高應(yīng)變法檢測

3/12/20241高應(yīng)變法檢測一、高應(yīng)變法的檢測原理

二、適用范圍與限制條件三、現(xiàn)場檢測工作四、分析信號的選擇與判定五、高應(yīng)變法的波形判讀六、問題探討3/12/20242一、高應(yīng)變法的檢測原理

1、概述高應(yīng)變法是一種用重錘沖擊樁頂，沖擊脈沖在沿樁身向下傳播的過程中使樁—土產(chǎn)生足夠的相對位移，以激發(fā)樁周土阻力和樁端支承力的一種動力檢測方法。一般來說，高應(yīng)變法沖擊荷載作用下，使樁土體系進入充分的非彈性工作階段，樁和樁周土之間出現(xiàn)瞬時的剪切破壞，從而充分地激發(fā)樁周土對樁的全部阻力作用。3/12/20243一、高應(yīng)變法的檢測原理

1、概述通過采集樁身截面在沖擊荷載作用下的軸向應(yīng)變和樁身運動的時程曲線，獲得該截面的軸向內(nèi)力F(t)和軸向運動速度v(t),從而觀察到應(yīng)力波在樁身中的傳播過程。運用一維波動方程對樁身阻抗和土阻力進行分析和計算,以判定樁身完整性和單樁承載力。

3/12/20244一、高應(yīng)變法的檢測原理

2、樁的基本假定在以下假定的條件下，將樁在沖擊荷載作用下的運動簡化為一維的線性波動力學(xué)問題。⑴假定樁身材料是均勻的和各向同性的，并且服從虎克定律。⑵假定樁是線彈性桿件。振動位移相當微小，對動力激發(fā)的反應(yīng)總是線彈性的，所有的輸入和輸出都可以進行簡單的疊加。

3/12/20245一、高應(yīng)變法的檢測原理

2、樁的基本假定⑶假定樁是一維桿件。樁身每個截面上的應(yīng)力應(yīng)變都是均勻的，可以用它的平均應(yīng)力應(yīng)變來加以描述而不必研究其在樁身截面上的分布。⑷假定縱波的波長比桿的橫截面尺寸大得多，橫向位移對縱向運動的效應(yīng)可以忽略不計。3/12/20246一、高應(yīng)變法的檢測原理

2、樁的基本假定⑸假定破壞只發(fā)生在樁土界面可以只把樁身取作隔離體來進行波動計算，樁周土的影響都以作用于樁側(cè)和樁端的力來參與計算。如果破壞發(fā)生在樁周土的土體內(nèi)部，則把部分土體看作是樁身上的附加質(zhì)量。

3/12/20247一、高應(yīng)變法的檢測原理

3、應(yīng)力波的作用規(guī)律及其基本描述當應(yīng)力波沿著一根彈性桿件傳播時，在桿件上可以同時從兩個不同的角度觀察到它的作用：一是桿件的每個截面都將產(chǎn)生軸向運動，產(chǎn)生相應(yīng)的速度V(x,t)；二是每個截面都將受某個軸向力F（x.t）的作用產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)變ε(x,t)。將F（x.t）、V(x,t)放在一起，構(gòu)成F-V圖。F(t)=A?E?ε(t)ZV(t)=A?E/c?∮a(t)dtZ=A?E/c3/12/20248一、高應(yīng)變法的檢測原理

3、應(yīng)力波的作用規(guī)律及其基本描述對于同一個應(yīng)力波，可以分別從受力和運動兩個方面進行分析。從受力方面來看，應(yīng)力波有受壓和受拉之分；從運動方面來看，又有產(chǎn)生向下運動和向上運動之分。由于應(yīng)力波在其沿著樁身的傳播過程中將產(chǎn)生錯綜復(fù)雜的透射和反射，把在樁身中運行的各種應(yīng)力波劃分為下行波和上行波兩大類。3/12/20249一、高應(yīng)變法的檢測原理

3、應(yīng)力波的作用規(guī)律及其基本描述Wd(t)=[F(t)+ZV(t)]/2Wu(t)=[F(t)-ZV(t)]/2在下行波的作用下，正的作用力（壓力）將產(chǎn)生正向（向下）運動，而負的作用力（拉力）則產(chǎn)生負向（向上）的運動，因此,下行波所產(chǎn)生的力和速度和符號永遠保持一致。上行波則正好相反，上行的壓力波（其力的符號為正）將使樁身產(chǎn)生負向3/12/202410一、高應(yīng)變法的檢測原理

