高应变试桩波形判读
基桩高应变检测数据分析处理要点
基桩高应变检测数据分析处理要点摘要：基桩高应变检测是目前在检测桩的承载力方面最快捷，经济效益最好的检测方法，但从技术方面看，却又是最难准确分析桩身质量和承载力性状的检测方法。
要利用高应变检测获得较为准确的完整性和承载力，好的实测数据以及合理的分析处理两者缺一不可，本文从实测数据出发，通过一些工程实例，论述如何甄别数据的质量，以及对有效数据如何分析处理等要点。
关键词：基桩检测高应变曲线分析处理一、引言高应变试验利用从桩身上直接测试的应力波信号，对桩～土力学模型作一定的假设后，用数值法求解一维波动方程获得桩的承载力和完整性信息，因此，高应变是一种半直接法。
高应变检测所有的分析判定，都必须基于检测到有效的数据曲线。
但在实际检测中，因为场地条件的限制，锤击系统不稳定，桩头处理不合适，传感器安装不当等因素的作用下，很多现场采集到的数据无法反映桩身的力学性状。
而对于能比较完整反映桩身力学性状的数据，在基于怎么样参数选择计算下才能比较准确得出桩的真实承载力，是一个挑战性极高的难题。
因此，如何科学合理辨识数据的优劣，甄别数据的质量，如何合理选择计算参数是一个重要的课题。
二、实测曲线的类型在实际检测过程中，由于受各种因素影响，检测采集到的数据千差万别，有的能比较准确反映桩身力学性状，有的不能；能反映桩身力学性状的曲线我们称之为有效曲线，不能的我们称之为无效曲线：1.无效曲线1.1四通道数据不全（如下图所示：）1.4实测力与速度曲线峰值比例失调（如下图所示：）以上实测的曲线数据，都是典型的不同方面和不同程度上失常的无效曲线，无法反映桩身的完整性信息和承载力状况，不能用作分析判定。
检测时产生这些无效曲线，可能的原因有多种，有的是传感器安装不正确，有的是锤击偏心，有的是因为桩身强度低而导致传感器安装处混凝土开裂或产生严重塑性变形，总之应按实际情况纠正后再重新检测。
对于采集到无效曲线的受检桩，多次采样仍无法采到有效曲线时，应考虑采用其它检测方法验证桩的完整性和承载力。
基桩高应变试验的一些思考
基桩高应变试验的一些思考高应变测试技术由于设备、人员素质、场地条件种种原因使其在实际运用过程中容易产生较大的差异性，本文通过对测试过程中锤重、拟合分析、影响分析结果的因素的一些分析，总结了一些实际工作的经验，提供给相关工作人员共同切磋和相互学习。
标签：高应变测试；重锤轻击；波形分析；承载力前言：高应变测试已广泛应用于基桩的承载力检测与桩身完整性判断中，高应变测试的优点是方便，快速的提供桩的承载力及完整性。
然而，随着该方法在工程中的应用，高应变动测及分析中遇到的问题越来越多，由于高应变测试的条件比较严格，在实际工程测试中测试人员的素质与水平以及现场的测试条件是否满足测试要求都存在很大差异。
本文对该方法测试及分析中面临的问题进行客观分析，指出该方法应用的局限性，以便科学了解、掌握和运用该方法。
1 测试有关问题1.1对试桩的要求高应变测试及分析是基于一维弹性波理论，要求受测桩有一定的长径比，同时要求桩身混凝土材料有一定的抗压强度。
对于人工挖孔灌注桩，桩一般较短，桩径变化较大，特别是对大直径、大扩大头的挖孔桩，用一维近似分析测试信号会有较大的误差。
对于预应力管桩，则要求桩的焊接一定要牢固，桩的端面要大面积接触，以便于波的传递。
对于钻孔灌注桩，主要是桩头的强度一定要满足测试要求，在测试过程中桩身不得产生塑性变形。
1.2锤重的选择根据《JGJ106-2003建筑基桩检测技术规范》的要求，锤的重量应大于预估单桩极限承载力的1.0%-1.5%。
这其中预估单桩极限承载力如何确定是值得我们思考的。
往往都是根据设计图纸给定的单桩承载力特征值来确定锤重的，我认为用这个方法确定锤重是不科学的，其原因是设计确定的桩长是根据持力层来确定的，而单桩承载力是根据上部结构及荷载来确定的，这样会出现该试验桩的设计承载力可能并不高，而其实际承载力却大大高于设计承载力。
特别是在对于桥桩的检测中尤为明显。
我的经验是根据试验桩位置的工程勘察数据及工程勘察所提出的桩基设计承载力参数预估单桩极限承载力，结合设计的要求（二者取大值）按照规范确定锤重。
桩基检测方案(低应变、超声波、钻芯及高应变法) 2
桩基检测方案工程名称：建设单位：检测方法：低应变法、声波透射法、钻芯法及高应变法编制单位：编制人：审批人：编制日期：一、工程概况本项目位于广东省，采用冲孔灌注桩基础，桩径为φ1200～φ1800mm，设计混凝土强度为C35，总桩数为72根。
二、检测目的和依据2.1 检测依据根据国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106－2003,现提供基桩检测的详细施测方案。
2.2 检测目的根据相关规范、规程要求及本项目的特点，确定采用以下检测方法进行检测：（1）低应变法检测：目的是检测桩身结构完整性，并为高应变和钻芯检测桩确定桩位提供依据。
（2）声波透射法检测：目的是检测桩身结构完整性。
（3）钻芯法检测：目的是检验桩身砼质量、桩身砼强度是否满足设计要求；桩底沉渣是否符合设计及施工验收规范要求；桩底持力层是否符合设计要求；施工记录桩长是否属实。
（4）高应变法检测：目的是检测单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。
三、检测项目和具体内容3.1 低应变检测3.1.1 检测数量根据本项目的要求，确定抽检数量为37根。
检测桩号由相关单位确定3.1.2 检测设备检测仪器采用岩海公司出产的RS-1616K(p)基桩动测仪。
3.1.3 检测原理基桩反射波法检测桩身结构完整性的基本原理是：通过在桩顶施加激振信号产生应力波，该应力波沿桩身传播过程中，遇到不连续界面（如蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷）和桩底面时，将产生反射波，检测分析反射波的到时、幅值和波形特征，就能判断桩的完整性。
假设桩为一维线性弹性杆，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（C2 = E/ρ）,广义波阻抗为Z＝AρC，推导可得桩的一维波动方程：∂２u／∂t２＝C2∂２u/∂x2-R/ρA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β＝Z2／Z1，则有Vr=Vi×(1-β) ／(1+β)Vt=Vi×2／(1+β)缺陷的程度根据缺陷反射的幅值定性确定，缺陷位置根据反射波的时间tx由下式确定Lx=C×tx/23.1.4 技术要求1、检测桩头处理（由施工单位完成）（1）凿去桩顶浮浆、松散或破损部分，露出坚硬的混凝土表面，使桩顶表面平整干净无且无水。
