基桩高应变检测

高应变桩基承载力检测

2014年10月27日一、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。

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。

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R2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Rx／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，Rx／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Rx／2，同时使速度曲线下降Rx／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：

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。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。打桩眉土阻懒力的醒大小拜显然棚与桩遗的竖注向承捧载力徐高低型有关有，桩辟承载苗力愈尊高、青打桩偏土阻陪力愈巨强。消尽管辨土阻秘力是绘直接绵测量贵的，揪但土维阻力虏中所日包含想的静溪阻力抬的具尾体量边值是悠未知贯的。舒因此遍，通月过实乒测力景与实锡测速拢度曲意线之碗差反幻玉映的葡土阻机力大澡小只写是桩鸦的竖蜡向承虎载力我高低碎的定台性表燥达。二、垦高应亿变法霉检测鼠一般洗规定该方俘法适粉用于胃检测棕基桩丝式的竖应向抗皂压承唉载力渠和桩狂身完办整性甲；监艰测预爱制桩挑打入挂时的胜桩身脂应力领和锤计击能露量传庸递比廉，为次沉桩叉工艺温参数字及桩慈长选悠择提肝供依证据。夸对于乘大直击径扩逢底桩此和Q-宴s曲线烫具有死缓变说型特搞征的贪大直碗径灌周注桩揉，不药宜采娇用该疫方法塞进行锄竖向帝抗压私承载钳力检吼测。三、孝仪器泄设备检测遍仪器灵一般共通用霜的基从桩动尼测仪桶可以厉胜任雀。JG钩J1悲06钩-2可01尿4对锤弯击设翼备提毯出了沸要求鸣：条:锤击久设备卡可采砍用柴完油锤耐、液消压锤降、蒸瓜汽锤蜘等具愤有导吩向装与置的增打桩应机械桂，臭但不融得采回用导局杆式益柴油嗓锤、段振动债锤。条：弯高应栏变检逼测专躁用锤没击设点备应笨具有谷稳定瓦的导则向装胆置，叹重锤更应形假状对仓称，坟高径火（宽杯）比族不得脱小于1。条：环采用流高应固变法欢进行龙承载婶力检蛋测时走，锤垮的重堵量与慰单桩唤竖向西抗压链承载畜力特叛征值竖的比诱值不瞎得小哑于0.熔02惧.四、绣现场蹲检测林技术JG黎J1键06默-2趴01尽4对检宏测前障的准趟备工恨作应菌符合愈下列宾规定幸：9.六3.道1条1、对睬于不艺满足哨本规昏范表匙规定虹的休瓶止时导间的博预制野桩，神应根连据本占地区烟的经蔬验，眠合理报安排紧复打嫩时间化，确辫定园承载栗力的池时间视效应锤。2、桩抖顶面铜应平花整，朋桩顶永高度撒应满来足锤什击装棍置的舟要求竭，桩军锤重膏心应灰与桩系顶对觉中，椒锤击甩装置骂架立阔应垂型直。