3、應(yīng)力波的作用規(guī)律及其基本描述的運動。而上行的拉力波（力的符號為負）則產(chǎn)生正向的運動，上行波所產(chǎn)生的力和速度的符號永遠相反。在這樣的表達體系中，得到下列重要的推論：①在F-v圖中,凡是下行波都將使兩條曲線同向平移，原有距離保持不變；凡是上行波則都將使兩者反向平移，互相靠攏或互相分離。3/12/202411一、高應(yīng)變法的檢測原理

3、應(yīng)力波的作用規(guī)律及其基本描述②在F-v圖中，如果只有下行波作用。F(t)曲線和Z.v(t)曲線將永遠保持持重合。③在F-v圖中，F(xiàn)(t)曲線和Z.v(t)曲線的相對移動直接反映了上行波的作用。3/12/202412一、高應(yīng)變法的檢測原理

4、樁身阻抗變化在F-V圖上的反映在高應(yīng)變試驗中，樁身阻抗變化在F-v圖上表現(xiàn)規(guī)律可以歸納為以下幾點：⑴阻抗減少將產(chǎn)生上行的拉力波，在到達檢測截面時，將引起力值的減小和速度值的增大，即力（F）曲線下移而速度（V）曲線上移。3/12/202413一、高應(yīng)變法的檢測原理

4、樁身阻抗變化在F-V圖上的反映⑵阻抗增大將產(chǎn)生上行的壓力波在到達檢測截面時，將引起力值的增大和速度值的減小，即力（F）曲線上移而速度（V）曲線下移。⑶變阻抗截面所在深度可以由反射信號到達檢測截面的時間和樁體平均波速計算。3/12/202414一、高應(yīng)變法的檢測原理

5、土阻力產(chǎn)生的應(yīng)力波在F-V圖上的反映在高應(yīng)變試驗中，有關(guān)土阻力應(yīng)力波的重要推論有以下幾點：⑴在錘擊力的作用下，樁身運動將激發(fā)土阻力而使樁身受到外加的阻力波作用。⑵土阻力信號由檢測截面的傳感器接收，使得實測曲線包含了試驗時實際激發(fā)的土阻力信息。3/12/202415一、高應(yīng)變法的檢測原理

5、土阻力產(chǎn)生的應(yīng)力波在F-V圖上的反映⑶作用于深度為x處的土阻力所產(chǎn)生的上行波將在2x/c時刻到達檢測截面。因此，在實測曲線上沿著時間軸將可以在2L/c之前看到分層累加的的土阻力信息。⑷土阻力的作用將表現(xiàn)為實測力曲線的上升和實測速度曲線的下降，兩者的分離幅度下好等于所受的土阻力。3/12/202416一、高應(yīng)變法的檢測原理

上述這些推論，就是高應(yīng)變動力試樁法的理論基礎(chǔ)，當然，在實測曲線上，土阻力信息是和樁身變阻抗信息重疊在一起的，必須加以區(qū)分，如果樁身在錘擊后期產(chǎn)生向上的反彈運動，土阻力也將反向加到樁身上而在其作用截面以上的樁身內(nèi)產(chǎn)生上行的拉力波。與此同時，為了使這種方法能夠?qū)嶋H應(yīng)用，還必須考慮到動力試驗時激發(fā)的土阻力和靜載荷試驗時的靜態(tài)土阻力的異同，以便從動力試驗結(jié)果正確推斷靜載荷試驗的結(jié)果。3/12/202417傳感器安裝在樁頂附近對稱安裝力傳感器和加速度傳感器由測得的應(yīng)變(ε)可用下式算力

F(t)=EAε(t)

由測得的加速度(a)可用下式算速度VV(t)=√a(t)dt3/12/20241819751985199519652005PDA儀器3/12/202419Purdue1972PDA19823/12/202420

傳統(tǒng)的“PAK” 遙測“PAL–R” PDA試驗現(xiàn)已被廣泛采用3/12/2024213/12/202422二、適用范圍與限制條件

1、適用范圍⑴判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計要求。高應(yīng)變法的主要功能是判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計要求。這里所說的承載力是指在樁身強度滿足樁身結(jié)構(gòu)承載力的前提下，得到的樁周巖土對樁的抗力（靜阻力）。所以要得到極限承載力，應(yīng)使樁側(cè)和樁端巖土阻力充分發(fā)揮，否則不能得到承載力的極限值，只能得到承載力檢測值。3/12/202423二、適用范圍與限制條件

