高应变检测图解

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6 高应变检测

6 高应变检测

基桩高应变检测高应变检测实际上是用重锤锤击桩顶,使桩产生一个位移,同时测出桩身中锤击应力随时间的变化及桩身质点振动速度随时间的变化,再经过数值拟合计算,确定单桩承载力。

基桩高应变检测 基桩高应变检测 新闻打桩公式修正新闻打桩公式式中 ——单桩极限承载力 ——锤重 ——桩重c ——桩土体系总的弹性变形 e ——最终贯入度 ——机械折减系数 n ——撞击时恢复系数 1.凯斯法(Case ) 基本原理和计算公式一次锤击时,沿桩身各处所受到的实际土反力值的总和为:r u W hP e cξ=+2r p r u r pW n W W hP e cW W ξ+=⨯++u P r W p W ξ()()()()()()1212111112221222T Z V t V t R F t F t L Z V t V t C L F t F t C -⎡⎤⎣⎦=++⎡⎤⎣⎦⎡⎤⎛⎫-+⎪⎢⎥⎡⎤⎛⎫⎝⎭⎣⎦=+++ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦由于⊿L/t 表示单位时间内变形大小,即质点振动速度V=⊿L/t ,而L/t 表示波在整个桩长传播的波速C=L/t ,所以可表示为F=VAE/C=VZ 。

它的物理意义是外力消耗是与内部阻抗和质点的振动速度乘积相关。

再分析RT 公式中右侧第二项: 可以清楚看到,此式是桩质量与实测加速度平均值的成积,即为桩的惯性力。

如果与质量——弹簧——阻尼系统的振动方程相比较,惯性力+阻尼力+弹簧力=外力 基桩高应变检测 凯司法作如下假定:①桩身质量均匀,且无明显缺陷,所以桩身阻抗恒定; ②动阻尼只存在桩端,忽略桩侧阻尼的影响;③应力波在桩身中传播时,除土阻力影响外,没有其他因素造成能量扩散;④土体对桩的阻力只与其相对位移有关,与其位移大小无关,也即一有位移,土阻力即达极限状态。

L F AE AE Lε∆=⨯=⨯⨯t t ()()()()2112212V t V t Z V t V t mt t --=-⎡⎤⎣⎦-0i tm x C xkx p e ω++=桩端动阻力:=因为土的总阻力 ,代入上式所以即为凯司法中用阻尼系数求单桩承载力公式,适用于中小型桩。

《基桩高应变法检测》课件

《基桩高应变法检测》课件

基桩高应变法检测的重要性
提高工程质量
通过基桩高应变法检测,可以及时发现基桩的缺陷和问题,采取相应措施进行加固或修复 ,提高工程质量。
保障安全
基桩是各类工程的基础结构,其承载力和完整性直接关系到整个工程的安全性。通过基桩 高应变法检测,可以确保基桩的安全性和稳定性,防止因基桩问题导致的工程事故。
节约成本
常用的信号处理技术包括快速傅 里叶变换(FFT)、小波变换、 时频分析等,这些技术能够提供 对信号更深入的理解和分析。
Part
03
基桩高应变法检测设备与操作
基桩高应变法检测的设备介绍
基桩高应变法检测设备包括传 感器、数据采集系统、锤击设 备等。
传感器用于采集桩身的应变和 加速度信号,数据采集系统负 责信号的放大、滤波和模数转 换。
基桩高应变法检测的物理原理基于波动理论和动力学理论,通过建立数学模型来描 述基桩的振动响应。
基桩高应变法检测的数学模型
基桩高应变法检测的数学模型基 于波动方程和动力学方程,通过 求解这些方程来预测基桩的振动
响应。
波动方程描述了波动在基桩中的 传播和衰减,而动力学方程描述 了基桩在冲击荷载下的动态响应
THANKS
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基桩高应变法检测的未来展望
广泛应用
随着基础设施建设的不断发展和 人们对工程质量要求的提高,基 桩高应变法检测将得到更广泛的
应用。
技术创新
未来将不断涌现新的技术创新,推 动基桩高应变法检测技术的持续发 展和进步。
国际化发展
随着国际交流和合作的加强,基桩 高应变法检测技术将得到更广泛的 认可和应用,推动其国际化发展。
智能化技术应用
随着人工智能和机器学习的发展,基 桩高应变法检测将更加智能化,能够 自动识别和判断桩基的完整性。

