1、基樁高應變動力檢測作業(yè)指導書目錄1.檢測原理及適用范圍32.檢測依據(jù)標準33.檢測目的34.檢測方法35.儀器設(shè)備46.檢測前的準備工作46.1收集和了解檢測工程概況46.2內(nèi)業(yè)準備工作46.3試樁抽檢數(shù)量要求及檢測開始時間46.4樁頭加固處理57.現(xiàn)場檢測流程57.1資料填寫57.2傳感器安裝57.3樁墊設(shè)置67.4測試參數(shù)設(shè)定67.5錘擊設(shè)備的就位87.6錘擊采樣87.7儀器清理98.資料的整理分析99.報告編寫121.檢測原理及適用范圍 高應變法是指是在樁頂沿軸向施加一沖擊力，使樁產(chǎn)生足夠的貫入度，實測由此產(chǎn)生的樁身質(zhì)點應力和加速度的響應，通過波動理論分析，判定單樁豎向抗壓承載力及樁身完

2、整性的檢測方法。高應變適用于建筑、市政、交通工程中的各類鉆孔灌注樁、鋼筋混凝土預制樁、預應力管樁、鋼樁及其他類型的打入樁。對多支盤灌注樁、大直徑擴底樁以及具有緩變形Q-S曲線的大直徑灌注樁，均不宜采用本方法進行單樁豎向抗壓承載力檢測。高應變檢測主要適用于檢測基樁的豎向抗壓承載力和樁身完整性；監(jiān)測預制樁打入時的樁身應力和錘擊能量傳遞比，為沉樁工藝參數(shù)及樁長選擇提供依據(jù)。對灌注樁進行豎向抗壓承載力檢測時，應具有一定的實測經(jīng)驗和相近條件下可靠的對比驗證資料。2.檢測依據(jù)標準建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范JGJ106-2014。3.檢測目的（1）判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計要求；（2）檢測樁身缺陷及其位置

3、，判定樁身完整性類別；（3）分析樁側(cè)和樁端土阻力；（4）在混凝土預制樁及鋼樁打樁過程中檢測樁身應力，進行捶擊效率監(jiān)測，為選擇沉樁工藝參數(shù)和確定樁長提供依據(jù)。4.檢測方法（1）用動態(tài)的沖擊荷載沖擊樁頭，使樁土體系由彈性工作狀態(tài)進入塑性工作狀態(tài)；（2）采集樁頂具有代表性樁身截面的軸向應變和樁身運動加速度的時程曲線，即F(t) 和V(t)；（3）根據(jù)一維波動方程對樁身阻抗和土阻力實現(xiàn)分段分析和計算，從而獲取樁身完整性、承載能力方面的數(shù)據(jù)，并且可以模擬靜力計算，推算出相應的靜載荷試驗下的P-S曲線。5.儀器設(shè)備（1）高應變動力測試中所使用的設(shè)備為高低應變一體基樁動測儀，主要包括主機、加速度傳感器、應變

4、傳感器以及RCAPWAP擬合分析軟件等。該設(shè)備的主要技術(shù)指標滿足現(xiàn)行行業(yè)標準基樁動測儀JG/T 3055規(guī)定的2級標準。測試系統(tǒng)要求至少每年校準一次。（2）錘擊設(shè)備可采用筒式柴油錘、液壓錘、蒸汽錘等具有導向裝置的打樁機械，但不得采用導桿式柴油錘、振動錘。當沒有導向架時，應采取可靠措施消除或減小偏心，如用鉛錘對準樁錘重心與樁頂中心的方法等。（3）高應變檢測專用錘擊設(shè)備應具有穩(wěn)固的導向裝置。重錘應形狀對稱，整體鑄造，且高徑（寬）比不得小于1。（4）進行高應變承載力檢測時，錘的重量應大于預估單樁極限承載力的1.0%1.5%，混凝土樁的樁徑大于600mm或樁長大于30m時取高值。（5）樁的貫入度可采用

5、精密水準儀等儀器測定。6.檢測前的準備工作6.1收集和了解檢測工程概況（1）工程項目名稱，建設(shè)、設(shè)計、施工、監(jiān)理單位名稱；（2）場地工程地質(zhì)勘察報告；（3）樁基本參數(shù)：樁型、樁徑、樁長、樁身砼強度等級、持力層及極限承載力；（4）樁位圖及樁基施工記錄。6.2內(nèi)業(yè)準備工作（1）由委托方填寫好委托書的內(nèi)容，雙方簽字。（2）領(lǐng)取高應變設(shè)備時填寫儀器設(shè)備使用記錄。（3）對儀器設(shè)備進行檢查，主要檢查電纜是否完好；儀器電量是否充足等，且應準備好相關(guān)的配套設(shè)備，如電鉆、膨脹螺栓等。6.3試樁抽檢數(shù)量要求及檢測開始時間（1）檢測數(shù)量及抽樣要求高應變抽檢比例為：檢測數(shù)量不宜少于總樁數(shù)的5%，且不得少于5根。工程地