3、对善不能织承受体锤击内的桩离头应聋做加耍固处羽理，桨混凝季土桩熟的桩冰头处龙理按舍本规伏范附燃录B执行堵。4、传拾感器朵的安啄装应球符合须本规张范附巧录F的规舌定。5、桩伶头顶农部应粪设置贺桩垫缘瑞，桩降垫可削采用10～30朽mm厚的南木板则或胶蹄合板脸等材者料。1、桩惰头处巡寿理（1）预指制桩蛙的处版理。预制梦桩的算桩头疲处理绞较为支简单介，使呼用施门工用邻柴油议锤跟剂打时灾，只帮需留枕出足漏够深飞度以估备传拣感器卖安装巩；预津制桩查砼强笼度较逮高，膛桩头竞较平趟整，永无须瓣进行删桩头缝处理疗，一妹般垫绝上合额适的糠桩垫冲即可亲，但顺对于奥那些叨截掉逼桩头穴或桩妨头打丝式烂后铃才通箱知测石试的流，有张时也往有必埋要进搁行处趁理，桥或将来凸出扰部分锤敲掉柴（割乳掉）犯，特吧别是刃出露壤的钢奸筋应动当割酬掉，睡或重乖新涂蔬上一窜层高盗强度街早强施水泥牛使桩惜头平贤整。泼大部疼分预固制桩捧桩侧歇非常南平整营，可酱直接述安装叙传感悄器，衡小口馆径预葡应力证管桩蜡，则孕因曲船率半温径太博小，记不利训于应霸力环剪与桩们身的晨紧贴晨，有树时宜凉进行惊局部帐处理猛。（2）灌壤注桩遍的处旨理。灌注切桩的颜桩身遗处理分较为匆复杂闻，针档对不剑同桩价型，破一般凑可采歼用下砍列几版种办磨法：①制穿作长怜桩帽枕，传么感器核安放轮在桩隙帽上替这种枯方法蹄因便厌于传围感器柔安装四（原手则上拌传感滋器应释装在趴本桩梦上）蹄、不锈会砸奥乱桩受头、弄桩帽粘强度屯可以社自由宪配制施、信咬号质嫌量较潮好，盲但是印一旦枣接桩衡效果并较差柔，便篮会严盾重影昌响上伸方传厨感器覆的测患试信启号；笋上下福介质桌广义义波阻陵抗相纵差较糊大时缴，也痒将使烈测试题信号铺的可谦信度拣降低姥。②制健作短允桩帽环，传殖感器衣在本梅桩上刚安装炊。这是你较合蜘理的电一种填处理薄方法活，利路用桩稻帽承腔受锤谱击时别的不叨均匀皮打击鞠力，桂以防饮止桩弃头的滋开裂欠。因梅传感栋器在骑本桩碑上安找装，步接头史处并柳无特饿别的垃处理地要求虹。工煤程桩蜘难有晶安装榨传感插器的术平整退面，筒当桩菌头位旬于地攻表以帖下时弯，需筒大量苏开挖旁以保跑证传狂感器航的安茄装等鸡是本召方法菊的缺津点。2、传务感器与的安景装高应农变测稠试的互基本示原理躺是分顶析土乞阻力象和桩苦身缺趴陷对阶实测凶力波疼和速惭度波寇的影粮响，此进而狂评价叫桩的岸承载房诚力。蜓测试安时既亡要测捆力又皱要测固速度炒，一恼般要请求传画感器种线性磨带宽窄的高悠频截波止频济率至酬少能乎达到15追00禁Hz，而的低频骑截止图频率贴则越生低越赔好；峡由于割打击罚力常仓达几嘱百吨运，对通应的首应力窄和速叨度也条相当售高，孔目前机直接孩测量点力和停速度顿的传谋感器据均难喘以具病备如为此条胸件，庄特别雀是力颂，几谢乎没慈有直房诚接检饰测桩椒身应忆力的逆工具叫，因拿此高恒应变绝测试泡不得竞不采然用间松接的渡测量蚕办法后，通申过测狂量桩哥侧的艘应变障来推仇算桩堤身应猫力和放力，土通过屡测量惑桩侧鼓质点督加速兵度来晋积分普成速脆度。安装恨面应灾对称暮地选拨在桩闻两侧从相同节高度售处，蜓选择助安装卷面时康，应率在适震合传脱感器怜安装说高度捕的桩剧周围斯反复湿用地掏质锤哨敲挖斥，寻页找较介少凸奶出物徐、较迫少软瓦沙浆露而又触平整己的平乘面。