高应变低应变(讲课)课件

高应变低应变(讲课)课件
多学科交叉融合
未来,高应变与低应变检测技术将进一步与其他学科交叉融合,如物理学、化学、生物学 等。这种跨学科的融合将为检测技术的发展带来更多新的思路和方法。
绿色环保
随着环保意识的不断提高,高应变与低应变检测技术将更加注重绿色环保。例如,通过采 用低能耗的传感器和信号处理技术,降低检测过程中的能耗和排放,实现绿色环保的检测 方式。
高应变检测技术在工程中的应用案例
桥梁检测
高应变检测技术用于检 测桥梁结构的完整性, 评估桥梁的承载能力和
安全性。
建筑结构检测
高应变检测技术用于检 测高层建筑、大跨度结 构等大型建筑结构的稳
定性。
隧道工程检测
高应变检测技术用于隧 道工程的施工监控和安
全性评估。
桩基检测
高应变检测技术用于检 测桩基的承载能力和完 整性,确保桩基的安全
高应变与低应变检测技术的比较
适用范围
高应变检测技术适用于大型结构物、桩基和地下连续墙等 深基础工程的检测,而低应变检测技术适用于小型结构物 、浅基础和地面土体的检测。
测试精度
高应变检测技术能够获得更准确的土体动态响应和波速等 参数,测试精度较高,而低应变检测技术测试精度相对较 低。
测试成本
高应变检测技术需要使用重锤或爆炸等大型设备,测试成 本较高,而低应变检测技术使用小型设备和低成本材料, 测试成本较低。
优点
低应变检测技术具有无损、快速、简 便、经济等优点,可在不破坏桩身结 构的情况下对大量桩基进行检测,且 检测结果较为准确可靠。
缺点
低应变检测技术对桩身阻抗变化较为 敏感,对于一些阻抗变化较小的缺陷 可能无法准确判断;同时,该技术对 桩顶条件要求较高,需要平整、干净 且与传感器耦合良好。

《高应变法检测》课件

《高应变法检测》课件

对桩身材料的要求
高应变法检测对于桩身材料的强 度和刚度有一定的要求,如果桩 身材料质量较差,可能会影响检 测结果的准确性。
对锤击力的控制
高应变法检测需要控制锤击力的 大小和方向,如果锤击力控制不 当,可能会影响检测结果的准确 性。
05
高应变法检测的发展趋势与 展望
技术发展趋势
智能化发展
高应变法检测技术将进一步集成 人工智能、大数据和物联网等先 进技术,实现检测过程的自动化
案例特点
在某大型水库大坝的稳定性监测中,高应变法实 时监测了大坝的位移和沉降变化,及时发现并预 警潜在的安全隐患,确保了大坝的正常运行和下 游安全。
04
高应变法检测的优缺点
优点
快速准确
适用范围广
高应变法检测具有快速、准确的优点,能 够迅速判断桩基的承载力和完整性,为工 程提供可靠的数据支持。
高应变法检测不仅可以用于桩基检测,还 可以用于桥梁、房屋等建筑物的检测,适 用范围广泛。
高应变法具有较高的测试精度和可靠性,因此在土木工程、地质工程等领域得到了 广泛应用。
02
高应变法检测设备与操作
检测设备的组成
01
02
03
传感器
用于采集地震波信号,通常由 加速度计和力传感器组成。
数据采集器
用于接收传感器信号,进行数 据转换和记录。
计算机
用于处理和分析采集到的数据 ,生成检测报告。
设计和加固提供了重要依据。
案例特点
适用于高层建筑、超高层建筑的结构安全评估和抗震 性能检测。
案例三:大坝检测
总结词
稳定性好、实时性强
适用场景
适用于各种类型的大坝,尤其是大型水库大坝的 结构安全监测。