桩基检测方案(低应变、超声波、钻芯及高应变法)
桩基检测方案工程名称：建设单位：检测方法：低应变法、声波透射法、钻芯法及高应变法编制单位：编制人：审批人：编制日期：一、工程概况本项目位于广东省，采用冲孔灌注桩基础，桩径为φ1200～φ1800mm，设计混凝土强度为C35，总桩数为72根。
二、检测目的和依据2.1 检测依据根据国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106－2003,现提供基桩检测的详细施测方案。
2.2 检测目的根据相关规范、规程要求及本项目的特点，确定采用以下检测方法进行检测：（1）低应变法检测：目的是检测桩身结构完整性，并为高应变和钻芯检测桩确定桩位提供依据。
（2）声波透射法检测：目的是检测桩身结构完整性。
（3）钻芯法检测：目的是检验桩身砼质量、桩身砼强度是否满足设计要求；桩底沉渣是否符合设计及施工验收规范要求；桩底持力层是否符合设计要求；施工记录桩长是否属实。
（4）高应变法检测：目的是检测单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。
三、检测项目和具体内容3.1 低应变检测3.1.1 检测数量根据本项目的要求，确定抽检数量为37根。
检测桩号由相关单位确定3.1.2 检测设备检测仪器采用岩海公司出产的RS-1616K(p)基桩动测仪。
3.1.3 检测原理基桩反射波法检测桩身结构完整性的基本原理是：通过在桩顶施加激振信号产生应力波，该应力波沿桩身传播过程中，遇到不连续界面（如蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷）和桩底面时，将产生反射波，检测分析反射波的到时、幅值和波形特征，就能判断桩的完整性。
假设桩为一维线性弹性杆，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（C2 = E/ρ）,广义波阻抗为Z＝AρC，推导可得桩的一维波动方程：∂２u／∂t２＝C2∂２u/∂x2-R/ρA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β＝Z2／Z1，则有Vr=Vi×(1-β) ／(1+β)Vt=Vi×2／(1+β)缺陷的程度根据缺陷反射的幅值定性确定，缺陷位置根据反射波的时间tx由下式确定Lx=C×tx/23.1.4 技术要求1、检测桩头处理（由施工单位完成）（1）凿去桩顶浮浆、松散或破损部分，露出坚硬的混凝土表面，使桩顶表面平整干净无且无水。
高应变法检测 方法
三、现场检测工作
1、准备工作
⑴收集资料
工程地质资料、建筑概况、桩位布置图，施工原始记录等， 进行现场调查，了解建筑工程特点。
⑵受检桩龄期应符合下列规定：
①受检桩的混凝土龄期达到28天或预留同条件养护试块强度 达到设计强度。 ②休止时间：砂土7天，粉土10天，非饱和粘土15天，饱和
三、现场检测工作
二、适用范围与限制条件
力学模型及其参数，而模型的建立和参数的选择只能是近似的 和经验性的，是否合理、准确需要大量工程实践经验积累来不 断完善。 灌注桩的截面尺寸和材质的非均匀性、施工的隐蔽性（干作 业成孔桩除外）及由此引起的承载力变异性普遍高于打入式预 制桩，混凝土材料应力—应变关系的非线性、桩头加固措施不 当、传感器条件差及安装处混凝土质量的不均匀性，导致灌注
一般来说，高应变法冲击荷载作用下，使桩土体系进入充分的 非弹性工作阶段，桩和桩周土之间出现瞬时的剪切破坏，从而 充分地激发桩周土对桩的全部阻力作用。
一、高应变法的检测原理
1、概述
通过采集桩身截面在冲击荷载作用下的轴向应变和桩身运动的 时程曲线，获得该截面的轴向内力F(t)和轴向运动速度v(t),从 而观察到应力波在桩身中的传播过程。运用一维波动方程对桩 身阻抗和土阻力进行分析和计算,以判定桩身完整性和单桩承载 力。
且桩头截面尺寸应与桩身截面尺寸相同； ③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。 ④距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为35mm的钢板围裹或距桩 顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于100mm。桩顶应设 置钢筋网片2～3层，间距60～100mm。 ⑤桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1～2级。
在高应变试验中，有关土阻力应力波的重要推论有以下几点： ⑴在锤击力的作用下，桩身运动将激发土阻力而使桩身受到外 加的阻力波作用。 ⑵土阻力信号由检测截面的传感器接收，使得实测曲线包含了 试验时实际激发的土阻力信息。
第二天 1-高应变测桩中的波动力学
Case法静阻力
总阻力 = 静阻力 + 动阻力
Rstatic= RTL - RD Rstatic= Fu,2 + Fd,1 - Jc(2 Fd,1 – Fd1 – Fu,2)
Rstatic= (1 – Jc)Fd,1 + (1 + Jc )Fu,2
Rstatic = (1 – Jc) Fd,1+ (1 + Jc) Fu,2
Fd
+
…. 再看一下：
Fu
+
CFB
力计算的局限性
用行波叠加原理计算应力准确合理的前提条件如下 – 桩均质且为弹性体； – 桩无裂缝； – 应力波在桩顶到计算应力点传播过程中无显著损 耗。
规范: 容许打击应力
USA (AASHTO)
• 钢桩：
屈服强度Fy的90%；
• 混凝土桩：
压应力（轴向抗压强度f’c 的85% -预加应力）；
F= 5450 kN F =2,820 kN
F = 2,730 kN F= 50 kN
RTL = 5,450 + 2,730 = 8,180 kN
For example with Jc= .3 Rstatic = (1 - .3) 5,450 + (1 + .3) 2,730 = 7,350 kN
高应变测桩中的波动力学
目 录
• 介绍
– 测量的评价 – 桩中力与应力 – 完整性 – 承载力 – 案例
• 总结 • 问题
测量某点处的应变与加速度
应变传感器
加速度计
Alternative force transducer or F=ma
