高应变动力测桩法.docx
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高应变动力测桩法
检测报告应包括以下内容：
1声测管平面布置图。
2绘制每一根桩各检测剖面的有关曲线，即声速一深度曲线、波幅一深度曲线等，并将临界值判据所对应的标志线绘制于同一坐标系。
3每一根桩各检测剖面声速、波幅的平均值、标准差、临界值。
4每一根桩的完整性分类及缺陷位置。
高应变动力测桩法
本方法适用于评价预制桩、灌注桩和钢桩单桩竖向抗压承载力和结构完整性，并应符合以下规定：
1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；
2测桩前后宜对该桩进行低应变动测，评定该桩的完整性,严重缺陷的桩不应进行高应变承载力检测；
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Qs曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩等特殊类型桩，不宜采用本方法进行竖向抗压承载力检测。
高应变动力检测的结果可用于监测预制桩打入时的桩身应力与锤击能量传递比，选择桩锤和成桩工艺参数。
高应变动力检测仪器及设备应符合以下要求：
1检测仪器的主要技术性能指标不应低于JG/T3055?
基桩动测仪?
表1规定的2级标准，且应具有绘制归一化的实测力和速度曲线、位移曲线，显示最大打击力、阻尼系数法承载力、最
大动位移，并保存原始信号的功能。
跟打监测时，仪器尚应具备连续采样连续储存功能。
2打桩机械或类似的装置都可作为锤击设备〔导杆式柴油
锤除外〕O检测用锤应材质均匀、形状对称、锤底平整，高径〔宽〕比不得小于h并采用铸铁或铸钢制作。
宜整体或大组合铸造，装加速度传感器的应整体铸造.且高径〔宽〕比应在1.0-1.5范围内。
如为片锤，其组合连结必须紧密,
不得松动。
当采取自由落锤安
3桩的贯入度可采用精密水准仪等光学仪器测定。
进行单桩极限抗压承载力测试时，锤的重量必须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。
现场检测的准备工作应符合以下规定：
1e600mm以下的灌注桩及其它不能承受锤击的混凝土灌注桩，宜制作桩帽或采用其它方式加固处理，桩帽高度不宜低于2.5d；桩头破损的混凝土预制桩和桩头已出现屈服变形的钢桩，
检测前应对桩头进行特殊处理，混凝土桩桩头的处理方法应符合本标准附录C的规定。
2桩顶露出地面的高度应满足检测方法的要求，传感器所在横断面不宜与土层相联。
桩顶应平整，桩帽与桩身横截面形心应重合，桩帽横截面积宜与桩身横截面积相同。
3交流供电的测试系统应良好接地。
检测前应检查确认传感器、连接电缆及接插件无断路、短路现象。
每次检测前应在现场对检测仪器设备的工作状态进行检验，确认整个测试系统处于正常状态。
检测承载力时，受检桩从制作至检测〔或复打〕的休止时间
应符合本标准第4.1.14条的规定。
传感器的安装应符合以下规定：
1传感器的安装位置宜符合本标准图的要求。
加速度传感器
加速度传感器
加速度传感器-应变式力传感器
赳心二加速度传感器\—应变式力传感器b
<2b
—v~
-L
□
1±2
70±
//2±10
落锤
混凝土方桩
J加速度传感器应变式力传感器
加速度传感器厂应变式力传感器
加速度传感器
应变式力传感器
h
加速度传感器应变式力传感器
r1
1
E_L
1
--L1
J1
<2h
70±10
厂〃2±10
F±2
H型钢桩
圆形桩或管桩
/一一应变式力传感器安装孔中心距
图传感器安装示意图〔单位：
mm〕
2安装传感器处的桩身外表应平整，且其周围不得有缺损或断面突变。
3当采用膨胀螺栓固定传感器时，螺栓孔应与桩身中轴线垂直，膨胀螺栓应紧密固定。