基桩检测培训课件(高应变检测)

基桩检测培训课件(高应变检测)

一次反射 二次反射
嵌岩桩的桩底反射特征
(2)、变截面杆件(变阻抗桩)顶部的速度响应曲线(阻抗减小)
时间
结论:截面阻抗从大到小变化时,界面处反射均为与初始激发脉冲同向
的反射信号,数值也为初始脉冲的 Z Z2 n
2 1
Z1 Z2
(阻抗增大-扩径)
-v
-v
+v
+v
-v
结论:截面阻抗从小到大变化时,界面处奇数次反射均为与初始激发脉 冲反向的反射信号,界面处偶数次反射均为与初始激发脉冲同向的反射 信号,数值也为初始脉冲的 Z Z2 n
c
结论:杆件(桩)中的一维波动(振动)可以分解为两个传播方向相反, 但传播速度相同的两列独立的“行波”,波形由初始条件决定。
4、波在杆件端部的反射情况
(1)、固定端的反射
1)、速度波:由于杆件固定端不能有位移,因此总 速度也必须为零,所以
v v0 v (反射) v (入射)
即固定端对速度波产生一个大小相等,符号相反的反射
先求得特征方程为
( dx )2 c2 0 dt
特征线为 x ct k1 x ct k1
根据特征线作变量变换
x ct, x ct
方程改写为
2u 0
推导具体过程如下:
2u
2u
c2
0
t 2
x 2
x ct
(A)
xct
复合函数 求导
u
u
u
x
2u 2u
x 2 2
2 2u
2u
2
(B)
u
c
u
u
t
2u t 2
2u
c2 2
2
2u

高应变检测图解

高应变检测图解

表3.1.2 检测方法及检测目的低应变法检测桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别高应变法判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求;检测桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别分析桩侧和桩端土阻力《建筑基桩检测技术规范》( JGJ106―2003)9.2.3 高应变检测用重锤应材质均匀、形状对称、锤底平整。

高径(宽)比不得小于1,并采用铸铁或铸钢制作。

当采取自由落锤安装加速度传感器的方式实测锤机力时,重锤应整体铸造。

且高径(宽)比应在1.0~1.5范围内。

9.2.4 进行高应变承载力检测时,锤的重量应大干预估单桩极限承载力的1.0%~1.5%,混凝土桩的桩径大于600mm或桩长大于30m时取高值。

(强规)管桩桩径600mm单桩极限承载力4000kN锤的重量50kN3.1.1 工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性抽样检测。

(强规)《建筑基桩检测技术规范》( JGJ106―2003)3.2.7 施工后,宜先进行工程桩的桩身完整性检测,后进行承载力检测。

当基础埋深较大时,桩身完整性检测应在基坑开挖至基底标高后进行。

高应变承载力检测桩顶情况前后比较的照片(放心:有垫板保护,对桩头的质量没有影响)高应变承载力检测桩顶情况后的照片2.1 检测目的高应变检测目的是检测工程桩的竖向抗压承载力和桩身结构完整性,并对基桩的质量进行评价。

2.2 检测标准及数量规定本次试验按照中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003),根据规范规定,高应变检测数量不少于总桩数的5%,且不少于5根。

2.3 仪器设备及基本原理本次检测仪器采用美国桩基动力学公司生产的PDA打桩分析仪(PAL型),检测示意图如图3。

图4 高应变动力试桩示意图高应变动力试桩的基本原理是:用重锤冲击桩顶,使桩-土产生足够的相对位移,以充分激发桩周土阻力和桩端支承力,通过安装在桩顶以下桩身两侧的力和加速度传感器接收桩的应力波信号,应用应力波理论分析处理力和速度时程曲线,从而判定桩的承载力和评价桩身质量完整性。