可转换的力传感器
高应变测试 数据采集
高应变法检测
⑴传感器应分别对称安装在距桩顶不小于2D的桩侧表面处(D 为受检桩的直径或边宽)，条件允许时，应尽量往下安装；对于 大直径桩,传感器与桩顶之间的距离可适当减小,但不得小于1D。 安装处的材质和截面尺寸应与原桩身相同，传感器不得安装在 截面突变处附近。
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⑵应变传感器与加速度传感器的中心应位于同一水平线上； 同 侧 的 应 变 传 感 器 与 加 速 度 传 感 器 的 水 平 距 离 不 宜 大 于 80mm （60～80mm）。传感器的中心轴应与桩中心轴保持平行。
2、桩的基本假定
在以下假定的条件下，将桩在冲击荷载作用下的运动简化为一 维的线性波动力学问题。
⑴假定桩身材料是均匀的和各向同性的，并且服从虎克定律。 ⑵假定桩是线弹性杆件。 振动位移相当微小，对动力激发的反应总是线弹性的，所有的 输入和输出都可以进行简单的叠加。 ⑶假定桩是一维杆件。 桩身每个截面上的应力应变都是均匀的，可以用它的平均应力 应变来加以描述而不必研究其在桩身截面上的分布。 ⑷假定纵波的波长比杆的横截面尺寸大得多，横向位移对纵向 运动的效应可以忽略不计。 ⑸假定破坏只发生在桩土界面 可以只把桩身取作隔离体来进行波动计算，桩周土的影响都以 作用于桩侧和桩端的力来参与计算。如果破坏发生在桩周土的土 体内部，则把部分土体看作是桩身上的附加质量。
且桩头截面尺寸应与桩身截面尺寸相同； ③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。 ④距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为35mm的钢板围裹或距 桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于100mm。桩顶应 设置钢筋网片2～3层，间距60～100mm。 ⑤桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1～2级。 ⑷向建设方或监理方申报人工地基检测现场告知书。
基桩高应变检测
（a）
高应变法实测波形
静载荷试桩Q～s曲线
【例5】图10-8（a）钻孔灌注桩，桩径0.67m，桩长 13.4 m，持力层强风化基岩，导管式 水下浇灌混凝土工艺，静载荷试桩，单桩极限承载力， Qu=1000kN(沉渣厚),有11家用波形 拟合法分析承载力。Qumax=2150kN, Qumin=1150kN， 误差≤〒20%仅一家。 图10-8（b）截面0.3〓0.3m预制桩，桩长11.3m，静载 荷试桩Qu=1650kN，有30家用波形拟合法分析承载力、 误差≤〒20%有8家。
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，校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：
【例4】由实测波形判断波形异常原因。 （a）波形正常； （b）波形异常，力传感器未上紧，波形震荡； （c）波形异常，近测点混凝土塑性变形，波形不回零； （d）F大于V，近测点有扩径或混凝土硬块和桩相连； （e）V大于F，近测点有缩颈； （f）V大于F，同时F不回零，近测点有裂缝，或新接桩 头和桩身没牢固连接。
波动方程拟合法分析拟合过程中，需了解桩土参数对 拟合曲线的影响： （1）减小缷载水平意味着缷载后的反弹阻力或负摩阻 力减小，导致计算曲线的尾部上升。 （2）桩底弹限降低时，会引起桩底土的快速加载和缷 载，因而会导致计算曲线2L/c处及前方一点偏高。 （3）桩侧土弹限降低时，会引起桩侧土的快速加载和 缷载，前部单元对应的计算力曲线会偏高，后部会降低。 （4）降低桩侧缷载系数会引起桩侧土单元缷载速度加 快，自然将使计算力曲线的后方提前下降。 （5）桩侧各点土的阻尼力，与瞬时速度成正比。降 低桩侧阻尼系数，将使土单元的动阻力减小，计算曲线偏 低。
常用的桩基检测的主要方法
常用的桩基检测的主要方法有静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等;在桩基检测中,各个检测手段需要配合使用,利用各自的特点和优势,按照实际情况,灵活运用各种方法,才能够对桩基进行全面准确的评价;1.什么情况下,施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值检测数量有什么要求答：当设计有要求或满足下列条件之一时,施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值：1 设计等级为甲级、乙级的桩基；2 地质条件复杂、桩施工质量可靠性低；3 本地区采用的新桩型或新工艺;检测数量在同一条件下不应少于3 根,且不宜少于总桩数的1%；当工程桩总数在50 根以内时,不应少于2 根;2.什么情况下,施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值检测数量有什么要求答：单桩承载力和桩身完整性验收抽样检测的受检桩选择宜符合下列规定：1 施工质量有疑问的桩；2 设计方认为重要的桩；3 局部地质条件出现异常的桩；4 施工工艺不同的桩；5 承载力验收检测时适量选择完整性检测中判定的Ⅲ类桩；6 除上述规定外,同类型桩宜均匀随机分布;3.混凝土桩的桩身完整性检测的抽检数量应符合那些规定答：混凝土桩的桩身完整性检测的抽检数量应符合下列规定：1 柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1 根;2 设计等级为甲级,或地质条件复杂;成桩质量可靠性较低的灌注桩,抽检数量不应少于总桩数的30%,且不得少于20 根；其他桩基工程的抽检数量不应少于总桩数的20%,且不得少于10 根;注：a.对端承型大直径灌注桩,应在上述两款规定的抽检桩数范围内,选用钻芯法或声波透射法对部分受检桩进行桩身完整性检测;抽检数量不应少于总桩数的10%;b.地下水位以上且终孔后桩端持力层已通过核验的人工挖孔桩,以及单节混凝土预制桩,抽检数量可适当减少,但不应少于总桩数的10%,且不应少于10 根;c.当符合第2问第1～4 款规定的桩数较多,或为了全面了解整个工程基桩的桩身完整性情况时,应适当增加抽检数量;4.