高应变检测基本知识讲解
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基桩高应变法检测知识培训
2014.2.28
基高应变法检测技术
第一节 基本原理和检测频率
第二节 适用范围和检测方法
第三节 检测系统及仪器设备
第四节 现场检测技术 第五节 波形分析
第一节 基本原理和检测频率
1.基本原理
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
2.检测频率
抽检数量不宜少于总桩数的5%，且不得少于5根。
第二节 适用范围及检测方法
适用范围
1、可检测预制桩、预应力管桩和钢管桩的单桩竖向抗压承载力 和完整性； 2、监测打入桩的桩身应力和锤击能量传递比，为沉桩工艺参数 及桩端持力层选择提供依据； 3、对于灌注桩检测，应具备现场实测经验和本地区相似条件条 件下的可靠对比试验资料。 4、对于Q-s曲线为缓变形的大直径桩、扩底桩、嵌岩桩等，其桩 端阻力发挥所需的位移很大，难于把桩打动，一般不采用高应 变法。
第三节
检测系统及仪器设备
检测示意图
试验仪器及配件
重锤应材质均匀、 形状对称、锤底平 整，高径（宽）比 应在1.0～1.5范围 内，且不得小于1， 重量应大于预估单 桩极限承载力的 1.0%～1.5%
架 子
重锤
适配器 连接
加速 度计 加速度 应力环
第四节
现场检测技术
第一步 检测前的现场准备工作 第二步 仪器设备的安装与连接 第三步 测试参数设定 第四步 检查和确认仪器、设备的工作状态 第五步 重锤锤击（重锤低击） 第六步 检查采集数据质量及贯入度的合理范围
第二步 仪器设备的安装与连接
1.放置重锤 2.放置固定架
3.传感器与应变环的安装
4.仪器连接
第三步 测试参数设定
开机，选择RS模式
设置高应变相关参数
设置桩土参数
第四步 检查和确认仪器、设备的工作状态
1.检查仪器设备是否正常连接 2.调试应力环的应变值
监视 应变值范围±1000
第五步 重锤锤击（重锤低击）
检测方法
主要方法 动力打桩公式法、波动方程分析法、Case法、波形拟合法、静-动试桩 法、锤击贯入法 常用方法 Case法：量测桩顶力和速度（加速度信号积分）时程波形。可估算单桩 极限承载力和对桩身结构完整性作出评价。 波形拟合法：量测桩顶力和速度时程波形。可判定单桩极限承载力、评 价桩身结构完整性、估计桩侧与桩端图阻力分布和模拟静载荷试验的Qs曲线。 Case法和波形拟合法，采集信号原理、方法是一样的，对锤击设备要求 也是一样的，拟合法是在Case发分析的基础上再次分析。
用吊车把重锤吊起，高度是 距桩头2m左右的位置，最 高不能超过2.5m（重锤下落 的距离）；然后用吊车的小 勾，绷紧以后开始松大勾， 在重力的作用下，重锤会自 由落下。
第六步 检查采集数据质量及贯入度的合理范围
理想波形
1.二组力和速度时程波形基本一致，峰值前二者重合，峰值后二者 协调。 2.力和速度时程波形最终回归零值。 3.波形采用长度足够，波形拟合法要求信号长度不小于5L/c或 2L/c+20ms。 4.波形无明显的高频杂波干扰，桩底反射明确。 5.贯入度适中，贯入度太小，土强度未充分发挥，贯入度太大，波 形失真。
第一步 检测前的现场准备工作
1.基桩开挖：深度2倍桩径左右，宽度为架子的宽度 2.选择重锤：应为极限承载力的1~1.5% 3.桩顶要剔除浮浆以及露头钢筋，保证平整 4.冲击钻钻头8mm，膨胀螺丝6mm，固定螺丝的小扳手 1把，老虎钳1把，小铁锤1把 5.打磨机：切割片为精钢片，不能用砂轮 6.传感器的安装：应力环线向下，加速度计线向上 7.桩头垫子：3CM左右厚的三合板或者木板 8.租好吊车和货车：可以吊起重锤和搬运重锤 9.查看交通情况：吊车能否到达试验现场、能否起吊 10.应变传感器两个孔距离为6-7CM
波形无效（不可进行承载力的波形拟合分析）
1.传感器位置的混凝土开裂或严重朔性变形使得力曲线不回零。 2.锤击严重偏心，两侧力信号幅值相差大于1倍。 3.四个通道数据不全，例如只有单边力信号或单边速度信号。 贯入度合理范围 单击贯入度宜在2～6mm之间
第五节
波形分析
1.用武汉岩海case法高应变分析程序进行分析 case系数JC值 粗砂--0.05，砂土--0.1~0.15，粉质砂土0.15~0.25，粉土0.25~0.4，粉质 黏土0.4~0.7，黏土0.7~1.0，固定端为0，自由端为1 case法主要定3点：行波起跳点，行波峰值点，桩底反射点 2.在case法分析的基础上再用武汉岩海拟合分析程序进行拟合。 按地勘资料输入桩侧土的摩阻力和端阻力→按f键人工计算，这是第一次拟 合→拟合不满意→继续修改“土单元参数”或“整体参数”→再按f键人工 计算→想要电脑自动拟合→按u键“卸载优化”→拟合效果仍有待改进→按r 键“阻力优化”→反复使用这两种优化直到拟合满意为止。 卸载优化对曲线的整段综合优化即大方向的拟合较好 阻力优化对曲线的2L/c即桩底反射前的信号段拟合较好 辐射阻尼优化对曲线的尾部拟合较好 土塞优化对曲线的2L/c附近拟合较好