6、質(zhì)條件復雜，或?qū)こ虡妒┕べ|(zhì)量有疑問時，應增加試樁數(shù)量。抽樣方式：隨機、均勻抽檢，并應具有代表性。（2）檢測開始時間高應變檢測時，受檢樁應滿足混凝土齡期達到28d或預留同條件養(yǎng)護試塊強度達到設(shè)計強度的要求，且檢測前的休止時間尚不應少于表1所規(guī)定的時間。表1 檢測前的休止時間土的類別休止時間（d）砂土7粉土10黏性土非飽和15飽和25注：對于泥漿護壁灌注樁，宜適當延長休止時間。6.4樁頭加固處理對不能承受錘擊的樁頭應加固處理，混凝土樁的樁頭處理按以下步驟進行：（1）混凝土樁應先鑿掉樁頂部的破碎層和軟弱混凝土,制作新樁頭。（2）新樁頭頂面應平整，樁頭中軸線與樁身上部的中軸線應重合。（3）樁頭主筋應

7、全部直通至樁頂混凝土保護層之下，各主筋應在同一高度上。（4）試樁距樁頂1倍樁徑范圍內(nèi)，宜用厚度為35mm的鋼板圍裹或距樁頂1.5倍樁徑范圍內(nèi)設(shè)置箍筋，間距不大于100mm。樁頂應配置鋼筋網(wǎng)片1層2層，間距60mm100mm。（5）樁頭混凝土強度等級比樁身混凝土提高12級，且不低于C30。（6）高應變法檢測的樁頭測點處截面尺寸應與原樁身截面尺寸相同。（7）樁頂應采用水平尺找平。7.現(xiàn)場檢測流程7.1資料填寫檢測前應在原始數(shù)據(jù)記錄表內(nèi)填寫好各檢測樁的施工資料，包括樁號、樁長、樁徑、混凝土設(shè)計等級等，這些基礎(chǔ)資料應確保準確無誤。7.2傳感器安裝（1）檢測時在樁頂?shù)臉秱?cè)表面至少應對稱安裝加速度傳感器和

8、應變傳感器各2只。（2）傳感器安裝截面在距樁頂不少于2D的位置（D為試樁的直徑或邊寬）；對于大直徑樁，傳感器與樁頂之間的距離可適當減小，但不得小于D。安裝面處的材質(zhì)和截面尺寸應與原樁身等同，傳感器不得安裝在截面突變處附近。（3）安裝傳感器的樁身表面應均勻、密實、平整，且其周圍不得有缺損或斷面突變，并與樁軸平行，否則，安裝前可先用砂輪或磨光機將安裝部位磨平，然后將傳感器貼緊磨平樁身處，用膨脹螺栓牢牢固定，不得有任何松動。（4）應變傳感器與加速度傳感器的中心應位于同一水平線上，同側(cè)的應變傳感器和加速度傳感器間的水平距離不宜大于80mm。安裝完畢后，傳感器的中心軸應與樁中心軸保持平行。如圖1所示為傳

9、感器安裝示意圖。（5）安裝螺栓的鉆孔應與樁側(cè)表面垂直；安裝完畢后的傳感器應緊貼樁身表面，錘擊時傳感器不得產(chǎn)生滑動。安裝應變式傳感器時應對其初始應變值進行監(jiān)視，安裝后的傳感器初始應變值應能保證錘擊時的可測軸向變形余量為；a、混凝土樁應大于±1000；b、鋼樁應大于±1500。（6）當基樁樁頂基本接近地面或露出地面高度不滿足傳感器安裝要求時，需開挖坑槽，坑槽長度約1m，從樁頂至坑槽底面的深度不應少于傳感器的安裝深度+20cm，寬度約為50cm。一般該步驟安排在現(xiàn)場檢測前進行以提高檢測效率。圖1 傳感器安裝示意圖7.3樁墊設(shè)置對于自制自由落錘裝置，樁頭頂板應設(shè)置樁墊，樁墊可采用1

10、030mm厚的木板或者膠合板等材料。如果樁頭不平整，應先鋪設(shè)一層薄細砂進行找平，再放置樁墊。7.4測試參數(shù)設(shè)定測試參數(shù)主要包括工程參數(shù)、樁參數(shù)以及傳感器參數(shù)。（1）工程參數(shù)工程參數(shù)包括：工程名稱、樁號、備注、步長以及入土深度等。入土深度為試驗樁進入土層的實際深度，一般為試驗樁的有效樁長扣去樁頭露出土層的部分長度。（2）樁參數(shù)樁參數(shù)包括：樁身截面有效面積、傳感器下樁長、材料重度、材料波速、平均波速、凱斯阻尼系數(shù)和彈性模量。面積面積是指樁身截面有效面積。實心樁的面積指的是其橫斷截面全面積。管樁指的是其橫斷面截的環(huán)型面積。傳感器下樁長該樁長指的是傳感器安裝位置到樁底的實際長度。材料重度材料重度指的是