对单位工程内且在同一条件下的工程桩,当符合什么条件时,应采用单桩竖向抗压承载力静载试验进行验收检测答：对单位工程内且在同一条件下的工程桩,当符合下列条件之一时,应采用单桩竖向抗压承载力静载试验进行验收检测：1设计等级为甲级的桩基;2地质条件复杂、桩施工质量可靠性低；3本地区采用的新桩型或新工艺；4挤土群桩施工产生挤土效应;抽检数量不应少于总桩数的l%,且不少于3 根；当总桩数在50 根以内时,不应少于2 根;注：对上述第1～4 款规定条件外的工程桩,当采用竖向抗压静载试验进行验收承载力检测时,抽检数量宜按本条规定执行;5.对于端承型大直径灌注桩,什么情况下可采用钻芯法检测抽检数量怎么确定答：对于端承型大直径灌注桩,当受设备或现场条件限制无法检测单桩竖向抗压承载力时,可采用钻芯法测定桩底沉渣厚度并钻取桩端持力层岩土芯样检验桩端持力层;抽检数量不应少于总桩数的10%,且不应少于10 根;6.什么情况下应进行单桩竖向抗拔、水平承载力检测检测数量怎么确定答：对于承受拔力和水平力较大的桩基,应进行单桩竖向抗拔、水平承载力检测;检测数量不应少于总桩数的l%,且不应少于3 根;7.什么情况时应进行验证与扩大检测,并阐述验证与扩大检测的方法答：1低应变检测时,对于嵌岩桩,桩底时域反射信号为单一反射波而且与锤击信号同向时；实测信号复杂,无规律,无法对其进行准确评价；桩身截面渐变或多变,而且变化幅度较大的混凝土灌注桩时刻采用静载法或钻芯法验证;2高应变检测时,桩身存在缺陷,无法判定桩的竖向承载力；或桩身缺陷对水平承载力有影响；单击贯入度大,桩底同向反射强力且反射峰较宽,侧阻力波、端阻力波反射弱,即波形表现出竖向承载性状明显与勘察报告中的地质条件不符合时,可采用静载法进一步验证；3嵌岩桩桩底同向反射强烈,且在时间2L/C后无明显端阻力反射,可采用钻芯法核验;4桩身浅部缺陷可采用开挖验证;5桩身或接头存在裂隙的预制桩可采用高应变法验证;6单孔钻芯检测发现桩身混凝土质量问题时,宜在同一基桩增加钻孔验证;7对低应变法检测中不能明确完整性类别的桩或Ⅲ类桩,可根据实际情况采用静载法、钻芯法、高应变法、开挖等适宜的方法验证检测;8当单桩承载力或钻芯法抽检结果不满足设计要求时,应分析原因,并经确认后扩大抽检;9当采用低应变法、高应变法和声波透射法抽检桩身完整性所发现的Ⅲ、Ⅳ类桩之和大于抽检桩数的20%时,宜采用原检测方法声波透射法可改用钻芯法,在未检桩中继续扩大抽检;8.阐述桩身完整性类别分类原则哪类桩应进行工程处理答：桩身完整性类别分类原则Ⅰ类桩桩身完整Ⅱ类桩桩身有轻微缺陷,不会影响桩身结构承载力的正常发挥Ⅲ类桩桩身有明显缺陷,对桩身结构承载力有影响Ⅳ类桩桩身存在严重缺陷Ⅳ类桩应进行工程处理;9.基桩检测报告应包含那些内容答：检测报告应结论准确,用词规范;检测报告应包含以下内容：1 委托方名称,工程名称、地点,建设、勘察、设计、监理和施工单位,基础、结构型式,层数,设计要求,检测目的,检测依据,检测数量,检测日期；2 地质条件描述；3 受检桩的桩号、桩位和相关施工记录；4 检测方法,检测仪器设备,检测过程叙述；5 受检桩的检测数据,实测与计算分析曲线、表格和汇总结果；6 与检测内容相应的检测结论;工程桩承载力检测结果的评价,应给出每根受检桩的承载力检测值,并据此给出单位工程同一条件下的单桩承载力特征值是否满足设计要求的结论;10.单桩竖向抗压静载试验加载量如何确定答：1为设计提供依据的试验桩,应加载至破坏；当桩的承载力以桩身强度控制时,可按设计要求的加载量进行;2对工程桩抽样检测时,加载量不应小于设计要求的单桩承载力特征值的倍; 11.单桩竖向抗压静载试验加载反力装置应符合那些规定答：加载反力装置可根据现场条件选择锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置,并应符合下列规定：1 加载反力装置能提供的反力不得小于最大加载量的倍;2 应对加载反力装置的全部构件进行强度和变形验算;3 应对锚桩抗拔力地基土、抗拔钢筋、桩的接头进行验算；采用工程桩作锚桩时,锚桩数量不应少于4 根,并应监测锚桩上拔量;4 压重宜在检测前一次加足,并均匀稳固地放置于平台上;5 压重施加于地基的压应力不宜大于地基承载力特征值的倍,有条件时宜利用工程桩作为堆载支点;12.阐述单桩竖向抗压静载试验加载室荷载测量方法及精度、量程要求答：荷载测量可用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定；或采用并联于千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压,根据千斤顶率定曲线换算荷载;传感器的测量误差不应大于1%,压力表精度应优于或等于级;试验用压力表、油泵、油管在最大加载时的压力不应超过规定工作压力的80%;的压力不应超过规定工作压力的80%;13.阐述单桩竖向抗压静载试验沉降测量方法及仪器精度要求答：沉降测量宜采用位移传感器或大量程百分表,并应符合下列规定：1测量误差不大于%,分辨力优于或等于;1 测量误差不大于%,分辨力优于或等于;2 直径或边宽大于500 mm 的桩,应在其两个方向对称安置4 个位移测试仪表,直径或边宽小于等于500mm 的桩可对称安置2 个位移测试仪表;3 沉降测定平面宜在桩顶200mm以下位置,测点应牢固地固定于桩身;3沉降测定平面宜在桩顶200mm 以下位置,测点应牢固地固定于桩身;4 基准梁应具有一定的刚度,梁的一端应固定在基准桩上,另一端应简支于基准桩上;5 固定和支撑位移计百分表的夹具及基准梁应避免气温、振动及其他外界因素的影响;14.阐述单桩竖向抗压静载试验试桩现场检测对试桩的要求答：1 试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致;2桩顶部宜高出试坑底面,试坑底面宜与桩承台底标高一致;混凝土桩头加固可按本规范附录B 执行;3对作为锚桩用的灌注桩和有接头的混凝土预制桩,检测前宜对其桩身完整性进行检测;15.单桩竖向抗压静载试验加卸载方式应符合那些规定答：1 加载应分级进行,采用逐级等量加载；分级荷载宜为最大加载量或预估极限承载力的1/10,其中第一级可取分级荷载的2 倍;2 卸载应分级进行,每级卸载量取加载时分级荷载的2 倍,逐级等量卸载;3 加、卸载时应使荷载传递均匀、连续、无冲击,每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的±10%;16.