高应变动测原理第4章规范内容

第4章规范内容--高应变法2012.059.1适用范围9.1.1本方法适用于检测基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性；监测预制桩打入时的桩身应力和锤击能量传递比，为沉桩工艺参数及桩长选择提供依据。9.1.2进行灌注桩的竖向抗压承载力检测时，应具有现场实测经验和本地区相近条件下的可靠对比验证资料。9.1.3对于大直径扩底桩和Q-S曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩，不宜采用本方法进行竖向抗压承载力检测。9.2仪器设备9.2.1检测仪器的主要技术性能指标不应低于现行行业标准《基桩动测仪》JG/T3055中表1规定的2级标准，且应具有保存、显示实测力与速度信号和信号处理与分析的功能。9.2.2锤击设备宜具有稳固的导向装置；打桩机械或类似的装置（导杆式柴油锤除外）都可作为锤击设备。9.2.3高应变检测用重锤应材质均匀、形状对称、锤底平整。高径（宽）比不得小于1，并采用铸铁或铸钢制作。当采取自由落锤安装加速度传感器的方式实测锤机力时，重锤应整体铸造。且高径（宽）比应在1.0～1.5范围内。(强条)9.2.4进行高应变承载力检测时，锤的重量应大干预估单桩极限承载力的1.0%～1.5%，混凝土桩的桩径大于600mm或桩长大于30m时取高值。（强条）9.2.5桩的贯入度可采用精密水准仪等仪器测定。9.3现场检测9.3.1检测前的准备工作应符合下列规定：1预制桩承载力的时间效应应通过复打确定。2桩顶面应平整，桩顶高度应满足锤击装置的要求，桩锤重心应与桩顶对中，锤击装置架立应垂直。3对不能承受锤击的桩头应加固处理，混凝土桩的桩头处理按本规范附录B执行。4传感器的安装应符合本规范附录F的规定。5桩头顶部应设置桩垫，桩垫可采用10～30mm厚的木板或胶合板等材料。附录F高应变法传感器安装F.0.1检测时至少应对称安装冲击力和冲击响应（质点运动速度）测量传感器各两个（传感器安装见图F.0.1）。冲击力和响应测量可采取以下方式：1在桩顶下的桩侧表面分别对称安装加速度传感器和应变式力传感器，直接测量桩身测点处的响应和应变，并将应变换算成冲击力。2在桩顶下的桩侧表面对称安装加速传感器直接测量响应，在自由落锤锤体0.5Tr处（Tr为锤体高度）对称安装加速度传感器直接测量冲击力。F.0.2在第F.0.1条第1款条件下，传感器宜分别对称安装在距桩顶不小于2D的桩侧表面处（D为试桩的直径或边宽）；对于大直径桩，传感器与桩顶之间的距离可适当减小，但不得小于1D。安装面处的材质和截面尺寸应与原桩身相同，传感器不得安装在截面突变处附近。在第F.0.1条第2款条件下，对称安装在桩侧表面的加速度传感器距桩顶的距离不得小于0.4H，或1D，并取两者高值。F.0.3在第F.0.1条第1款条件下，传感器安装尚应符合下列规定：1应变传感器与加速度传感器的中心应位于同一水平线上；同侧的应变传感器和加速度传感器间的水平距离不宜大于80mm。安装完毕后，传感器的中心轴应与桩中心轴保持平行。2各传感器的安装面材质应均匀、密实、平整，并与桩轴线平行，否则应采用磨光机将其磨平。3安装螺栓的钻孔应与桩侧表面垂直；安装完毕后的传感器应紧贴桩身表面，锤击时传感器不得产生滑动。安装应变式传感器时应对其初始应变值进行监视，安装后的传感器初始应变值应能保证锤击时的可测轴向变形余量为：1）混凝土桩应大于±1000με；2）钢桩应大于±1500με。F.0.4当连续锤击监测时，应将传感器连接电缆有效固定附录B混凝土桩桩头处理B.0.1混凝土桩应先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土。B.0.2桩头顶面应平整，桩头中轴线与桩身上部的中轴线应重合B.0.3桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同一高度上。B.0.4距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为3～5m的钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于100mm。桩顶应设置钢筋网片2～3层，间距60～100mm。B.0.5桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1～2级，且不得低于C30。B.0.6高应变法检测的桩头测点处截面尺寸应与原桩身截面尺寸相同。9.3.2参数设定和计算应符合下列规定：1采样时间间隔宜为50～200μs，信号采样点数不宜少于1024点。2传感器的设定值应按计量检定结果设定。3自由落锤安装加速度传感器测力时，力的设定值由加速度传感器设定值与重锤质量的乘积确定。4测点处的桩截面尺寸应按实际测量确定，波速、质量密度和弹性模量应按实际情况设定。5测点以下桩长和截面积可采用设计文件或施工记录提供的数据作为设定值。6桩身材料质量密度应按表9.3.2取值桩身材料质量密度(t/m3)7桩身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，现场检测完成后应按第9.4.3条调整。8桩身材料弹性模量应按下式计算：E=ρ•c2式中E——桩身材料弹性模量（kPa）；c——桩身应力波传播速度（m/s）；ρ——桩身材料质量密度（t/m3）9.3.3现场检测应符合下列要求：1交流供电的测试系统应良好接地；检测时测试系统应处于正常状态。