误大多瞎数灌险注桩略，只炼有将街桩头萌全部看挖出筐才能祝寻找闲出合影适的敢部位愁，只汽对称叮挖出香两侧酬的作挖法极贡不合鸣理。搏桩成勒型较脾差时那，只蚁能找豪到相挣对较态好的堤侧面县，对胖于这偷些侧过面，沿必须煮有专蓄人再慌次进化行合缘瑞理的另人工欧处理鉴。①加牢速度筛计安竹装。加速万度计鄙和底建座系腊分离有件时棵，二票者间汉必须之用扳勇手拧势紧，徒有可殿能的霜话还堡可用燥胶盈或硅哑胶粘壳牢，舍如无届必要勇一般惧不要麻折开弦，计招线座抖合一墓的可场不必眨考虑府二者律间的古紧密加程度弹。加匠速度袖计的逃底座常应紧属贴桩逐侧，崭但拧此紧膨幸胀螺涨栓时茫不可拿用力融过猛厚，以澡免底棕座破拨碎。螺加速碌度计均安装某后用扩手应接当不卷能扳铺动，耗传感惰方向磨必须突与桩华的轴傍向平架行。②应肥力环冷安装现。应力它环的环安装雁最为掏讲究疯，一氏般现炮场测拒试难春获成供功的国主要坚原因稀便是循因为虎应力辟环安真装效闸果不否理想急。在效预制忠桩和器桩帽犹上应田力环朴较易售安装田，只目要膨论胀螺眯栓孔活距合辣适，绣表面弯平整旨，螺价栓又鲁生根肺紧密丙，即蒜可获世得满嗓意的魔安装拍效果孩；而竹在灌牲注桩祖本桩湖上安看装，夺当强附度合该理、池桩侧淘平整丧、螺庭栓间唉距合饰适、拨生根某紧凑存时尚旷可，袜否则御必须妙进行夺技术鸡处理衣。螺栓烤斜入俗或间氏距不丛合时还，可殿用铁栏锤在欣其根羞部轻天轻敲懒击纠奸正；冬外套犁出露姿时，膨亦可陕用改袋锥或边凿子暂打击残使其丹与螺断杆贴猜紧，哲以保阅证应俗力环牛能够斑贴近气桩面睡。所匹有螺肥栓均甚应紧握固、渐不易速晃动悼。将应吉力环功带有比四角画的一亦面朝螺向桩肚面顺杏螺杆税贴到至桩上炒，反德复用掌手上霸下左壳右移墨动应常力环持，感查觉到脉四个卷支点赴在同府一平兔面时坊（即鞋用力血按下琴四角甜，没忌有翻汽翘、倚亦无液明显羞变形巨）按舅住不敬动，纸开始维上垫惑圈和执螺帽拴，然信后用始扳手泰将其蜡拧紧摸，拧轿紧的茎过程谣中，逗一方推面安软装人昂员要给密切验注视剥应力凉环中寺间的苍传感腊环，须防止迹其出狱现可填见的棵变形抛（一岂旦变懂形应枝松开产处理饲），娘另一谅方面肥最好蝴用测漏桩仪糊监控鲁，防诊止其外超出振仪器终的自雷平衡铲调节哨范围肚。从鱼测试叫角度虎看应扮力环迈自然讽是拧洲得越篇紧越借好，锹但过辫紧容都易造葱成应悬力环匙的伤舱害。五、血高应成变法嘴的基融桩基等本模支型1、基戚本模歉型（1）基蛾桩模粘型CA宴SE法欣将桩捡视为盾一维题均质副（等绣截面泄尤佳篇）连青续的对弹性庙体，敲基本微上不饼考虑免桩身桌缺陷运影响颂，应邪变与广质点奋速度炎之间唇满足上协调期方程寄；而受拟合侧法不码要求筑桩身挥截面甚上下成相等京，基检桩本景构关帆系亦竭改为贵粘弹年性体团，可纺考虑懂桩身拍内阻视对应作力波狭的衰港减影忽响，矿为进岭一步梁模拟启灌注破桩现馆场测餐试的鞠真实促状况衣，也凳可以诉引入切横向倍惯性俘效应课修正趟、桩量头砼贷体的集塑性哄非线甚性修卵正。网此外霜，为碑考虑止桩身贯内部免的缺速陷影度响，旷拟合屋法引懒入了干桩身茶接缝戚的松乔弛模祖型，宾对于假缺陷等部位涛，只逮有当浇质点搬位移边大于萌（压省）或涉小于削（拉砌）一门定值弓时才歌能向解下传仪播应桌力波驱。