2014.2.28
基高应变法检测技术
第一节 基本原理和检测频率
第二节 适用范围和检测方法
第三节 检测系统及仪器设备
第四节 现场检测技术 第五节 波形分析
第一节 基本原理和检测频率
1.基本原理
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
2.检测频率
抽检数量不宜少于总桩数的5%，且不得少于5根。
第二节 适用范围及检测方法
适用范围
1、可检测预制桩、预应力管桩和钢管桩的单桩竖向抗压承载力 和完整性； 2、监测打入桩的桩身应力和锤击能量传递比，为沉桩工艺参数 及桩端持力层选择提供依据； 3、对于灌注桩检测，应具备现场实测经验和本地区相似条件条 件下的可靠对比试验资料。 4、对于Q-s曲线为缓变形的大直径桩、扩底桩、嵌岩桩等，其桩 端阻力发挥所需的位移很大，难于把桩打动，一般不采用高应 变法。
第三节
检测系统及仪器设备
检测示意图
试验仪器及配件
重锤应材质均匀、 形状对称、锤底平 整，高径（宽）比 应在1.0～1.5范围 内，且不得小于1， 重量应大于预估单 桩极限承载力的 1.0%～1.5%
架 子
重锤
适配器 连接
加速 度计 加速度 应力环
第四节
现场检测技术
第一步 检测前的现场准备工作 第二步 仪器设备的安装与连接 第三步 测试参数设定 第四步 检查和确认仪器、设备的工作状态 第五步 重锤锤击（重锤低击） 第六步 检查采集数据质量及贯入度的合理范围
第二步 仪器设备的安装与连接
1.放置重锤 2.放置固定架
3.传感器与应变环的安装
4.仪器连接
第三步 测试参数设定
开机，选择RS模式
设置高应变相关参数
设置桩土参数
第四步 检查和确认仪器、设备的工作状态
1.检查仪器设备是否正常连接 2.调试应力环的应变值
监视 应变值范围±1000
第五步 重锤锤击（重锤低击）
检测方法
主要方法 动力打桩公式法、波动方程分析法、Case法、波形拟合法、静-动试桩 法、锤击贯入法 常用方法 Case法：量测桩顶力和速度（加速度信号积分）时程波形。可估算单桩 极限承载力和对桩身结构完整性作出评价。 波形拟合法：量测桩顶力和速度时程波形。可判定单桩极限承载力、评 价桩身结构完整性、估计桩侧与桩端图阻力分布和模拟静载荷试验的Qs曲线。 Case法和波形拟合法，采集信号原理、方法是一样的，对锤击设备要求 也是一样的，拟合法是在Case发分析的基础上再次分析。
用吊车把重锤吊起，高度是 距桩头2m左右的位置，最 高不能超过2.5m（重锤下落 的距离）；然后用吊车的小 勾，绷紧以后开始松大勾， 在重力的作用下，重锤会自 由落下。
第六步 检查采集数据质量及贯入度的合理范围
理想波形
1.二组力和速度时程波形基本一致，峰值前二者重合，峰值后二者 协调。 2.力和速度时程波形最终回归零值。 3.波形采用长度足够，波形拟合法要求信号长度不小于5L/c或 2L/c+20ms。 4.波形无明显的高频杂波干扰，桩底反射明确。 5.贯入度适中，贯入度太小，土强度未充分发挥，贯入度太大，波 形失真。
第一步 检测前的现场准备工作
1.基桩开挖：深度2倍桩径左右，宽度为架子的宽度 2.选择重锤：应为极限承载力的1~1.5% 3.桩顶要剔除浮浆以及露头钢筋，保证平整 4.冲击钻钻头8mm，膨胀螺丝6mm，固定螺丝的小扳手 1把，老虎钳1把，小铁锤1把 5.打磨机：切割片为精钢片，不能用砂轮 6.传感器的安装：应力环线向下，加速度计线向上 7.桩头垫子：3CM左右厚的三合板或者木板 8.租好吊车和货车：可以吊起重锤和搬运重锤 9.查看交通情况：吊车能否到达试验现场、能否起吊 10.应变传感器两个孔距离为6-7CM
波形无效（不可进行承载力的波形拟合分析）
1.传感器位置的混凝土开裂或严重朔性变形使得力曲线不回零。 2.锤击严重偏心，两侧力信号幅值相差大于1倍。 3.四个通道数据不全，例如只有单边力信号或单边速度信号。 贯入度合理范围 单击贯入度宜在2～6mm之间
第五节
波形分析
1.用武汉岩海case法高应变分析程序进行分析 case系数JC值 粗砂--0.05，砂土--0.1~0.15，粉质砂土0.15~0.25，粉土0.25~0.4，粉质 黏土0.4~0.7，黏土0.7~1.0，固定端为0，自由端为1 case法主要定3点：行波起跳点，行波峰值点，桩底反射点 2.在case法分析的基础上再用武汉岩海拟合分析程序进行拟合。 按地勘资料输入桩侧土的摩阻力和端阻力→按f键人工计算，这是第一次拟 合→拟合不满意→继续修改“土单元参数”或“整体参数”→再按f键人工 计算→想要电脑自动拟合→按u键“卸载优化”→拟合效果仍有待改进→按r 键“阻力优化”→反复使用这两种优化直到拟合满意为止。 卸载优化对曲线的整段综合优化即大方向的拟合较好 阻力优化对曲线的2L/c即桩底反射前的信号段拟合较好 辐射阻尼优化对曲线的尾部拟合较好 土塞优化对曲线的2L/c附近拟合较好