高应变.ppt

高应变.ppt

数据分析
(4)波动方程半经验解析解法,也称CASE法,根 据应力波理论,可同时分析桩身完整性和桩土系数承 载力,我们在本章提出了CASE综合分析法对其加改进。 (5)波动方程拟合法,即CAPWAP法,,是目前 广泛应用的一种较合理的方法。 (6)静动法(Statnamic),其意义在于延长冲 击力作用时间(~100ms),使之更接近一静载试验 状态,但此方法成本高,理论分析和现场试验尚需进 一步提高。
现场检测
现场检测
桩基高应变法检测
适用范围 仪器设备 现场检测
数据分析及判定
数据分析
高应变动力试桩法,是指能使桩土间产生永久变 形的动力检测桩基承载力的方法,要求给桩土系统施 加较大能量的瞬时荷载,以保证桩土间产生一定的相 对位移。自19世纪人们开始采用打桩公式计算桩基承 载力以来,这种方法包括: (1)打桩公式法,用于预制桩施工时的同步测试, 采用刚体碰撞过程中的动量与能量守恒原理,打桩公 式法以工程新闻公式和海利打桩公式最为流行。
数据分析及判定
谢 谢!
中南大学
雪飞胜
2012年湖南基桩检测培训
桩基高应变法检测
中南大学 雪飞胜
Email 仪器设备 现场检测 数据分析及判定
桩基高应变法检测
适用范围
仪器设备 现场检测 数据分析及判定
适用范围
适用于检测基桩的竖向抗压承载力和桩 身完整性,特别适合检测预制管桩。对于大 直径扩底桩和P-S曲线具有缓变型特征的大 直径灌注桩不宜采用高应变进行竖向抗压承 载力检测。
桩基高应变法检测
适用范围
仪器设备
现场检测 数据分析及判定
仪器设备
仪器设备
仪器设备
检测用锤应材质均匀、形状对称、锤底 平整,高径比不小于1,在1.0~1.5范围内。 锤的重量应大于单桩极限承载力的 1.0%~1.5%。

工程检测与评估3高应变基桩动力检测

工程检测与评估3高应变基桩动力检测

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第一章 基本概念及检测原理 四个基本假定:
基本假定
(1)桩是一个时不变的系统,即桩的基本特性在测试所涉及的 时间内可以看作是固定不变的。
(2)桩是一个线性系统,即桩在总体上是弹性的,所有的输入 和输出都可以简单叠加,这个假定并不妨碍我们在桩身的局部 环节上采用某些办法来考虑其非弹性性状。
(3)桩是一个一维的杆件,即桩身每个截面上的应力应变都是
高应变基桩动力检测
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高应变基桩承载力检测
目录
第一章 基本概念及检测原理 第二章 检测系统 第三章 现场检测技术 第四章 实测波形汇编
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第一章 基本概念及检测原理
目录
第一节 概述 第二节 基本假设 第三节 基本理论 第四节 CASE法的检测原理
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第一章 基本概念及检测原理
概述
所谓高应变动力试桩法,广义上讲,是指所有能使桩土间产 生永久变形(或较大动位移)的动力检测桩基承载力的方法, 无庸置言,这类方法要求给桩土系统施加较大能量的瞬时荷载, 以保证桩土间产生一定的相对位移。自19世纪人们开始采用打 桩公式计算桩基承载力以来,这种方法包括:
在上述假定下,我们的问题在原理上被简化为 一维的线性波动力学问题。
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1、高、低应变法动力试桩的区分
(1)
动力试桩是在桩顶作用一动态力(动荷载),在桩顶量测桩土 系统的动力响应,如位移,速度或加速度信号,对信号的时域和频域 进行分析,可以对单桩承载力和桩身完整性进行评价。
(2)
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。