阐述为设计提供依据的竖向抗压静载试验试验步骤应符合那些规定答：为设计提供依据的竖向抗压静载试验应采用慢速维持荷载法;慢速维持荷载法试验步骤应符合下列规定：1 每级荷载施加后按第5 、15 、30 、45 、60min 测读桩顶沉降量,以后每隔30min测读一次;2 试桩沉降相对稳定标准：每一小时内的桩顶沉降量不超过,并连续出现两次从分级荷载施加后第30min 开始,按连续三次每30min 的沉降观测值计算;3 当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时,再施加下一级荷载;4 卸载时,每级荷载维持lh,按第15 、30 、60min 测读桩顶沉降量后,即可卸下一级荷载;卸载至零后,应测读桩顶残余沉降量,维持时间为3h,测读时间为第15,30min,以后每隔30min 测读一次;17.简述竖向抗压静载试验终止加载条件答：当出现下列情况之一时,可终止加载：1 某级荷载作用下,桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5 倍;注：当桩顶沉降能相对稳定且总沉降量小于40mm 时,宜加载至桩顶总沉降量超过40mm ;2 某级荷载作用下,桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2 倍,且经24h 尚未达到相对稳定标准;3 已达到设计要求的最大加载量;4 当工程桩作锚桩时,锚桩上拔量已达到允许值;5 当荷载.沉降曲线呈缓变型时,可加载至桩顶总沉降量60～80mm；在特殊情况下,可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm ;18.简述单桩竖向抗压极限承载力综合分析确定方法答：单桩竖向抗压极限承载力;可按下列方法综合分析确定：1 根据沉降随荷载变化的特征确定：对于陡降型Q 曲线,取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值;2 根据沉降随时间变化的特征确定：取曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值;3 出现某级荷载作用下,桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2 倍,且经24h 尚未达到相对稳定标准情况,取前一级荷载值;4 对于缓变型Q 曲线可根据沉降量确定,宜取S＝40mm 对应的荷载值；当桩长大于40m 时,宜考虑桩身弹性压缩量；对直径大于或等于8mmm 的桩,可取S=D为桩端直径对应的荷载值;注：当按上述四款判定桩的竖向抗压承载力未达到极限时,桩的竖向抗压极限承载力应取最大试验荷载值;19.简述单桩竖向抗压极限承载力、单桩竖向抗拔极限承载力统计值及特征值的确定方法答：单桩竖向抗压极限承载力统计值及特征值的确定应符合下列规定：1 参加统计的试桩结果,当满足其极差不超过平均值的30%时,取其平均值为单桩竖向抗压极限承载力;2 当极差超过平均值的30%时,应分析极差过大的原因,结合工程具体情况综合确定,必要时可增加试桩数量;3 对桩数为3 根或3 根以下的柱下承台,或工程桩抽检数量少于3 根时,应取低值;4单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承级力特征值应按单桩竖向抗压极限承载力统计值的一半取值;注：当工程桩不允许带裂缝工作时,取桩身开裂的前一级荷载作为单桩竖向抗拔承载力特征值,并与按极限荷载一半取值确定的承载力特征值相比取小值;20.简述单桩竖向抗压静载试验检测报告除应包括本规范第条内容外,还应包括那些内容答：检测报告除应包括本规范第条内容外,还应包括：1 受检桩桩位对应的地质柱状图；2 受检桩及锚桩的尺寸、材料强度、锚桩数量、配筋情况；3 加载反力种类,堆载法应指明堆载重量,锚桩法应有反力梁布置平面图；4 加卸载方法,荷载分级；5 本规范第要求绘制的曲线及对应的数据表；与承载力判定有关的曲线及数据；6 承载力判定依据；7 当进行分层摩阻力测试时,还应有传感器类型、安装位置,轴力计算方法,各级荷载下桩身轴力变化曲线,各土层的桩侧极限摩阻力和桩端阻力;21.单桩竖向抗拔静载试验终止加载条件答：当出现下列情况之一时,可终止加载：1 在某级荷载作用下,桩顶上拔量大于前一级上拔荷载作用下的上拔量5 倍;2 按桩顶上拔量控制,当累计桩顶上拔量超过100mm 时;3 按钢筋抗拉强度控制,桩顶上拔荷载达到钢筋强度标准值的倍;4 对于验收抽样检测的工程桩,达到设计要求的最大上拔荷载值;22.简述单桩竖向抗拔极限承载力的综合判定方法答：单桩竖向抗拔极限承载力可按下列方法综合判定：1 根据上拔量随荷载变化的特征确定：对陡变型U—δ 曲线,取陡升起始点对应的荷载值；2 根据上拔量随时间变化的特征确定：取δ—lgt曲线斜率明显变陡或曲线尾部明显弯曲的前一级荷载值;3 当在某级荷载下抗拔钢筋断裂时,取其前一级荷载值;23.单桩竖向抗拔试验检测报告除应包括规范第条内容外,还应包括那些内容答：检测报告除应包括本规范第条内容外,还应包括：1 受检桩桩位对应的地质柱状图；2 受检桩尺寸灌注桩宜标明孔径曲线及配筋情况；3 加卸载方法,荷载分级；4 数据整理应绘制上拔荷载-桩顶上拔量U 关系曲线和桩顶上拔量-时间对数关系曲线;并提供对应的数据表；5 承载力判定依据；6 当进行抗拔摩阻力测试时,应有传感器类型、安装位置、轴力计算方法,各级荷载下桩身轴力变化曲线,各土层中的抗拔极限摩阻力;24.简述单桩水平静载试验桩的水平位移测量方法及基准点设置方法答：在水平力作用平面的受检桩两侧应对称安装两个位移计进行桩的水平位移测量；当需要测量桩顶转角时,尚应在水平力作用平面以上50cm 的受检桩两侧对称安装两个位移计;位移测量的基准点设置不应受试验和其他因素的影响,基准点应设置在与作用力方向垂直且与位移方向相反的试桩侧面,基准点与试桩净距不应小于1 倍桩径;25.单桩水平静载试验加卸载方式和水平位移测量应符合那些规定答：加卸载方式和水平位移测量应符合下列规定：1 单向多循环加载法的分级荷载应小干预估水平极限承载力或最大试验荷载的1/10 ;每级荷载施加后,恒载4min 后可测读水平位移,然后卸载至零,停2min 测读残余水平位移,至此完成一个加卸载循环;如此循环5 次,完成一级荷载的位移观测;试验不得中间停顿;2 慢速维持荷载法的加卸载分级、试验方法及稳定标准应按竖向抗压静载试验有关规定执行;26.