射波时程曲线解析
工程桩低应变反射波时程曲线解析信息来源： 发布日期：2009-3-7 阅读次数:3159 次赵竹占 （浙江省地球物理技术应用研究所杭州 310015） 摘 要：本文综合各类型工程桩低应变反射波的时程曲线解析，并讨论和总结其各类缺陷的应力波的传播 特征。
关键词：时程曲线，扩径，缩径，离析，断裂 一．前言灌注桩是建筑物的常用基桩形式，它将上部结构的荷载传递到地基土层或岩层之中。
因此桩基的施工 质量以及评价桩身完整性的检测工作就显得尤为重要。
多年来，对桩身完整性的检测，较为快速有效的方法是低应变反射波法。
因此目前几乎所有的动测规 范均将此方法列为检测桩身完整性的首选方法。
本文综合了各类工程桩低应变完整性检测的典型曲线加以 解析。
二．方法原理反射波法是以应力波在桩身中的传播特征为理论基础，当应力波在假定的一维均质杆件（桩）中传播 时，其纵向的振动微分方程为：⑴其中为纵波在杆件中的传播速度，需要说明的是应力波在传波过程中由于桩身截面的非杆性体特性，因而将会引起三维效应和横向惯性效应，给动测资料带来一定的不单一性。
图 1 所示，在桩顶激振后，由于质点的振动引起应力波往下传播，当遇到阻抗(RA)界面时，将产生反射和透射，根据界面连续条件和牛顿第三定律，界面上两侧的质点速度，应力均应相等。
⑴ 当桩底为支承桩，胶结良好，波阻抗近似不变时，则时，由⑷，⑸可知应力波为全透射，无反射信号，一般看不到桩底反射。
但先决条件是激振的能量充分影响到桩底情况下。
⑵ 当界面上应力波从高阻抗进入低阻抗时（），如磨擦桩的桩底、断裂、离析、缩径等缺陷。
，则 ， ， 由⑷式可知 与 异号，下行的压缩波，上行的拉力波，由⑸式可知 与 符号一致，反射波与入射波同相。
当桩底存在沉渣或桩身完全断裂情况下，则，此时由⑷，⑸式可得出则桩底处于应力为零，速度加倍。
⑶ 当界面上应力波从低阻抗进入高阻抗时，如扩径桩或嵌入高阻抗的嵌岩桩，此时由于 Z1＜Z2 则，由⑷，⑸式可知 与 同号，反射应力同入射的压缩波，而 与 相反，反射波与入射波反相。
建筑桩基检测中的低应变反射波应用分析
大型建筑一般都需要有坚固的桩基去承受巨大压力，而桩基检测是衡量建筑牢固性能的必要条件。常用的桩基检测方法主要有低应变检测波法、超声波检测法以及钻孔抽芯法等。而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。因此为了保障建筑桩基工程质量，以下就低应变反射波法在建筑桩基检测中的应用进行了探讨分析。
6、传感器选择和安装要点。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。第一、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。第二、传感器的安装。一般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，但理论上不建议使用口香糖，不环保不卫生；而价格较低的黄油非常适合做来耦合。传感器与桩顶之间的耦合是非常重要的，安装方式不慎，粘结状态不好，就会降低传感器的安装谐振效率，严重的情况下还将制约加速度的有效使用频范，使测试失败。
二、建筑桩基工程检测中的低应变反射波法应用原理
桩底持力层对低应变反射波法检测信号的影响分析
摘要：通过有限元模型分析不同桩底持力层参数对检测信号的影响，并结合工程桩信号，分析总结持力层刚度系数
和阻尼系数与应力波衰减的关系。
关键词：反射波法；应力波衰减；持力层刚度；持力层阻尼
中图分类号：TU473.1+6
文献标识码：B
