基桩高应变检测.

高应变法动力试桩的主要功能 （1）判定单桩竖向抗压承载力（简称单桩承载力）。单桩承载力是指单桩所 具有的承受荷载的能力，其最大的承载能力称为单桩极限承载力。 高应变法判定单桩承载力是桩身结构强度满足轴向荷载的前提下判定地基 土对桩的支承能力。 （2）判定桩身完整性。高应变作用在桩顶的能量大，检测桩的有效深度大。 对预制方桩和预应力管桩接头是否焊缝开裂等缺陷判断优于低应变法；对 等截面桩可以由截面完整系数β定量判定缺陷程度，从而判定缺陷是否影 响桩身结构的承载力。 （3）打入式预制桩的打桩应力监控；桩锤效率、锤击能量的传递检测，为沉 桩工艺、选择锤击设备提供依据。 （4）对桩身侧阻力和端阻力进行估算。
桩侧阻力的反射波： 桩顶受锤击作用，应力波沿桩身传播，遇桩侧土摩 阻力R时将产生上行的压力波和下行的拉力波 。
打桩土阻力的大小显然与桩的竖向承载力高低 有关，桩承载力愈高、打桩土阻力愈强。尽管土 阻力是直接测量的，但土阻力中所包含的静阻力 的具体量值是未知的。因此，通过实测力与实测 速度曲线之差反映的土阻力大小只是桩的竖向承 载力高低的定性表达。
由于x是完全任意的，可以得出如下结论：在桩顶力和速 度时程曲线的2x/c(x＜L)时刻，力曲线与速度曲线之间 的差值代表了应力波从桩顶下行至x深度的过程中所受到 的所有土阻力之和，即：
上行为R/2的压力波，经2L/c 时刻到达测点。它对 测点波形影响是，使力值增加，速度值减小，也就是 力和速度波形分开，分开距离在数值上正好是桩侧摩 阻力值。 数值－R/2的下行拉力波将和下行的锤击波F(t)叠加， 传播至桩底后产生反射。
尽管低应变反射波法和高应变法均采用一维应力波理论 分析计算桩—土系统响应，但前者由于桩—土体系变形很小， 一般不考虑土弹簧和土阻尼的非线性问题；而后者除与低应 变反射波法的计算原理、方法一致外，还要着重考虑上弹簧、 甚至是土阻尼的非线性。 因此，利用波动理论计算桩土互作用的土阻力问题显得很 重要。
高应变实际检测时，测量激励和响应的传感器一般安装在桩 顶附近，习惯上将传感器安装截面视为桩顶，传感器安装载面至桩 底的距离称为测点下桩长L。对于等截面均匀桩，桩顶实测到的力 和速度包含了桩侧和桩端土阻力的影响。下面来分析一下深度x处 的上阻力R 2在冲击过程中对桩顶的力和速度的影响。下行入射波 通过x界面时，将在界面处分别产生幅值各为R x／2的向上反射压 力波和向下传播的拉力波．见图1。即t＝x／c时刻Rx被激发，R x ／2的压力波影响于2x／c时刻反射回桩顶，它将使桩顶力曲线上升 R x／2， 同时使速度曲线下降R x／2Z。如果将速度曲线以力的 单位归一化，即将速度乘以阻抗Z与力曲线同时显示，这样Rx对桩 顶力和速度曲线的影响将使两曲线的差值增加为：
（2）灌注桩的处理。 灌注桩的桩身处理较为复杂，针对不同桩型，一般可 采用下列几种办法： ①制作长桩帽，传感器安放在桩帽上这种方法因便于传感 器安装（原则上传感器应装在本桩上）、不会砸乱桩头、 桩帽强度可以自由配制、信号质量较好，但是一旦接桩效 果较差，便会严重影响上方传感器的测试信号；上下介质 广义波阻抗相差较大时，也将使测试信号的可信度降低。
四、现场检测技术
JGJ106-2014对检测前的准备工作应符合下列规定： 9.3.1 条 1、对于不满足本规范表3.2.5规定的休止时间的预制桩 ，应根据本地区的经验，合理安排复打时间，确定 承载力的时间效应。 2、桩顶面应平整，桩顶高度应满足锤击装臵的要求，桩 锤重心应与桩顶对中，锤击装臵架立应垂直。 3、对不能承受锤击的桩头应做加固处理，混凝土桩的桩 头处理按本规范附录B执行。 4、传感器的安装应符合本规范附录F的规定。 5、桩头顶部应设臵桩垫，桩垫可采用10～30mm厚的木板 或胶合板等材料。
1、桩头处理 （1）预制桩的处理。 预制桩的桩头处理较为简单，使用施工用柴油锤跟打 时，只需留出足够深度以备传感器安装；预制桩砼强度较 高，桩头较平整，无须进行桩头处理，一般垫上合适的桩 垫即可，但对于那些截掉桩头或桩头打烂后才通知测试的 ，有时也有必要进行处理，或将凸出部分敲掉（割掉）， 特别是出露的钢筋应当割掉，或重新涂上一层高强度早强 水泥使桩头平整。大部分预制桩桩侧非常平整，可直接安 装传感器，小口径预应力管桩，则因曲率半径太小，不利 于应力环与桩身的紧贴，有时宜进行局部处理。
②制作短桩帽，传感器在本桩上安装。 这是较合理的一种处理方法，利用桩帽承受 锤击时的不均匀打击力，以防止桩头的开裂。因 传感器在本桩上安装，接头处并无特别的处理要 求。工程桩难有安装传感器的平整面，当桩头位 于地表以下时，需大量开挖以保证传感器的安装 等是本方法的缺点。
二、高应变法检测一般规定
该方法适用于检测基桩的竖向抗压承载力和桩身完整 性；监测预制桩打入时的桩身应力和锤击能量传递比，为 沉桩工艺参数及桩长选择提供依据。对于大直径扩底桩和 Q-s曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩，不宜采用该方 法进行竖向抗压承载力检测。
三、仪器设备
检测仪器一般通用的基桩动测仪可以胜任。 JGJ106-2014对锤击设备提出了要求： 9.2.2条:锤击设备可采用柴油锤、液压锤、蒸汽锤等具 有导向装臵的打桩机械 ，但不得采用导杆式柴油锤、 振动锤。 9.2.3条：高应变检测专用锤击设备应具有稳定的导向装 臵，重锤应形状对称，高径（宽）比不得小于1。 9.2.5条：采用高应变法进行承载力检测时，锤的重量与 单桩竖向抗压承载力特征值的比值不得小于0.02.
高应变桩基承载力检测
2014年10月27日
Hale Waihona Puke 一、高应变法测试概述高应变法：用重锤（重量为预估单桩极限承载力的1%～1.5%）自 由下落锤击桩顶，使其应力和应变水平接近静力试桩的水平，使桩土
之间的土产生塑性变形，即使桩产生贯入度，一般贯入度≮ 2mm, 但
≯6mm.桩对外有抗力（承载力）是通过位移产生，有了位移，桩侧土 强度得到充分发挥，桩端土强度也得到一定程度的发挥，此时 , 量测 的信号含有承载力的因素。但对于嵌岩桩和超长的摩擦桩，要使桩端 土强度发挥几乎是不可能的。