11、試驗樁材料的重度。不同樁型典型樁身材料重度如表2所示。表2 典型樁身材料重度/密度樁型鉆孔灌注樁預制鋼筋混凝土樁離心管樁鋼柱重度（kN/m3）24.08.5密度（kg/m3）240024502500255026007850材料波速材料波速指的是傳感器安裝處材料的波速。如果為均質(zhì)樁，則可取該樁的平均波速為其材料波速。若為非均質(zhì)樁，則應根據(jù)傳感器安裝處材料的性質(zhì)綜合確定。平均波速平均波速是指應力波在樁身中來回傳播的波速。典型的波速值如表3所示。表3 典型的波速值樁型鉆孔灌注樁預制混凝土樁預應力管樁鋼管樁波速（m/s）3000360034003800380041005100凱斯阻尼系數(shù)一般認為：凱斯

12、阻尼系數(shù)Jc主要與樁尖土的性質(zhì)有關(guān)。其取值如表4所示。土的顆粒越細，凱斯阻尼系數(shù)取值越大。表4 凱斯阻尼系數(shù)參考值土的類型中砂、細砂粉砂粉土粘性土阻尼系數(shù)0.100.200.200.400.300.500.401.0彈性模量樁身材料彈性模量應按下式計算，儀器本身會根據(jù)輸入的有關(guān)參數(shù)直接計算。E=c2式中E- 樁身材料彈性模量（kPa）c- 樁身應力波傳播速度（m/s）-樁身材料質(zhì)量密度（t/m3）（3）傳感器傳感器參數(shù)儀器中共接入四個傳感器，包括兩個加速度傳感器（A1、A2）和兩個應變傳感器（F1、F2）。將一分四電纜上的四根連線與各自的傳感器相連。在儀器上分別輸入A1、A2和F1、F2的傳感

13、器的編號和各自的靈敏度參數(shù)，并全部激活。采樣點/采樣頻率選擇采樣時間間隔宜為50-200s，信號采樣點數(shù)不宜少于1024點。傳感器狀態(tài)的檢測通過儀器可以對四個傳感器的狀態(tài)進行檢測，如果傳感器和連接線均正常，則儀器上會顯示OK，如果傳感器或者連線斷，則會顯示NO，此時需要對傳感器或連線進行調(diào)整修復。如果傳感器連接正常，但是初始值較大，則此時需要對傳感器安裝松緊程度進行調(diào)整以降低初始值。7.5錘擊設(shè)備的就位一般情況下錘擊設(shè)備宜采用導向裝置。當沒有導向架時，應采用可靠的措施消除或減小偏心，如用鉛錘對準樁錘重心與樁頂中心的方法等。采用合適噸位的吊機進行樁錘的吊裝就位。在樁錘頂上應連接一個脫鉤器。樁錘的

14、重心與樁頂?shù)闹行膽_保對中。錘擊設(shè)備吊裝就位時，需要注意的是樁周圍不得站人，安裝作業(yè)人員應及時撤離。7.6錘擊采樣（1）采用自由落錘為錘擊設(shè)備時，應重錘低擊，最大錘擊落距不宜大于2.5m，落距一般取80150cm，以求獲得最佳信號為宜。一切準備就緒之后，即可將樁錘提起至設(shè)定的高度，接著在儀器上點擊開始試驗，然后打開脫鉤器即可進行錘擊采樣。（2）采樣完成之后，在儀器上點擊停止采集，設(shè)備會自動保存數(shù)據(jù)。此時需要對采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量進行檢查。每根受檢樁記錄的有效錘擊信號應根據(jù)樁頂最大位移、貫入度以及樁身最大壓應力和缺陷程度及其發(fā)展情況綜合確定。（3）發(fā)現(xiàn)測試波形紊亂，應查找分析原因，處理后重新測試。為確

15、保采集數(shù)據(jù)的可靠性，單樁的有效錘擊不得小于2擊。（4）在承載力檢測時宜進行試驗樁貫入度的檢測。單擊貫入度宜在2-6mm之間。（5）做好原始數(shù)據(jù)記錄表的填寫工作。7.7儀器清理檢測完成后，需要將儀器及線纜擦拭干凈，并歸還至設(shè)備管理人員處進行保管。8.資料的整理分析（1）數(shù)據(jù)傳輸和篩選檢測承載力時選取錘擊信號，宜取錘擊能量較大的擊次。（2）當出現(xiàn)下列情況之一時，高應變錘擊信號不得作為承載力分析計算的依據(jù)； 傳感器安裝處混凝土開裂或出現(xiàn)嚴重塑性變形使力曲線最終未歸零。 嚴重錘擊偏心，兩側(cè)力信號幅值相差超過1倍。 觸變效應的影響，預制樁在多次錘擊下承載力下降。 四通道測試數(shù)據(jù)不全。（3）樁身波速可根據(jù)