文章编号：1674-2133 （2009） 09- 26- 03
Analysis on the effect of pile bottom load-bearing stratum on the detection signal of low strain reflected wave method
CHEN Sheng1 HUANG Zhi-wei2
（1.Guangdong Procincial Academy of Building Research，Guangzhou 510500; 2.Longgang Supervision and Inspection Station for the Quality of Project，Shenzhen 518172，China）
2 有限元模型的建立
2.1 激振脉冲 文献[1]对矩形脉冲、余弦脉冲、升余弦脉冲和
三角脉冲进行了深入的研究并得出升余弦脉冲无论 在波的形态还是归零方面更加接近于实测力波。因 此本文有限元模型中桩顶的瞬态激振脉冲采用升余 弦脉冲：
（1）
式中：t0 和为激振力振幅）。 2.2 桩周土和桩底持力层等效参数的计算式
大，桩底反射信号越清晰，反射波波幅越大，即应
力波的衰减越小。这与前面有限元模型模拟分析结
果非常吻合。
图 5 衰减系数与桩底岩土等效阻尼系数关系图
图 5 可以看出，衰减系数随持力层等效阻尼系
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桩底 支承 介 质较桩 身材 料硬 ， 身扩径 、 肚都 属 桩 鼓
于这 种类 型 。
当桩 身几 何尺 寸 或 材 料物 理 性 质 发 生变 化 时 ， 相
应 的ｐ， ， 发 生 变化 ， 变化发 生 处称 为波 阻抗 界面 。 ＣＡ 其
离析 、 缝等 都 属于这 种 类型 。 裂
反射波 为上 行拉 力波 ， 反射 波速 度 、 应力均 与入 射
波信 号极 性 一致 。
度、 纵波 波速 、 截面 积分 别 用Ｚ， ＣＡ表示 ， ： 横 Ｐ，， 则
ＺｐＡ ＝ｃ （） １
（）波 阻抗 增大 ｑ。ｖ１ ２ｆ ） ３ ｏ ｔ ｃ４ ： ｃ ２２
（ ）波 阻抗 近 似不 变 （ Ａ ｐｃ４ ） １ ｐ ２２： ： ｃ ｃ 桩底 支承 介质 与 桩身 阻 抗 近似 ， 身完 整 、 匀 、 桩 均
无缺 陷都 属于这 种 类型 。 应 力波 为全 透射 ， 反射信 号产 生 。 无 （ ）波 阻抗 减小 （ ＞ ｎ （ｉｇ ａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ Ｉｖｓｉ ｔ ｎ Ｉｓｉ ｔ，８ ０ １ ，Ｘ＂ｉｇ ｈｎ） Ｑｎ ｈｉ ｎｉ ｅｉ ｎ ｅｔ ａｉ ｎｔｕｅ ０ ６ ｉ ｎ ，Ｃ ｉａ ｎ ｎ ｇ ｏ ｔ １ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｒｅ ｅ ｔ ｗａ ｅ ｓｒ ｃ ： ｌ ｆ ｃｅ ｄ ｖ ｍｅｈ ｄ ｓ ｆｓ， ｅ ｏ ｏ ｃ ｎ ｎｏ ｄ ｓｒ ｃｉｅ ｔｏ ｉ ａ ａ ｔ ｃ ｎ ｍｉ ａ ｄ ｎ－ ｅ ｔｕ ｔ ｍｅｈ ｄ ｏ ｉ ｓ ｅ ｔ ｎ ｆ ｐ ｌ ｖ ｔ ｏ ｆｒ ｎ ｐ ｃｉ ｏ ｉ ｏ ｅ
Ｆ＿ｐ２２ － ＣＡ１ ｃＡ２－ ｌ － ｐｌ
一
ｐ２２ ｐ］ １ ｃ，２ ｃ ４＋
（ ２）
桩身 各种性 状 以及桩 底 不 同的支承 条件 均可 归纳
成 以下３ ＠ 阻抗 变化 类型 。 ｆ波
垫层 、 壁等 人 工地基 或砌 体 时 ， 使桩 身 不存在 任何 护 即 缺陷 ，低 应变 实测 曲线 在 人工地 基 或砌体 与 天然桩 周