⑵檢測樁身缺陷及位置，判定樁身完整性類別。與低應(yīng)變法檢測的快捷、廉價相比，高應(yīng)變法檢測樁身完整性雖然是附帶性的，但由于其激勵能量和檢測有效深度大的優(yōu)點，特別在判定樁身水平整合型縫隙、預(yù)制樁接頭等缺陷時，能夠在查明這些“缺陷”是否影響豎向抗壓承載力的基礎(chǔ)上，合理判定缺陷程度。因此可以作為低應(yīng)變法檢測這類缺陷樁的一種補充驗證手段。（JGJ106-2003第3.4.3條）

3/12/202424二、適用范圍與限制條件

⑶用于監(jiān)測預(yù)制樁打入時的樁身應(yīng)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)。

高應(yīng)變法檢測技術(shù)是從打入式預(yù)制樁發(fā)展起來的，試打樁的打樁監(jiān)控屬于其特有的功能，它能監(jiān)測預(yù)制樁打入時的樁身應(yīng)力、錘擊能量的傳遞、樁身完整性的變化，為沉樁工藝參數(shù)及樁長選擇提供依據(jù)，是靜載試驗無法做到的。

3/12/202425二、適用范圍與限制條件

2、限制條件⑴進行灌注樁的單樁豎向抗壓承載力檢測時，應(yīng)具有現(xiàn)場實測經(jīng)驗和本地區(qū)相近條件下的可靠對比驗證資料。

高應(yīng)變法檢測單樁承載力屬于半直接法，它是通過應(yīng)力波直接測量得到打樁時的土阻力，承載力（靜阻力）需要從中提取，同時還需要建立靜阻力與樁的沉降特征的關(guān)系。需要假設(shè)樁土3/12/202426二、適用范圍與限制條件

力學(xué)模型及其參數(shù)，而模型的建立和參數(shù)的選擇只能是近似的和經(jīng)驗性的，是否合理、準確需要大量工程實踐經(jīng)驗積累來不斷完善。灌注樁的截面尺寸和材質(zhì)的非均勻性、施工的隱蔽性（干作業(yè)成孔樁除外）及由此引起的承載力變異性普遍高于打入式預(yù)制樁，混凝土材料應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系的非線性、樁頭加固措施不當、傳感器條件差及安裝處混凝土質(zhì)量的不均勻性，導(dǎo)致灌注3/12/202427二、適用范圍與限制條件

樁檢測采集的波形質(zhì)量低于預(yù)制樁，波形分析中的不確定性和復(fù)雜性又明顯高于預(yù)制樁。與靜載試驗結(jié)果對比，灌注樁高應(yīng)變檢測判定的承載力誤差也如此。因此，積累灌注樁現(xiàn)場測試、分析經(jīng)驗和相近條件下的可靠對比驗證資料，對確保檢測質(zhì)量尤其重要。3/12/202428二、適用范圍與限制條件

⑵對于大直徑擴底樁和Q-s曲線具有緩變型特征的大直徑灌注樁，不宜采用本方法進行豎向抗壓承載力檢測。后壓漿樁、夯擴樁、支盤樁也不宜采用高應(yīng)變法。

除嵌入基巖的大直徑樁和純磨擦型大直徑樁外，大直徑灌注樁、擴底樁（墩）由于尺寸效應(yīng)，通常其靜載Q-s曲線表現(xiàn)為緩變型，端阻力發(fā)揮所需的位移很大。另外，在土阻力相同條件下，樁身直徑的增加使樁身截面阻抗（或樁的慣性）與直徑成3/12/202429二、適用范圍與限制條件

平方的關(guān)系增加，錘與樁的匹配能力下降。而多數(shù)情況下高應(yīng)變檢測所用錘的重量有限，很難在樁頂產(chǎn)生較長持續(xù)時間的作用荷載，達不到使土阻力充分發(fā)揮所需的位移量。根據(jù)測試經(jīng)驗，能使樁頂產(chǎn)生10mm的動位移已很難，這與靜載試驗的沉降相比，明顯偏低。