4安装完毕后的应变式力传感器固定面应紧贴桩身外表，测试过程中不得产生相对滑动。
5当进行连续锤击检测时，应先将传感器引线固定牢靠，引线宜朝向地面一方。
高应变现场测试时参数设定应符合以下规定：
1采样间隔宜为50ps〜200炸,信号采样点数不应少于1024点。
2传感器的参数设定值应与计量检定获得的数据相符。
3桩长应取传感器安装点至桩底的距离，面积为安装点横截面面积。
4桩材质量密度宜按表4.13.8取值，高强度者取高值。
表4.13.8桩材质量密度经验值（t/m3）
钢材
混凝土预制桩
预应力管桩
混凝土灌注桩
〜2.55
2・55〜2・60
2・40〜2・50
5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，现场检测完成后波速应按本标准第4.13.11条3款调整。
6桩材弹性模量应按混凝土强度等级确定或按下式计算：
E=pc2（4.13.8）
式中：
E——桩材弹性模量（kPa）；c桩身应力波传播速度（m/s）；
p桩材质量密度〔t/m3〕o
现场测试应符合以下要求：
1采用自由落锤时，宜重锤低击，最大锤击落距不宜大于2.5mo
2应设置桩垫，并根据使用情况及时更换。
桩垫宜采用胶合板、木板或纤维板等材质均匀的材料，板下可铺一层lcm~3cm厚的潮湿净粗砂。
3当仅检测桩身的完整性时，可减轻锤重，降低落距，减少桩垫厚度，但应能在实测波形中观察到桩底反射信号。
4检测时应及时检查信号的质量，发现以下情况之一时应进行检查调整或停止检测。
1〕信号出现异常，或同一根桩进行多锤测试时，信号差异较大。
2〕测试系统出现问题，传感器安装不良、锤击偏心或测点处混凝土开裂、桩身有明显缺陷且程度加剧。
3〕力或速度时程曲线最终不归零。
现场应按以下要求对实测波形特征进行定性检查和承载力初步分析：
1结合地质条件、设计参数、施工工艺分析，实测波形曲线形犹应能反映出承载力特征。
2对有缺陷的桩，应先对实测曲线作定性分析，找出桩身缺陷，必要时可实施屡次锤击，观察其在连续锤击下，缺陷的扩大或逐渐闭合的开展趋势。
3应采用CASE法初步计算单桩承载力实测值。
4应分析最大打击力和最大动位移，宜记录贯入度。
检测数据分析处理时应符合以下规定：
1当出现以下1W况之一时，高应变实测波形不得作为承载
力分析计算的依据:
1〕传感器安装处混凝土开裂或出现严重塑性变形使力
曲线最终未归零；
2〕严重锤击偏心■两侧力信号幅值相差超过1倍；
3〕触变效应的影响，预制桩在屡次锤击下承载力下降;
4〕四通道测试数据不全。
2计算承载力时所选取的信号，宜为锤击能量较大的击次。
3桩身波速平均值宜根据下行波波形起升前沿的起点到上行波下降前沿的起点之间的时差，或下行波峰值点到上行波桩底
反射信号峰值点之间的时差，与己知桩长值确定〔图4.13.11〕o桩底反射信号不明显时，可根据邻近桩的桩身波速值以及常规取值范围合理确定。
4高应变实测的力和速度信号第一峰起始比例失调时，不
得进行比例调整。
单桩承载力实测值的判定应符合以下规定:
1实测单击贯入度宜为2mm〜6mm,长桩和摩擦桩取高值;
2宜采用实测曲线拟合法。
用实测曲线拟合法分析计算时应符合以下规定：
1所采用的力学模型应能反映桩土体系的实际工作性状；
2拟合分析选定的参数，尤其土阻力和桩身阻抗应在合理范围内。
各单元所选用的土的最大弹性变形（临塑变形）值不应超过相应桩单元的最大动位移计算值；
3曲线拟合时间不应少于2L/c时刻后延续20ms；
4拟合完成时计算曲线应与实测曲线根本吻合。
采用CASE法分析计算时应符合以下规定：
1桩径小于600mm、桩身材质均匀、等截面、无明显缺陷的预制桩。
2阻尼系数人值应通过静动比照试验结合实测曲线拟合法、桩底岩土层的性状综合确定。
3利用实测曲线拟合法确定阻尼系数人值时，拟合计算的桩数不应少于受检桩数的30%且不应少于3根。