第４ ３卷 第 ９期 ２ １ ０ ２年 ９月
Ｖｏ ． ３ ｏ ９ １ Ｎ ． ４ Ｓ ｐ ．２ ２ ｅ ｔ ０１
建
Ａｒ ｈ ｔｃ ｕ ｅ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｃ ｉ ｔ ｒ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｅ
筑
技
术
・５ ・ ８ ｌ
桩 周 人 工地 基 或 砌 体 对 低 应 变 反 射 波形 曲线 的影响与对策
关 键词 ：桩 基础 ； 身 完整 性 检 测 ； 桩 反射 波 法
中图分 类 号 ： Ｕ ７ ．２ Ｔ ４ ３１ 文 献 标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ０ ４ ２ （０ ２ ０ — ８ １ ０ １ ０ — ７ ６ ２ １ ）９ ０ ５ — ３
Ｉ ＮＦＬＵＥＮＣＥ Ｆ ｏ ＡＲＴＩ ＣＩ ＦＩ ＡＬ Ｆｏ ＵＮＤＡＴＩ ｏＮ ｏＲ ＡＳｏＮＲＹ Ｍ ＡＲｏＵＮＤ Ｉ Ｐ ＬＥＳ ｏ Ｎ ＬｏＷ —Ｓ ＴＲＡＩ Ｎ ＲＥＦＬＥＣ Ｄ ＡＶＥＦｏ ＲＭ ＣＵＲＶＥ Ｉ Ｗ ＡＮＤ ＣｏＵＮＴＥＲＭ ＥＡＳ ＵＲＥＳ
连杰 明
（ 海 工 程 勘 察 院 ， １０ ６ 西 宁 ） 青 ８０ １，
摘
要 ：采 用 反射 波 法检 测 桩 身 完整 有 快速 、 济 、 经 无损 等 特 点 ， 在 桩 身 周 围 有砌 体 或 人 工地 基 时 易 产 生 但
误 判 。为 此应 在 施 工过 程 中降低 两 者 结合 的紧 密 程度 以减 少 或消 除 对 反射 波 形 曲线 的影 响 。
桩 身完 整性 检测 的方 法 主要 有反射 波 法 、高应 变 法 、 波 透射 法 和钻 芯 法 ， 中反射 波 法 因具 有 快 速 、 声 其 经济 、 无损等 优 点应用 最 为广泛 。但 是 ， 反射 波法 的局
限性 在 于桩 身周 围存在 砖 基础 、 石混凝 土 基础 、 土 毛 灰
ｃ ｎ ｔ ｃｉｎ Ｓ ｓ ｔ ｅ ｕ ｅ ｒ ｅｉ ｎ ｔ ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｎ ｒｆｅ ｔｄ ｗａ ｅｏ ｌ ｕ ｖ ． ｏ ｓｒ ｔ 。 Ｏ ａ ｏ ｒ ｄ ｃ ｏ ｌｍｉａｅ ｔ ｅ ｉ ｆ ｅ ｃ ｏ ｅ ｃｅ ｖ ｆｒ ｌｃ ｒｅ ｕ ｏ ｌ ｌ Ｔ Ｋ ｅ ｒ ： ｐ ｌ ｏ ｎ ａｉｎ ｉｅ ｂ ｄ ｎｅ ｒｔ ｎ ｐ ｃｉｎ ｅ ｅ ｔｄ ｙ ｗｏ ｄｓ ｉｅ ｆ ｕ ｄ ｔｏ ；ｐ ｌ ｏ ｙ ｉ ｔｇｉｙ ｉ ｓ ｅ ｔｏ ；ｒ ｆ ｃｅ ｗａ ｅ ｍｅｈ ｄ ｌ ｖ ｔｏ
ｂ ｄ ｎｅｒ ｙ ｕ ｔｍａ ａｉ ａ ｓ ｓｕ ｇ ｎ ｈ ｎ ｔｅｅ ｉ ｍ ｓｎｙ ｏ ｒｆ ｉｌｆｕ ｄ ｔ ｎ ａｏ ｎ ｉ ｏ ｙ ｉｔｇｉ ，ｂ ｔｉ ｔ ｙ ｅ ｓ ｙ ｃｕ ｅ ｍｉ ｄ ｍｅ ｔｗ ｅ ｈ ｒ ｓ ａｏ ｒ ｒ ａｔ ｃａ ｏ ｎ ａｉ ｒｕ ｄ ｐｌ ｌ ｊ ｉ ｉ ｏ ｅ
土交 界处 会表 现 出明显 的缺 陷 反射 ；在基 桩 完整性 的
检 测 过程 中 ， 不考 虑 人工地 基 或砌体 的影响 ， 若 往往 会 对 桩 身 的完整性 产 生误 判 。
１ 反 射 波 法 的基 本 原 理
取 桩身 某段 为 一个 分析单 元 ，其波 阻抗 、介质 密
桩 底支 承介 质较 桩身 材料软 以及 桩 身断裂 、 径 、 缩