后壓漿樁、夯擴樁、支盤樁由于樁身截面(阻抗)變化與高應(yīng)變法的關(guān)于樁身的假設(shè)差距較大，實踐中也發(fā)生檢測結(jié)果和實際情況相差很大，因此，規(guī)定后壓漿樁、夯擴樁、支盤樁不宜采用高應(yīng)變法。

3/12/202430三、現(xiàn)場檢測工作1、準備工作⑴收集資料工程地質(zhì)資料、建筑概況、樁位布置圖，施工原始記錄等，進行現(xiàn)場調(diào)查，了解建筑工程特點。⑵受檢樁齡期應(yīng)符合下列規(guī)定：①受檢樁的混凝土齡期達到28天或預(yù)留同條件養(yǎng)護試塊強度達到設(shè)計強度。②休止時間：砂土7天，粉土10天，非飽和粘土15天，飽和3/12/202431三、現(xiàn)場檢測工作粘土25天。泥漿護壁灌注樁宜適當延長。

⑶樁頭處理對所需檢測的單樁做好測前處理，要求樁頂面應(yīng)平整，并與樁軸線垂直。樁頂高度應(yīng)滿足錘擊裝置的要求。對不能承受錘擊的樁頭應(yīng)加固處理。具體要求如下：①混凝土樁應(yīng)先鑿掉樁頂部的破碎層和軟弱混凝土；②樁頭頂面應(yīng)平整，樁頭中軸線與樁身上部的中軸線應(yīng)重合，3/12/202432三、現(xiàn)場檢測工作且樁頭截面尺寸應(yīng)與樁身截面尺寸相同；③樁頭主筋應(yīng)全部直通至樁頂混凝土保護層之下，各主筋應(yīng)在同一高度上。④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，間距不宜大于100mm。樁頂應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng)片2～3層，間距60～100mm。⑤樁頭混凝土強度等級宜比樁身混凝土提高1～2級。⑷向建設(shè)方或監(jiān)理方申報人工地基檢測現(xiàn)場告知書。