4在同一场地，桩型、尺寸相同情况下，阻尼系数极值与平均值之差不应大于平均值的30%。
5CASE法判定单桩承载力实测值宜按下式计算：
H）
m）+W+人）
2L2L
q+—）—zw+—）
cc
2
（4.13.14.1）
（4.13.14.2）
式中：
Rc
•由CASE法判定的单桩承载力实测值（kN）；
Jc
CASE法阻尼系数；
ti速度第一峰所对应的时刻（ms）；
F（J）——h时刻测点处实测的锤击力（kN）；
W1）——九时刻的质点运动速度（m/s）；
Z——桩身截面广义波阻抗（kN•s/m）；
A——桩的截面积（m2）；
L——测点下桩长（m）
以下三种情况宜采用载荷试验检测单桩极限承载力：
1桩身存在严重缺陷或较大扩径，无法判定其对单桩极限承载力的影响时。
2单击贯入度大，桩底同相反射强烈且反射波峰较宽，侧阻、端阻反响弱，波形特征表现出竖向承载性状明显与勘察报告中地质条件不符合时。
3端承桩桩底同向反射强烈，且在2厶/c后无明显端阻力反射时。
桩身最大锤击拉、压应力和桩锤实际传递给桩的能量应分别按JGJ-106?
建筑基桩检测技术标准?
中的有关公式计算。
采用CASE法确定单桩承载力实测值时，应提交实测的F（f）vz-Kt）曲线。
同时提交Rs⑴曲线和桩顶动位移曲线，所有曲线均应有纵横坐标标识，应提供锤重、锤落距、最大打击力、最大动位移、人值、阻尼系数法承载力值，宜提供承载力最大值、承载力最小值、实测贯入度等值。
采用实测曲线拟合法确定单桩承载力实测值时，应提交实测的F（t）vZ・f（t）曲线。
同时提交锤重、锤落距、最大打击力、最大动位移，分析后的拟合曲线、摩阻分布直方图、桩身阻抗变化示意图、内力分布图和模拟静载条件下的Qs曲线。
宜
提供拟合所用桩底和桩侧各单元阻力、阻尼及弹限值〔quake值〕、各单元最大拉压应力、速度及动位移分布图，各单元阻抗取值等。
本方法对单桩承载力的统计和单桩竖向抗压承载力特征值确实定应符合以下规定：
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，取其平均值为单桩承载力统计值。
2当极差超过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单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承载力特征值凡应按本方法得到的单桩承载力统计值的一半取值。
桩身结构完整性判定应符合以下规定：
1宜对信号先作以下定性检查：
1〕对力和速度〔或上行波〕波形作定性分析，观察桩身缺陷及其位置；
2〕观察连续锤击下，缺陷的扩大或逐步闭合的情况。
2采用实测曲线拟合法判定时，拟合所选用的桩土参数应符合本标准第4.13.13条第1、2款的规定；根据桩的成桩工艺,
拟合时可采用桩身阻抗拟合或桩身裂隙〔包括混凝土预制桩的接桩缝隙〕拟合。
3对于等截面桩，可按表0并结合经验判定；桩身
完整性系数0和桩身缺陷位:
.兀
应分别按以下公式计算。
[F〔〔r1〕]-2/?
x+[r〔rx〕〔rx〕]
[F〔rj+Z・叫卜曲〕-Z・匕〕]
〔4.13.20.1〕
2000
〔4.13.20.2〕
式中:
卩——桩身完整性系数；
tx缺陷反射峰对应的时刻（ms）；
x——桩身缺陷至传感器安装点的距离（m）；
Rx相应缺陷以上部位土阻力的估计值（kN）,取值见图
4.13.20o
表4.13.20桩身完整性分类评价表
类别
桩身完整性评价
I
完整桩
II
邙＜1.0
轻微缺陷桩
III
0.6邙＜0.8
明显缺陷桩
IV
严重缺陷桩
4出现以下情况之一时，桩身完整性判定宜按工程地质条件和施工工艺，结合实测曲线拟合法或其他检测方法综合进行：
1）桩身有扩径的桩。
2）桩身截面渐变或多变的混凝土灌注桩。
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