《高应变法检测》课件

《高应变法检测》课件

六、总结与展望
通过本课件,我们总结了高应变法检测的工作原理和常用技术,并展望了它在未来的发展前景。感谢您的关注!
谐波分析法
通过分析结构产生的谐波信 号,确定其应变的变化及可 能存在的损伤。
基于FFT的方法
利用快速傅里叶变换技术, 将结构的应变信号转换为频 域表示,以检测潜在问题。
三、高应变法检测的优点和局限性
优点
• 非侵入性检测 • 高精度和准确性 • 应用范围广泛
局限性
• 对环境干扰敏感 • 复杂数据处理 • 设备和技术要求较高
《高应变法检测》PPT课 件
欢迎来到《高应变法检测》PPT课件!本课件将带您深入了解高应变法检测的 应用与技术,并展示实际案例和未来发展趋势。
一、介绍高应变法检测
高应变法检测通过测量物体产的应变来评估其性能和结构健康状况。了解 其应用领域和工作原理。
二、高应变法检测常用的技术
迪恩不变量法
一种基于数学原理的高应变 法检测技术,可用于分析结 构的变形和应力。
四、高应变法检测的实际应用案例
实际应用案例1
使用高应变法检测技术对桥梁结 构进行监测和评估,以确保安全 性和可靠性。
实际应用案例2
实际应用案例3
在风力涡轮机叶片中应用高应变 法检测,以检测叶片疲劳和损伤。
将高应变法检测技术应用于飞机 机翼,以评估结构健康和性能。
五、高应变法检测的未来发展趋势
高应变法检测在工程领域具有广阔的未来发展前景。了解其未来发展方向和应用领域。

高应变动测操作介绍

高应变动测操作介绍

高应变动测一、基本原理本次检测仪器采用美国桩基动力学公司生产的PDA桩基动测仪(PAK型),检测示意图如下图。

高应变动力试桩的基本原理是:用重锤冲击桩顶,使桩-土产生足够的相对位移,以充分激发桩周土阻力和桩端支承力,通过安装在桩顶以下桩身两侧的力和加速度传感器接收桩的应力波信号,应用应力波理论分析处理力和速度时程曲线,从而判定桩的承载力和评价桩身质量完整性。

二、检测仪器及设备:1、测试仪器:PDA打桩分析仪、2、锤击设备:10吨重锤3、贯入度测量仪器:精密水准仪,铟钢尺4、分析设备及分析软件:笔记本电脑、CAPWAP软件三、检测时间:高应变测试在静载试验前检测。

四、现场检测:1、桩头加固处理具体见抗压静载试验试桩桩顶加固方案。

2、锤击装置安装为了减小锤击偏心和避免击碎桩头,我们将保证锤击装置与桩身对中且平稳地冲击桩顶。

3、传感器安装为了减小锤击在桩顶产生的应力集中和对锤击偏心进行补偿,传感器会安装在距桩顶一定的距离以下,一般取1.5倍桩径。

检测时将对称安装冲击力F和桩身质点速度v传感器各两个,传感器安装见下4、桩垫或锤垫本项目将采用自由落锤装置,桩头顶部设置桩(锤)垫,可采用10~30mm厚的木板或胶合板等材料。

a)检查和确认仪器的工作状态b)高应变检测时,一般情况下桩头不宜重复多次锤击,因此检测工程师会在锤击前检查和识别仪器的工作状态。

主要是:利用仪器内置标准的模拟信号触发所有测试通道进行自检,以确认包括传感器、连接电缆在内的仪器系统是否处于正常工作状态。

c)重锤低击采用自由落锤,确保重锤低击,最大锤击落距不宜大于1.5m。

8、检查采集数据质量检测时应及时检查采集数据的质量;每根受检桩记录的有效锤击信号应根据桩顶最大动位移﹑贯入度以及桩身最大拉、压应力和缺陷程度及其发展情况综合确定。

发现测试波形紊乱,应分析原因;桩身有明显缺陷或缺陷程度加剧,应停止检测。

四、数据分析1、实测曲线拟合法判定单桩承载力实测曲线拟合法是通过波动问题数值计算,反演确定桩和土的力学模型及其参数值。

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表3.1.2 检测方法及检测目的
低应变法检测桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别
高应变法判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求;检测桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别分析桩侧和桩端土阻力
《建筑基桩检测技术规范》( JGJ106―2003)
9.2.3 高应变检测用重锤应材质均匀、形状对称、锤底平整。