16、下行波波形起升沿的起點到上行波下降沿的起點之間的時差與已知樁長值確定，如下圖所示；樁底反射信號不明顯時，可根據(jù)樁長、混凝土波速的合理取值范圍以及臨近樁的樁身波速值綜合確定。圖2 樁長確定（4）當測點處原設(shè)定波速隨調(diào)整后的樁身波速改變時，樁身材料彈性模量和錘擊力信號幅值地調(diào)整應符合下列規(guī)定；樁身材料彈性模量應按規(guī)范重新計算當采用應變時傳感器測力時，應同時對原實測力值校正。（5）高應變實測的力和速度信號第一峰起始比例失調(diào)時，不得進行比例調(diào)整。（6）承載力分析計算前，應結(jié)合地質(zhì)條件、設(shè)計參數(shù)、對實測波形特征進行定性檢查：實測曲線特征反映出的樁承載性狀。觀察樁身缺陷成度和位置，連續(xù)錘擊時缺陷的擴大或逐

17、步閉合情況。 （7）以下四種情況應采用靜載法進一步驗證樁身存在缺陷，無法判定樁的豎向承載力。樁身缺陷對水平承載力有影響。單擊貫入度大，樁底同向反射強烈且反射峰較寬，側(cè)阻力波、端阻力波反射弱即波形表現(xiàn)出豎向承載性狀明顯與勘察報告中的地質(zhì)條件不符合嵌巖樁樁底同向反射強烈，且在時間2L/c后無明顯端阻力反射；也可采用鉆芯法核驗。（8）采用凱司法判定樁承載力，應符合下列規(guī)定：只限于中、小直徑樁。樁身材質(zhì)、截面應基本均勻。阻尼系數(shù)Jc宜根據(jù)同條件下靜載實驗結(jié)果校核，或應在已取得相近條件下可靠對比資料后，采用實測曲線擬合法確定Jc值，擬合計算的樁數(shù)不應少于檢測總樁數(shù)的30%，且不應少于3根。在同一場地、地

18、質(zhì)條件相近和樁型及其截面積相同情況下，Jc值的極差不宜大于平均值的30%。 （9）凱司法判定單樁承載力可按下列公式計算：式中 Rc-由凱司法判定的單樁豎向抗壓承載力（kN）；Jc-凱司法阻尼系數(shù)；t1-速度第一峰對應的時刻（ms）F（t1）- t1時刻的錘擊力（kN）V（t1）-t1時刻的質(zhì)點運動速度（m/s）；Z-樁身截面力學阻抗（kN.s/m）A-樁身截面面積（m2）；L- -測點下樁長（m）。注：適用于t1+2L/c時刻樁側(cè)和樁端土阻力均已充分發(fā)揮的摩擦型樁。對于土阻力滯后于t1+2L/c時刻明顯發(fā)揮或先于t1+2L/c時刻發(fā)揮并造成樁中上部強烈反彈這兩種情況，宜分別采用以下兩種方法對R

19、c值進行提高修正：適當將t1延時，確定Rc的最大值。考慮卸載回彈部分土阻力對Rc值進行修正。（10）采用實測曲線擬合法判定樁承載力，應符合下列規(guī)定：所采用的力學模型應明確合理，樁和土的力學模型應能分別反應樁和土的實際力學性狀，模型參數(shù)的取值范圍應能限定，擬合分析選用的參數(shù)應在巖土工程的合理范圍內(nèi)。曲線擬合時間段長度在t1+2L/c時刻后延續(xù)時間不應小于20ms；對于柴油錘打樁信號，在t1+2L/c時刻后延續(xù)時間不應小于30ms。各單元所選用的土的最大彈性位移不應超過相應樁單元的最大計算位移值。擬合完成時，土阻力響應區(qū)段的計算曲線與實測曲線應吻合，其他區(qū)段的曲線應基本吻合。貫入度的計算值應與實測值接近。（11）本方法對單樁承載力的統(tǒng)計和單樁豎向抗壓承載力特征值的確定應符合下列規(guī)定：參加統(tǒng)計的試樁結(jié)果，當滿足其級差不超過平均值的30%時，取其平均值為單樁承載力的統(tǒng)計值。當極差超過30%時，應分析極差過大的原因，結(jié)合工程具體情況綜合確定。必要時可