（2）桩牺周土笛动力锋模型动：为晚排除办动力梁试桩租过程讨中土劈燕体的脊动力精效应急，CA贡SE法和粉拟合晚法均谁引入壁了土卡的动活力模位型。黑前者绳假定千土的梁动阻痕力全第部集饺中于抓桩尖哈，且傍与桩崖尖速读度和嘴广义反波阻吹抗成塌正比唯；后聚者则僵假定仆动阻屈力存冰在于虾桩端滥和桩肉周各到个部喇位，撤常用义两种床模型拍动阻脾力伴庭随静捆阻力肠出现梦，或防动阻快力伴篇随质孤点运衬动出籍现。应为考折虑土嘱体内晨部的别能量露耗散郊效应摄和惯踏性效世应，奶弥补科静力惰模型脂的不沙足，礼拟合监法还肿引入酿了辐珠射阻红尼模驰型和俘土塞简模型因，实卷际编搂程又姻定义涨一种隶阻尼樱选择恨指标息，以孤便根煎据桩住尖情察况采按用不处同动喇力模险型。（3）桩亡周土枝静力篮模型府：CA洲SE法为碍了确漂保波镰动方倘程解浴耦，签得到全半经叠验解岛析解炒，不抱仅将锅桩侧蹄速度左与动宏阻力淋分离耳，而笼且将线桩身撇位移筛与静芽阻力编分离上，因嫁而假愤定土奥的静郊力模羽型为诵理想偿刚塑它性体霜，见李下图秧，一平旦扰雨动发固生，粒阻力符即达微到极舱限值领，显逃然，纵这只眨能在迎桩土绩间超吨过一疑定变箭形时资才适挂用。盈拟合叉法则站在假仗定桩螺周土患体内筋部无扒相对提变形距的前欲提下排，于抛桩土艇间引断入了柱理想孝弹塑炊性模搭型，器进入圈塑性天前，讲静阻侮力与欧桩土梢相对型位移艳成正以比，年进入肚塑性校后，旦静阻课力值线恒定抄不变薪。实擦际应具用时烤，对赚于重浙复加老载和榴卸载士，以番及桩他尖脱烟离等洞情形阿也作尤了进烂一步阵假定袖，由于维动静亿阻力歌与质舱点位瞎移和寻速度纵相互行关联城，方项程无郊法解拨耦，步只能表采用昨迭代薯运算透。CA恳SE法土跟的理胃想刚拔塑报性静编力模梁型六、CA娱SE法计菜算公催式CA纪SE法计念算桩僵基承丸载力:打桩敲桩总圆阻力泳估算透公式庆：如果美在整禁个深呆度L的桩葬段上姨连续郊作用佩有侧把阻力福以及慰端阻扒力，凝且土列阻力绵是自辨上而叹下依移次激坑发的嫌，工记初习始速蝴度曲灯线第著一峰洽的时熊刻为t1，则特在t2＝t1刺+2灾L／c时刻统，桩兽顶实艘测的下力和否速度促记录碎中将厌包含姥以下租四种饿影响燥：(1亿)由土深阻力据产生懂的全告部上戒行压心缩土罢阻力识波的嚼总和RT／2；(2碧)由初嘉始的温下行持压力东波经峡桩底家反射误产生扒的上势行拉炒力波筛，符易号为豆负；(3性)由土屡阻力怒产生用的下柄行拉钟力波延经桩速底反拒射后呈以压毒缩波娘的形宿式上耕行，勿并与蜂第（2）项丸的上竿行波察同时更到达伯桩顶铃，其修大小新也为RT／2；(4纸)全部逼的上喉行被免在桩兴顶反糟射而甲形成榆的下订行波Fc把(t复2)。凯司娃法将军打桩挣总阻钟力RT分为活静阻宿力Rx和动完阻力Rd两个尚不相米关项既。为安了从RT中将狠静阻却力部很分提糕取出辉来，正凯司喂法采灯用以张下四友个假可定：(1德)桩身征阻抗悔恒定生，即星除了蝇截面失不变侄外，吨桩身票材质叼均匀贺是无剥明显垂缺陷浩。(2龟)只考薄虑桩涂端阻仗尼，逮忽略该桩侧担阻尼嗓的影熄响。（3)应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