高径(宽)比不得小于1,并采用铸铁或铸钢制作。

当采取自由落锤安装加速度传感器的方式实测锤机力时,重锤应整体铸造。

且高径(宽)比应在1.0~1.5范围内。

9.2.4 进行高应变承载力检测时,锤的重量应大干预估单桩极限承载力的1.0%~1.5%,混凝土桩的桩径大于600mm或桩长大于30m时取高值。

(强规)
管桩桩径600mm单桩极限承载力4000kN
锤的重量50kN
3.1.1 工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性抽样检测。

(强规)
《建筑基桩检测技术规范》( JGJ106―2003)
3.2.7 施工后,宜先进行工程桩的桩身完整性检测,后进行承载力检测。

当基础埋深较大时,桩身完整性检测应在基坑开挖至基底标高后进行。

高应变承载力检测桩顶情况前后比较的照片(放心:有垫板保护,对桩头的质量没有影响)
高应变承载力检测桩顶情况后的照片
2.1 检测目的
高应变检测目的是检测工程桩的竖向抗压承载力和桩身结构完整性,并对基桩的质量进行评价。

2.2 检测标准及数量规定
本次试验按照中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003),根据规范规定,高应变检测数量不少于总桩数的5%,且不少于5根。

2.3 仪器设备及基本原理
本次检测仪器采用美国桩基动力学公司生产的PDA打桩分析仪(PAL型),检测示意图如图3。

图4 高应变动力试桩示意图
高应变动力试桩的基本原理是:用重锤冲击桩顶,使桩-土产生足够的相对位移,以充分激发桩周土阻力和桩端支承力,通过安装在桩顶以下桩身两侧的力和加速度传感器接收桩的应力波信号,应用应力波理论分析处理力和速度时程曲线,从而判定桩的承载力和评价桩身质量完整性。

设桩为一维线弹性杆,测点下桩长为L,桩身横截有效面积为A,桩材弹性模量为E,桩材质量密度为ρ,桩身内弹性波速为C(C2=E/ρ),广义波阻抗为Z=AρC;其桩身应力应变关系可写为:
假设土阻力是由静阻力和动阻力两部分组成:R=Rs+Rd
推导可得桩的一维波动方程:
分析方法采用Case法和实测曲线拟合法:
记冲击速度峰值对应时间为t1,t2=t1+2L/C为桩底反射对应时间,根据实测的力曲线F(t),速度曲线V(t)推导可得Case法判定桩的承载力的计算公式为:
对于等截面桩,桩顶下第一个缺陷对应的完整性系数由下式计算:
其中:
Rx­­­­­­—缺陷点X以上的桩周土阻力;
桩身缺陷位置可根据缺陷反射波的对应时间tx由下式确定:
Lx=C·(tx-t1)/2
实测曲线拟合法采用了较复杂的桩—土力学模型,选择实测力或速度或上行波作为边界条件进行拟合,拟合完成时计算曲线应与实测曲线基本吻合,桩侧土摩阻力应与地质资料基本相符,贯入度的计算值应与实测值基本吻合,从而获得桩的竖向承载力和桩身完整性。

2.4 检测的工作面要求
1)为确保试验时锤击力的正常传递和提高工作效率,应先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土,对灌注桩、桩头严重破损的混凝土预制桩和桩头已出现屈服变形的钢桩,试验前应对桩头进行修复或加固处理;
2) 桩头顶面应水平、平整,桩头中轴线与桩身中轴线应重合,桩头截面积应与原桩身截面积相同,桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下,各主筋应在同一高度上。

3) 距桩顶上1倍桩径范围内,宜用3~5mm钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范围内设箍筋,间距不宜大于150mm。

桩顶应设置钢筋网片2~3层,间距60~100mm,桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1~2级,且不得低于C30;
4)桩头应高出桩周土2~3倍桩径,桩周1.2m以内应平整夯实;
5)从成桩到开始试验的休止时间:在桩身强度达到设计要求的前提下,一般对于砂类土不应少于7d;粉土不应少于10d;非饱和粘性土不应少于15d;饱和粘性土,不应少于25d,预制桩承载力的时间效应可通过复打试验确定。

对于泥浆护壁灌注桩,宜适当延长休止时间。

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