简述单桩水平静载试验终止加载条件答：当出现下列情况之一时,可终止加载：1 桩身折断；2 水平位移超过30～40mm 软土取40mm ；3 水平位移达到设计要求的水平位移允许值;27.简述单桩的水平临界荷载综合确定方法答：单桩的水平临界荷载可按下列方法综合确定：1 取单向多循环加载法时的H—t—Y0曲线或慢速维持荷载法时的H—Y0曲线出现拐点的前一级水平荷载值;2取H—ΔY0/ΔH曲线或lgH—lgY0曲线上第一拐点对应的水平荷载值;3取H—σS曲线第一拐点对应的水平荷载值28.简述单桩的水平极限承载力综合确定方法答：单桩的水平极限承载力可按下列方法综合确定：1 取单向多循环加载法时的H—t—Y0曲线产生明显陡降的前一级、或慢速维持荷载法时H—Y0的曲线发生明显陡降的起始点对应的水平荷载值;2 取慢速维持荷载法时的Y0—lgt 曲线尾部出现明显弯曲的前一级水平荷载值;-3 取H—ΔY0/ΔH曲线或lgH—lgY0 曲线上第二拐点对应的水平荷载值;4 取桩身折断或受拉钢筋屈服时的前一级水平荷载值;29.单位工程同一条件下的单桩水平承载力特征值的确定应符合那些规定答：单位工程同一条件下的单桩水平承载力特征值的确定应符合下列规定：1 当水平承载力按桩身强度控制时,取水平临界荷载统计值为单桩水承载力特征值;2 当桩受长期水平荷载作用且状不允许开裂时,取水平临界荷载统计值的倍作为单桩水平承载力特征值;3 当水平承载力按设计要求的水平允许位移控制时,可取设计要求的水平允许位移对应的水平荷载作为单桩水平承载力特征值,但应满足有关规范抗裂设计的要求;30.简述单桩水平静载试验除应包括本规范第条内容外,还应包括那些内容答：检测报告除应包括本规范第条内容外,还应包括：1 受检桩桩位对应的地质柱状图；2 受检桩的截面尺寸及配筋情况；3 加卸载方法,荷载分级：4 绘制H—t—Y0、H—ΔY0/ΔH、H—Y0、Y0—lgt、lgH—lgY0、H—m、Y0—m 等关系曲线及对应的数据表；5 承载力判定依据；6 当进行钢筋应力测试并由此计算桩身弯矩时,应有传感器类型、安装位置、内力计算方法并绘制H—m、H—σS曲线及其对应的数据表;。
高应变测桩Case法和实测曲线拟合法的分析
灰色, 饱和 中密, 厚 1 75 ~ 3 m; ) 粗砂: 黄灰 色,
石英砂 为主, 饱和 稍密, 厚 1 9~ 6 8 m; ∗粘 土:
黄灰色, 呈软 可塑 状态, 厚 2 ~ 6 35 m; + 粘 土:
深灰 色, 呈 可 塑状, 厚 5 15 ~ 12 30 m; , 粉 细
砂: 灰绿色, 饱 和中 密, 厚 1 4 ~ 4 1 m; − 中 砂:
灰色, 中砂粒状, 中密, 厚度大于 13 8 m。 2 2 仪器设备
本次试验采用武汉岩海公司研制生产的 RS 1616K ( p) 型基桩动测仪。检测仪器设备及现场联
检测的五根桩为 # 400( 95) mm 预制管桩, 属于 摩擦型桩, 土阻力前 期发挥很快, 没有承载力 滞后 2L /C发挥的现象。其每根桩的实测参数和曲线拟 合分析系数如表 3。
为排除动力试桩过程中土体的动力效应, C ase 法假定土的动阻力全部集中于桩尖, 且与桩尖速度 和广义波阻抗成正比。 1. 1. 3 桩周土静力模型
C ase法为确保波动方程解耦, 得到半经验解析 解, 不仅将桩侧速度与动阻力分离, 而且将桩身位移 与静阻力分离。因而, 假定土的静力模型为理想刚 塑性体, 一旦扰动发生, 阻力即达到极限值, 显然这 只能在桩土间超过一定变形时才适用 [ 4 ] 。 1. 2 基本原理
第 27卷第 4 期 V o l 27, N o 4
西华 大 学学 报 ( 自 然 科学 版 ) Journa l o f X ihua Un iversity N atural Sc ience
文章编号: 1673 159X ( 2008) 03 0097 04
2008年 7月 Ju.l 2008
2008年
基桩高应变检测
（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。
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。
将应力环带有四角的一面朝向桩面顺螺杆贴到桩上， 反复用手上下左右移动应力环，感觉到四个支点在同一平 面时（即用力按下四角，没有翻翘、亦无明显变形）按住 不动，开始上垫圈和螺帽，然后用扳手将其拧紧，拧紧的 过程中，一方面安装人员要密切注视应力环中间的传感环 ，防止其出现可见的变形（一旦变形应松开处理），另一 方面最好用测桩仪监控，防止其超出仪器的自平衡调节范 围。从测试角度看应力环自然是拧得越紧越好，但过紧容 易造成应力环的伤害。
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：
基桩高应变动力试桩法测试作业指导书
基桩高应变动力试桩法测试作业指导书1. 目的为使测试人员在做基桩高应变动力试验时有章可循，并使其操作合乎规范。
2. 适用范围基桩高应变动力试验时的准备、现场实施和分析计算。
3. 引用文件对于湖北省境内的检测项目，以《建筑地基基础检测技术规范》（DB42/269-2003）为最基本的技术依据，当该规范不明确时，参照下述规范执行：《建筑基桩检测技术规程》(JGJ106-2014)；对于湖北省境外的检测项目，依据行标执行；对于每次发出的检测报告中，必须明确该报告依据的技术标准，并严格按其标准执行。
4. 工作程序4.1 检测准备4.1.1 测试前可由项目经理或安排有关人员前往现场踏勘，了解现场基本情况以及桩型、桩长、检测数量。
4.1.2 检测灌注桩承载力时，应具有可靠的、同条件的动静对比资料。
否则不能提供承载力值。
4.1.3 对于大直径扩底桩、人工挖孔嵌岩桩、夯扩桩、后压浆钻孔灌注桩、素混凝土桩及Q－s 曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩，不能采用高应变方法测定承载力。
4.1.4 由项目经理或现场踏勘人员要求委托方安排人员提前对被测桩进行桩头处理、开挖测试坑，并讲明具体技术要求。
桩头清理时，一定要凿去桩头超灌的浮浆部分，使桩头大致平整，桩顶钢筋应吹至低于砼面。
测试坑要对称开挖，深度和宽度及桩身测试面均要满足测试要求。
4.1.5 被检测的灌注桩应达到规定的养护期（28天）后方可施测，对于打入桩，规定应达到的休止期为：砂土7天，粉土10天，非饱和粘性土15天，饱和粘性土25天。
4.1.6 检测使用重锤的重量应大于预估单桩极限承载力的1.2-1.5%，桩径大于600mm或桩长大于30m时取高值。