2采用自由落锤为锤击设备时，应重锤低击，最大锤击落距不宜大于2.5m。3试验目的为确定预制桩打桩过程中的桩身应力、沉桩设备匹配能力和选择桩长时，应按本规范附录G执行。4检测时应及时检查采集数据的质量；每根受检桩记录的有效锤击信号应根据桩顶最大动位移、贯入度以及桩身最大拉、压应力和缺陷程度及其发展情况综合确定。5发现测试波形紊乱，应分析原因；桩身有明显缺陷或缺陷程度加剧，应停止检测。9.3.4承载力检测时宜实测桩的贯入度，单击贯入度宜在2～6mm之间。9.4检测数据的分析与判定9.4.1检测承载力时选取锤击信号，宜取锤击能量较大的击次。9.4.2当出现下列情况之一时，高度变锤击信号不得作为承载力分析计算的依据：1传感钱庄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严重捶击偏心，两侧力信号幅值相差超过1倍；3触变效应的影响，预制桩在多次锤击下承载力下降；4四通道测试数据不全。9.4.3桩身波速可根据下行波波形起升沿的起点到上行波下降沿的起点之间的时差与已知桩长值确定（图9.4.3）；桩底反射信号不明显时，可根据桩长、混凝土波速的合理取值范围以及邻近桩的桩身波速值综合确定。9.4.4当测点处原设定波速随调整后的桩身波速改变时，桩身材料弹性模量和锤击力信号幅值的调整应符合下列规定：1桩身材料弹性模量应按本规范式（9.3.2）重新计算。2当采用应变式传感器测力时，应同时对原实测力值校正。9.4.5高度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。9.4.6承载力分析计算前，应结合地质条件，设计参数，对实测波形特征进行定性检查1实测曲线特征反映出的桩承载性状。2观察桩身缺陷程度和位置，连续锤击时缺陷的扩大或逐步闭合情况。9.4.7以下四种情况应采用静载法进一步验证：1桩身存在缺陷，无法判定桩的竖向承载力。2桩身缺陷对水平承载力有影响。3单击贯入度大，桩底同向反射强烈且反射峰较宽，侧阻力波、端阻力波反射弱，即波形表现出竖向承载性状明显与勘察报告中的地质条件不符合。4嵌岩桩桩底同向反射强烈，且在时间2L/c后无明显端阻力反射；也可采用钻芯法核验。9.4.8采用凯司法判定桩承载力，应符合下列规定：1只限于中、小直径桩。2桩身材质、截面应基本均匀。3阻尼系数宜根据同条件下静载试验结果校核，或应在己取得相近条件下可靠对比资料后，采用实测曲线拟合法确定Jc值，拟合计算的桩数不应少于检测总桩数的30%，且不应少于3根。4在同一场地、地质条件相近和桩型及其截面积相同情况下，Jc值的极差不宜大于平均值的30%。9.4.9凯司法判定单桩承载力可按下列公式计算：对于土阻力滞后于t1+2L/c时刻明显发挥或先于t1+2L/c时刻发挥并造成桩中上部强烈反弹这两种情况，宜分别采用以下两种方法对Rc值进行提高修正：1适当将t1延时，确定Rc的最大值。2考虑卸载回弹部分土阻力对Rc值进行修正9.4.10采用实测曲线拟合法判定桩承载力，应符合下列规定：1所采用的力学模型应明确合理，桩和土的力学模型应能分别反映桩和土的实际力学性状，模型参数的取值范围应能限定。2拟合分析选用的参数应在岩土工程的合理范围内。3曲线拟合时间段长度在t1+2L/c时刻后延续时间不应小于20ms；对于柴油锤打桩信号，在t1+2L/c时刻后延续时间不应小于30ms。4各单元所选用的土的最大弹性位移值不应超过相应桩单元的最大计算位移值。5拟合完成时，土阻力响应区段的计算曲线与实测曲线应吻合，其他区段的曲线应基本吻合。6贯入度的计算值应与实测值接近。9.4.11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的确定应符合下列规定：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应按本方法得到的单桩承载力统计值的一半取值9.4.12桩身完整性判定可采用以下方法进行：1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规范第9.4.10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。2对于等截面桩，可按表9.4.12并结合经验判定；桩身完整性系数β和桩身缺陷位置β应分别按下列公式计算：9.4.13出现下列情况之一时，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。3力和速度曲线在峰值附近比例失调，桩身浅部有缺陷的桩。4锤击力波上升缓慢，力与速度曲线比例失调的桩9.4.14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本规范附录G相应公式计算。9.4.15高应变检测报告应给出实测的力与速度信号曲线9.4.16检测报告除应包括本规范第3.5.5条内容外，还应包括下列内容：1计算中实际采用的桩身波速值和Jc值；2实测曲线拟合法所选用的各单元桩土模型参数、拟合曲线、土阻力沿桩身分布图；3实测贯入度；4试打桩和打桩监控所采用的桩锤型号、锤垫类型，以及监测得到的锤击数、桩侧和桩端静阻力、桩身锤击拉应力和压应力、桩身完整性以及能量传递比随入士深度的变化。谢谢！