3/12/202433三、現(xiàn)場檢測工作2、傳感器的安裝⑴傳感器應(yīng)分別對稱安裝在距樁頂不小于2D的樁側(cè)表面處(D為受檢樁的直徑或邊寬)，條件允許時，應(yīng)盡量往下安裝；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1D。安裝處的材質(zhì)和截面尺寸應(yīng)與原樁身相同，傳感器不得安裝在截面突變處附近。⑵應(yīng)變傳感器與加速度傳感器的中心應(yīng)位于同一3/12/2024343/12/202435三、現(xiàn)場檢測工作水平線上；同側(cè)的應(yīng)變傳感器與加速度傳感器的水平距離不宜大于80mm（60～80mm）。傳感器的中心軸應(yīng)與樁中心軸保持平行。⑶各傳感器的安裝面材質(zhì)應(yīng)均勻、密實、平整，并與樁軸線平行，否則應(yīng)采用磨光機將其磨平。⑷安裝螺栓的鉆孔應(yīng)與樁側(cè)表面垂直，應(yīng)力傳感器3/12/202436三、現(xiàn)場檢測工作的安裝螺栓連線應(yīng)與樁中心軸保持平行并垂直與地平面。⑸安裝完畢后的傳感器應(yīng)緊貼樁身表面，錘擊時不得產(chǎn)生滑動，安裝應(yīng)變式傳感器時應(yīng)對初始應(yīng)變值進行監(jiān)控。3/12/2024373/12/202438三、現(xiàn)場檢測工作3、錘擊⑴錘擊設(shè)備的要求①錘擊設(shè)備宜具有穩(wěn)固的導(dǎo)向裝置；打樁機械或類似的裝置（導(dǎo)桿式柴油錘除外，因為導(dǎo)桿式柴油錘荷載上升時間過于緩慢，容易造成速度響應(yīng)信號失真）都可作為錘擊設(shè)備。②高應(yīng)變檢測用重錘應(yīng)材質(zhì)均勻、形狀對稱、錘底平整，高徑（寬）比不得小于1，并采用鑄鐵或鑄剛制作。當采取自由落錘安裝加速度傳感器的方式實測錘擊力時，重錘應(yīng)整體鑄造，且高徑（寬）比應(yīng)在1.0～1.5范圍內(nèi)。3/12/202439三、現(xiàn)場檢測工作形狀扁平的錘更容易造成錘擊偏心、擊碎樁頭，應(yīng)變式力傳感器器對錘擊偏心很敏感，可以使某一側(cè)混凝土表現(xiàn)出非線性、塑性變形或開裂，使實測的力信號成為垃圾，錘高度的減少本身會減少力的作用時間，影響測試效果。③進行高應(yīng)變承載力檢測時，錘的重量應(yīng)大于預(yù)估單樁極限載力的1.0～1.5%，混凝土樁的樁徑大于600mm或樁長大于30m時取高值。高應(yīng)變檢測要求既有足夠的能量又有足夠的樁—土相對位移，足夠的能量是保證足夠位移的必要條件，但不充分。輕錘錘擊3/12/202440三、現(xiàn)場檢測工作樁頂常常出現(xiàn)錘的強烈反彈，顯然能量不可能完全傳遞。即使在樁錘—樁土系統(tǒng)阻抗匹配的條件下，動量—沖量的守恒必然使在更短荷載作用時間內(nèi)以提高沖擊力幅值和速度幅值為代價，錘擊力增大容易擊碎樁頭、造成樁身應(yīng)力過大或引起混凝土明顯的非線性；同時樁身波傳播效應(yīng)更加明顯，樁周土的動阻力加劇，這是不愿意看到的現(xiàn)象。規(guī)范規(guī)定的錘重選擇為最低限值。3/12/202441三、現(xiàn)場檢測工作高應(yīng)變動力試樁重選擇錘重應(yīng)考慮以下因素：①承載力大小及樁的承載性狀的影響。承載力越大，錘越重；承載力構(gòu)成中端阻力占的比例越大，則要求錘越重。②樁徑的影響。樁徑越大，樁本身的慣性越大，錘與樁匹錘提配能力下降，要求錘越重。此外，樁徑的增大也會增大土的彈限，導(dǎo)致對錘重的要求增加。3/12/202442三、現(xiàn)場檢測工作③樁長的影響。樁越長，應(yīng)力波在傳播過程中的衰減越大，樁中下部及端阻力就越難激發(fā)，因而要求的錘重越重。④巖土彈限的影響。樁側(cè)、樁端土的彈限極限較大。土的彈限越大，意味著激發(fā)巖土阻力所需的樁土相對位移越大，要求錘重越重。