4.1.7 进场前必须由现场检测人员对所用设备进行检查清点，会同设备管理员填写《物资进/出场单》和《仪器使用记录》，确认仪器正常以及各项指标满足技术要求后方可进入测试现场。
4.1.8 进入工地检测后，必须索取整个工程场地的地质勘察报告，确切获知所测桩的承载力特征值。
高应变检测方案
....高应变法基桩检测施工方案广州亚邦工程勘探有限企业2010 年 6月 11日一、工作内容及目的对本工程的基桩进行高应变法检测，目的是检测桩身构造完好性，计算基桩的竖向抗压承载力。
二、检测人员现场由 2～3 名持检测上岗证的技术人员负责测试。
三、检测设施检测采纳武汉岩海企业生产的RS-1616K(P)桩基动测仪。
检测仪器设施及现场联接如图1。
RS－ 1616K(p) 基桩动测仪参数设定数据办理信号输入结果输出A1A2F1 桩F2打印结果波形绘制图 1高应改动力试桩表示图注： A1 、 A2 加快度传感器F1、 F2 力传感器四、检测原理高应改动力试桩的基来源理：用重锤冲击桩顶，使桩—土产生足够的相对位移，以充足激发桩周土阻力和桩端支承力，经过安装在桩顶以下桩身双侧的力和加快度传感器接收桩的应力波信号，应用应力波理论剖析办理力和速度时程曲线，进而判断桩的承载力和评论桩身质量完好性。
假定桩为一维线弹性杆，测点下桩长为Ｌ，横截面积为Ａ，桩材弹性模量为E，桩材质量密度为ρ，桩身内应力波流传速度（俗称弹Z= A ρC；其桩身应力应变关系可写为：EF A E假定土阻力是由静阻力和动阻力两部分构成：R R s R d推导可得桩的一维颠簸方程：2 u c 22u Rt 2x2A剖析方法采纳Case法和实测曲线拟合法：记冲击速度峰对应时间为t1，t2＝t1+2L/C 为桩底反射对应时间，依据实测的力、速度曲线F(t)、V(t) 推导可得 case法判断桩的承载力的计算公式为：F (t ) Z V (t ) F (t) Z V (t2)112R c (1 J c)2(1 J c)2关于等截面桩，桩顶下第一个缺点对应的完好性系数由下式计算：F ( t1) R x F( t x )F (t 1) F (t x)此中：F (t1) Z V (t1)F (t1)2F (t x) Z V (t x)F (t x)2R x──缺点点 X 以上的桩周土阻力；缺点地点可依据缺点反射波的对应时间t x由下式确立：t x t1L x c2实测曲线拟合法采纳了较复杂的桩－土力学模型，选择实测力或速度基本符合，桩侧土摩阻力应与地质资料基真符合，贯入度的计算值应与实测值基本符合，进而获取桩的竖向承载力和桩身完好性。
DJ-027基桩高应变动力试桩法测试实施细则
XXXXXX工程技术有限公司地基专业作业指导书基桩高应变动力试桩法测试实施细则文件编号：QWDJ-027版本号：A/ 0编制：批准：生效日期：二○一八年十一月五日基桩高应变动力试桩法测试实施细则1. 目的为使测试人员在做基桩高应变动力试验时有章可循，并使其操作合乎规范。
2. 适用范围基桩高应变动力试验时的准备、现场实施和分析计算。
3. 引用文件对于湖北省境内的检测项目，以《建筑地基基础检测技术规范（DB42/269-2003）》为最基本的技术依据，当该规范不明确时，参照下述规范执行：《建筑基桩检测技术规程(JGJ106-2014)》对于湖北省境外的检测项目，依据行标执行。
对于每次发出的检测报告中，必须明确该报告依据的技术标准，并严格按其标准执行。
4. 工作程序4.1 检测准备4.1.1 测试前可由项目经理或安排有关人员前往现场踏勘，了解现场基本情况以及桩型、桩长、检测数量。
4.1.2 检测灌注桩承载力时，应具有可靠的、同条件的动静对比资料。
否则不能提供承载力值。
4.1.3 对于大直径扩底桩、人工挖孔嵌岩桩、夯扩桩、后压浆钻孔灌注桩、素混凝土桩及Q－s 曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩，不能采用高应变方法测定承载力。
4.1.4 由项目经理或现场踏勘人员要求委托方安排人员提前对被测桩进行桩头处理、开挖测试坑，并讲明具体技术要求。
桩头清理时，一定要凿去桩头超灌的浮浆部分，使桩头大致平整，桩顶钢筋应吹至低于砼面。
测试坑要对称开挖，深度和宽度及桩身测试面均要满足测试要求。
4.1.5 被检测的灌注桩应达到规定的养护期（28天）后方可施测，对于打入桩，规定应达到的休止期为：砂土7天，粉土10天，非饱和粘性土15天，饱和粘性土25天。
4.1.6 检测使用重锤的重量应大于预估单桩极限承载力的1.2-1.5%，桩径大于600mm或桩长大于30m时取高值。
4.1.7 进场前必须由现场检测人员对所用设备进行检查清点，会同设备管理员填写《物资进/出场单》和《仪器使用记录》，确认仪器正常以及各项指标满足技术要求后方可进入测试现场。
浅谈灌注桩高应变检测技术
浅谈灌注桩高应变检测技术高应变动力法测试技术于20 世纪80 年代随美国PDI 公司的PDA 仪器引入我国，20 世纪90 年代初国内类似的仪器和计算软件业相继面世，国际上以PDA打桩分折仪为代表，国内以FEI—A（B）桩基动测分折系统为代表。
1 高应变法的基本原理高应变法，即用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力时程曲线，通過波动理论分析，对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定的检测方法。
高应变检测技术是从打入式预制桩发展起来的，试打桩和打桩监控属于其特有的功能，是静载试验无法做到的。
高应变动力检测在原理上被简化为一维线性波动力学问题，对桩体本身做了以下基本假定：1）假定桩身材料是均匀的和各向同性的。
2）假定桩是线弹性杆件。
3）假定桩是一维杆件。
4）假定纵波的波长比杆的横截面尺寸大得多。
5）假定破坏只发生在桩土界面。
2 高应变检测方法简介经过几十年的发展，许多学者提出了很多不同的高应变确定基桩承载力的方法。
主要有以下两种：2.1 Case 法Case法的基本假定是桩身阻抗基本恒定；应力波在传播过程中没有能量耗散和信号畸变；桩周土的动阻力忽略不计；桩底土的动阻力与桩端的运动速度成正比。
所以Case是一个半经验的方法，它的优点是具有较强的实时分析功能，使之能在打桩现场立即得到关于承载力、锤击能量、桩身承力和桩身质量等许多分析结果，因此非常适合对打入桩打入过程中的质量控制和对打桩设备性能的测定。
它的缺点是选择Jc（阻尼系数）有一定的随意性（Jc值除和桩尖土有关外，还有桩周土、不同桩类型有关），在计算时仅用到实测曲线的几个特征值，有一定的误差。
特别是对于灌注桩，误差较大。
2.2 波形拟合法波形拟合采用数值试算的方法，有效地克服了Case 法的缺陷。
其基本思路是：在锤击过程中，可以得到两组实测曲线，即力和速度随时间变化曲线。
利用其中一组曲线并对桩身阻抗、土阻力及其他所有桩土作出假定来推求另一组曲线值，利用推求值与另一组实测曲线值对比。
建筑桩基检测技术规范高应变动测法
高应变法1 适用范围1.1本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，为选择沉桩工艺参数及桩长提供依据。
1.2进行灌注桩的竖向抗压承载力检测时，应具有现场实测经验和本地区相近条件下的可靠对比验证资料。
1.3对于大直径扩底桩和预估Q-s曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩，不宜采用本方法进行竖向抗压承载力检测。
2 仪器设备2.1检测仪器的主要技术性能指标不应低于现行行业标准《基桩动测仪》JG/T 3055规定的2级标准，且应具有保存、显示实测力与速度信号处理与分析的功能。
2.2锤击设备应具有稳固的导向装置；打桩机械或类似的装置（导杆式柴油锤除外）都可作为锤击设备。
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击力时，重锤应整体铸造且高径（宽）比应为1.0～1.5范围内。
2.4进行高应变承载力检测时，锤的重量应大于预估单桩极限承载力的1.0%~1.5%，混凝土桩的桩径大于600mm或桩桩长大于30m时取高值。
2.5桩的贯入度可采用精密水准仪等仪器测定。
3 现场检测3.1检测前的准备工作，应符合下列规定：1 预制桩承载能力的时间效应应通过复打确定。
2 桩顶面应平整，桩顶高度应满足锤击装置的要求，桩锤重心应与桩顶对中，锤击装置架立应垂直；3 对不能承受锤击的桩头应进行加固处理，混凝土桩的桩头处理应符合本规范附录B的规定；4 传感器的安装应符合本规范附录F的规定；5 桩头顶部应设置桩垫，桩垫可采用10mm～30mm厚的木板或胶合板等材料。
3.2参数设定和计算应符合下列规定：1 采样时间间隔宜为50μs～200μs，信号采样点数不宜少于1024点；2 传感器的设定值应按计量检定或校准结果设定；3 自由落锤安装加速度传感器测力时，力的设定值由加速度传感器设定值与重锤质量的乘积确定；4 测点处的桩截面尺寸应按实际测量确定；5 测点以下桩长和截面积可采用设计文件或施工记录提供的数据作为设定值；6 桩身材料质量密度应按表3.2取值；表3.2 桩身材料质量密度（t/m3）7 桩身波速可结合本地经验或按同场地同类型已检桩的平均波速初步设定，现场检测完成后应按本规范第4.3条进行调整；8 桩身材料弹性模量应按下式计算：2E（3.2）=ρ∙c式中：E——桩身材料弹性模量（kPa）；c ——桩身应力波传播速度（m/s）；ρ——桩身材料质量密度（t/m3）。
高应变检测在工程基桩检测上应用和注意点分析
高应变检测在工程基桩检测上应用和注意点分析摘要:高应变动力试桩法在国内外被广泛应用于基桩检测,能比较准确地测定单桩极限承载力和判断桩身结构的完整性,不过测量结果也受到各种因素的影响,本文简单分析高应变检测的测量原理,结合实践谈谈其测量的准确性和值得注意的地方。
关键词:高应变法波形拟合法影响桩基检测,主要是检测桩身的完整性以及单桩的承载力这两方面,通过这两方面的检测结果和资料完成对整个桩基工程的检测与评定。
目前所采用的检测方法有很多,高应变动力测桩法能比较准确地测定单桩极限承载力和判断桩身结构的完整性,因此,在国内外被广泛应用。
1 基本原理和检测方法1.1 基本原理高应变法测试桩基,用重锤冲击桩顶,桩周土受力产生弹塑变形,通过采集桩顶附近截面的力和速度时程曲线,应用应力波理论进行分析,计算出桩的承载力和桩身的完整性。
1.2 波动方程法波动方程法是由史密斯于1960年创设的方法,他对“锤、桩、土体系”提出了借助质量块、弹簧和阻尼器组成的离散化计算模型,计算过程以锤心初速度作为临界条件,然后借助差分程序编程计算,得到精确的数值解。
波动方程法最大的有点是便于计算机编程处理,因此,该方法是大多数现有的基桩高应变动测技术的基础。
1.3 Case法这是一种简化分析方法,先列出一定的假设条件求出一维波动方程的一个封闭解,建立一个土阻力和桩顶波之间简单的函数关系,再进一步求出基桩极限承载力和在桩顶所测得的压力及质点速度值的关系,具有简单易用的特点,不过其具有一定的理论缺陷,因此影响了Case法检测的准确度。
1.4 波形拟合法波形拟合法采用了数值试算的方法,能有效地克服Case法的缺陷。
其基本思路是:在锤击过程中,采集p正确采集信号是测试准确的前提,高应变动力测试现场数据采集的质量直接关系到计算结果的准确性。
影响采集信号的因素很多,总结和分析影响测试结果的因素,并引起工作人员的注意,有助于提高测试的准确度。
3.1 桩头处理对测试的影响波的传播效果直接受到桩头质量好坏的影响,高应变测试桩头的处理有严格的要求:彻底清除桩头浮浆,再用高标号混凝土接好桩头,桩头主筋应直通入桩顶保护层之下,筋顶位于同一水平面,主筋外设置间距小于等于0.15m的箍筋,在桩顶设置钢筋网片,间距在60mm～100mm之间,桩头整平后严格按规范进行养护。
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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⑺、波形峰值处力曲线大大高于速度曲线，且力波不回零，表明测点传感器安装处的混凝土松散；
⑻、力曲线一个受拉，一个受压，表明锤击严重偏心；⑼、对于浅部桩侧阻力较小的桩，力峰应等于速度峰；
⑽、对于浅部桩侧阻力较大的桩，力峰在到达速度峰后继续上升，力峰应会高于速度峰。
⑴、力传感器固定螺母未上紧，波形产生自振；⑵、波形信号不回零，表明靠近测点附近混凝土有塑性变形；
⑶、波形峰值处力峰大于速度峰，表明靠近测点附近桩身有扩颈（浅部阻抗变大）或桩垫过厚；
⑷、波形峰值处速度峰大于力峰，表明靠近测点附近桩身有缩颈（浅部阻抗变小）；ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
⑸、波形峰值处速度峰大于力峰，且力波不回零，表明测点附近桩身有裂缝，或传感器安装在新接桩头上，接头连接没做好；