3/12/202443三、現(xiàn)場檢測工作⑤樁墊的影響。樁墊太軟，錘激發(fā)巖土阻力的能力下降，樁墊太硬則達不到調(diào)整、緩沖樁頂均勻受力，保護樁頭的目的。因此，樁墊的選擇應(yīng)是保證充分激發(fā)巖土阻力前提下，盡量選擇較軟的樁墊。⑥提倡“重錘低擊”。“輕錘高擊”雖然可以提高錘擊能量，但常會打碎樁頭。高應(yīng)變試樁應(yīng)大力提倡“重錘低擊”。實際應(yīng)用中，自由落錘的常用落錘高度范圍一般為1.2～2.2米。3/12/202444三、現(xiàn)場檢測工作⑵重錘敲擊應(yīng)符合以上規(guī)定：①樁頭頂部應(yīng)設(shè)置樁墊，樁墊可采用10～30mm厚的木板或膠合板等材料。②樁錘重心應(yīng)與樁頂對中，錘擊裝置架應(yīng)垂直。錘擊裝置垂直、錘擊平穩(wěn)對中、樁頭加固和加設(shè)樁墊，是為了減小錘擊偏心和避免擊碎樁頭；在距樁頂規(guī)定的距離下的合適部位對稱安裝傳感器，是為了減小錘擊在樁頂產(chǎn)生的應(yīng)力集中和對偏心進行補償。③采用自由落錘為錘擊設(shè)備時，應(yīng)重錘低擊，最大錘擊落距不宜大于2.5m。3/12/202445三、現(xiàn)場檢測工作⑶貫入度的規(guī)定①樁的貫入度可采用精密水準儀等儀器測定。重錘對樁沖擊使樁周產(chǎn)生振動，在受檢樁附近架設(shè)的基準梁也將受影響，導(dǎo)致樁的貫入度測量結(jié)果不可靠。也有采用加速度信號兩次積分得到的最終位移作為實測貫入度，雖然最方便，但可能存在下列問題：3/12/202446三、現(xiàn)場檢測工作A）由于信號采集時段短，信號采集結(jié)束時樁的運動尚未停止，以柴油錘打長樁時為甚。B）速度計的質(zhì)量優(yōu)劣影響積分精度，零漂大和低頻響應(yīng)差（時間常數(shù)小）時極為明顯。所以，對貫入度測量精度要求較高時，采用精密水準儀等光學(xué)儀器測定。②承載力檢測時宜實測樁的貫入度，單擊貫入度宜在2～6mm之間。3/12/202447三、現(xiàn)場檢測工作貫入度的大小與樁尖刺入或樁端壓密塑性變形量相對應(yīng)，是反映樁側(cè)、樁端土阻力是否充分發(fā)揮的一個重要信息。貫入度小即通常所說“打不動”，使檢測得到的承載力低于極限值。規(guī)范是從保證承載力分析計算結(jié)果的可靠性出發(fā)，給出的貫入度合適范圍，不能片面理解成在檢測中應(yīng)減小錘重使單擊貫入度不超過6㎜。貫入度大且樁身無缺陷的波形特征是2L/C處樁底反射強烈，其后的土阻力反射或樁的回彈不明顯。貫入度過大造成的樁周土擾動大，高應(yīng)變承載力分析所用的土的力學(xué)模型，對真實的樁－土相互作用的模擬接近程度變差。據(jù)國內(nèi)發(fā)現(xiàn)的3/12/202448三、現(xiàn)場檢測工作一些實例和國外的統(tǒng)計資料；貫入度較大時，采用常規(guī)的理想彈塑性土阻力模型進行實測曲線擬合分析，不少情況下預(yù)示的承載力明顯低于靜載試驗結(jié)果，統(tǒng)計結(jié)果離散性很大。3/12/202449三、現(xiàn)場檢測工作4、檢查采集數(shù)據(jù)質(zhì)量⑴現(xiàn)場應(yīng)及時檢查采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量，每根受檢樁記錄的有效錘擊信號應(yīng)根據(jù)樁頂最大的動位移、貫入度以及樁身最大拉、壓應(yīng)力和缺陷程度及其發(fā)展情況綜合確定。高應(yīng)變試驗成功的關(guān)鍵是信號質(zhì)量以及信號中的信息量是否充分。所以應(yīng)根據(jù)每錘信號質(zhì)量以及動位移、貫入度和大致的土阻力發(fā)揮情況，初步判別采集到的信號是否滿足檢測目的的3/12/202450三、現(xiàn)場檢測工作要求。同時，也要檢查混凝土樁錘擊拉、壓應(yīng)力和缺陷程度大小，以決定是否進一步錘擊，以免樁頭或樁身受損。自由落錘錘擊時，錘的落距應(yīng)由低到高。⑵發(fā)現(xiàn)測試波形紊亂，應(yīng)分析原因；樁身有明顯缺陷或缺陷程度加劇，應(yīng)停止檢測。檢測工作現(xiàn)場情況復(fù)雜，經(jīng)常產(chǎn)生各種不利影響。為確保采集到可靠的數(shù)據(jù)，檢測人員應(yīng)能正確判斷波形質(zhì)量，熟練地診斷測量系統(tǒng)的各類故障，排除干擾因素。3/12/202451四、分析信號的選擇與判定1、檢測承載力時選取錘擊信號，宜取錘擊能量較大的擊次。2、理想高應(yīng)變波形信號特點：①力和速度的時程一致，上升峰值前二者重合，峰值后二者協(xié)調(diào)，力曲線應(yīng)在速度曲線之上（除非樁身有缺陷），兩曲線間距離隨樁側(cè)土阻力增加而增大，3/12/202452四、分析信號的選擇與判定其差值等于相應(yīng)深度的總阻力值，能真實反映樁周土阻力的實際情況。②力和速度曲線的時程波形終線歸零。③錘擊沒有嚴重偏心，對稱的兩個力或速度傳感器型的測試信號不應(yīng)相差太大，二組力信號不出現(xiàn)受拉。3/12/202453四、分析信號的選擇與判定④波形平滑，無明顯高頻干擾雜波，對摩擦樁樁底反射明確。⑤有足夠的采樣長度。保證曲線擬合時間段長度不少于5L∕c，并在2L∕c時刻后延續(xù)時間不小于20ms。⑥貫入度適中，一般單擊慣入度不宜小于2mm，也不宜大于6mm。3/12/202454四、分析信號的選擇與判定3、當出現(xiàn)下列情況之一時，高應(yīng)變錘擊信號不得作為承載力分析計算的依據(jù)：①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；②嚴重錘擊偏心，兩側(cè)力信號幅值相差超過1倍；3/12/202455四、分析信號的選擇與判定③觸變效應(yīng)的影響，預(yù)制樁在多次錘擊下承載力下降；④四通道測試數(shù)據(jù)不全。可靠信號是得出正確分析計算結(jié)果的基礎(chǔ)，劣質(zhì)信號如同垃圾。3/12/202456四、分析信號的選擇與判定除柴油錘施打的長樁信號外，力的時程曲線應(yīng)最終歸零。對于混凝土樁，高應(yīng)變測試信號質(zhì)量不但受傳感器安裝好壞、錘擊偏心程度和傳感器安裝面處混凝土是否開裂的影響，也受混凝土的不均勻性和非線性的影響。這種影響對應(yīng)變式傳感器測得的力信號尤其敏感。混凝土的非線性一般表現(xiàn)為：隨應(yīng)變的增加，彈性模量減小，并出現(xiàn)塑性變形，使根據(jù)應(yīng)變換算到的力值偏大且力曲線尾部不歸零。規(guī)范所指的錘擊偏心相當于兩側(cè)力信號之一與力平均值之差的絕對值超過平均值的33%。通常錘擊偏心很難避免，因此嚴禁用單側(cè)力信號代替平均力信號。3/12/202457四、分析信號的選擇與判定4、高應(yīng)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。在多數(shù)情況下，正常施打的預(yù)制樁，力的、和速度信號第一峰應(yīng)基本成比例。但在以下幾種情況下比失調(diào)屬正常：①樁淺部阻抗變化和土阻力影響。3/12/202458四、分析信號的選擇與判定②采用應(yīng)變式傳感器測力時，測點處混凝土的非線性造成力值明顯偏高。③錘擊力波上升緩慢或樁很短時，土阻力波或樁底反射波的影響。除第②種情況減小力值，可避免計算的承載力過高外，其他情況的隨意比例調(diào)整均是對實測信號的歪曲，并產(chǎn)生虛假的結(jié)果。因此，禁止將實測力或速度信號重新標定。3/12/202459四、分析信號的選擇與判定5、承載力分析計算前，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)條件、設(shè)計參數(shù)。對實測波形進行定性檢查：①實測曲線特征反映出的樁承載性狀。②觀察樁身缺陷程度和位置，連續(xù)錘擊時缺陷的擴大或逐步閉合情況。對波形的直觀正確判斷是指導(dǎo)計算分析過程并最終產(chǎn)生合理結(jié)果的關(guān)鍵。高應(yīng)變分析計算結(jié)果的可靠性高低取決于動測儀器、分析軟件和人員素質(zhì)三個要素。3/12/202460樁模型Zi-1

Zi+1

Zi

Li分成

Np

個近一米均勻的單元。

t=

Li/ci每個單元，波傳播的時間一樣，為

t,(.2to.25ms)每個單元的阻抗為Zi=EiAi/ci

和波速為

ci3/12/202461usRu,sRs彈限,qs靜側(cè)摩阻力模型Ru,n

UN=-Ru,n/Ru,s卸載彈限,qs

csRsRs3/12/202462utRu,tRt彈限,qt樁底靜阻力模型卸載彈限,qtct樁底間隙:tg3/12/202463阻尼力:Rd=Jvv

樁單元的速度,v

Rd =JCaseZv

=JSmith

Ruv3/12/202464五、高應(yīng)變法的波形判讀

t(ms)F(t)1、力傳感器安裝不緊，波形產(chǎn)生自振。

3/12/202465五、高應(yīng)變法的波形判讀2、錘擊引起測點砼塑性變形，使波形不歸零。

t(ms)F(t)3/12/202466五、高應(yīng)變法的波形判讀3、測點附近樁身擴頸或樁墊過厚t(ms)F(t)3/12/202467五、高應(yīng)變法的波形判讀4、測點附近樁身有縮頸。

t(ms)F(t)3/12/202468五、高