高應(yīng)變操作規(guī)程

1、基樁高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)目錄1.檢測(cè)原理及適用范圍32.檢測(cè)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)33.檢測(cè)目的34.檢測(cè)方法35.儀器設(shè)備46.檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作46.1收集和了解檢測(cè)工程概況46.2內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備工作46.3試樁抽檢數(shù)量要求及檢測(cè)開(kāi)始時(shí)間46.4樁頭加固處理57.現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)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(cè)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(bào)告編寫121.檢測(cè)原理及適用范圍 高應(yīng)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(shí)測(cè)由此產(chǎn)生的樁身質(zhì)點(diǎn)應(yīng)力和加速度的響應(yīng)，通過(guò)波動(dòng)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(cè)方法。高應(yīng)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(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力管樁、鋼樁及其他類型的打入樁。對(duì)多支盤灌注樁、大直徑擴(kuò)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(jìn)行單樁豎向抗壓承載力檢測(cè)。高應(yīng)變檢測(cè)主要適用于檢測(cè)基樁的豎向抗壓承載力和樁身完整性；監(jiān)測(cè)預(yù)制樁打入時(shí)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(zhǎng)選擇提供依據(jù)。對(duì)灌注樁進(jìn)行豎向抗壓承載力檢測(cè)時(shí)，應(yīng)具有一定的實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)和相近條件下可靠的對(duì)比驗(yàn)證資料。2.檢測(cè)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范JGJ106-2014。3.檢測(cè)目的（1）判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求；（2）檢測(cè)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(yù)制樁及鋼樁打樁過(guò)程中檢測(cè)樁身應(yīng)力，進(jìn)行捶擊效率監(jiān)測(cè)，為選擇沉樁工藝參數(shù)和確定樁長(zhǎng)提供依據(jù)。4.檢測(cè)方法（1）用動(dòng)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(jìn)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(yīng)變和樁身運(yùn)動(dòng)加速度的時(shí)程曲線，即F(t) 和V(t)；（3）根據(jù)一維波動(dòng)方程對(duì)樁身阻抗和土阻力實(shí)現(xiàn)分段分析和計(jì)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(jì)算，推算出相應(yīng)的靜載荷試驗(yàn)下的P-S曲線。5.儀器設(shè)備（1）高應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試中所使用的設(shè)備為高低應(yīng)變一體基樁動(dòng)測(cè)儀，主要包括主機(jī)、加速度傳感器、應(yīng)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(biāo)滿足現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基樁動(dòng)測(cè)儀JG/T 3055規(guī)定的2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試系統(tǒng)要求至少每年校準(zhǔn)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(dǎo)向裝置的打樁機(jī)械，但不得采用導(dǎo)桿式柴油錘、振動(dòng)錘。當(dāng)沒(méi)有導(dǎo)向架時(shí)，應(yīng)采取可靠措施消除或減小偏心，如用鉛錘對(duì)準(zhǔn)樁錘重心與樁頂中心的方法等。（3）高應(yīng)變檢測(cè)專用錘擊設(shè)備應(yīng)具有穩(wěn)固的導(dǎo)向裝置。重錘應(yīng)形狀對(duì)稱，整體鑄造，且高徑（寬）比不得小于1。（4）進(jìn)行高應(yīng)變承載力檢測(cè)時(shí)，錘的重量應(yīng)大于預(yù)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(zhǎng)大于30m時(shí)取高值。（5）樁的貫入度可采用

5、精密水準(zhǔn)儀等儀器測(cè)定。6.檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作6.1收集和了解檢測(cè)工程概況（1）工程項(xiàng)目名稱，建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位名稱；（2）場(chǎng)地工程地質(zhì)勘察報(bào)告；（3）樁基本參數(shù)：樁型、樁徑、樁長(zhǎng)、樁身砼強(qiáng)度等級(jí)、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(zhǔn)備工作（1）由委托方填寫好委托書(shū)的內(nèi)容，雙方簽字。（2）領(lǐng)取高應(yīng)變?cè)O(shè)備時(shí)填寫儀器設(shè)備使用記錄。（3）對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行檢查，主要檢查電纜是否完好；儀器電量是否充足等，且應(yīng)準(zhǔn)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(cè)開(kāi)始時(shí)間（1）檢測(cè)數(shù)量及抽樣要求高應(yīng)變抽檢比例為：檢測(cè)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(fù)雜，或?qū)こ虡妒┕べ|(zhì)量有疑問(wèn)時(shí)，應(yīng)增加試樁數(shù)量。抽樣方式：隨機(jī)、均勻抽檢，并應(yīng)具有代表性。（2）檢測(cè)開(kāi)始時(shí)間高應(yīng)變檢測(cè)時(shí)，受檢樁應(yīng)滿足混凝土齡期達(dá)到28d或預(yù)留同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求，且檢測(cè)前的休止時(shí)間尚不應(yīng)少于表1所規(guī)定的時(shí)間。表1 檢測(cè)前的休止時(shí)間土的類別休止時(shí)間（d）砂土7粉土10黏性土非飽和15飽和25注：對(duì)于泥漿護(hù)壁灌注樁，宜適當(dāng)延長(zhǎng)休止時(shí)間。6.4樁頭加固處理對(duì)不能承受錘擊的樁頭應(yīng)加固處理，混凝土樁的樁頭處理按以下步驟進(jìn)行：（1）混凝土樁應(yīng)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(yīng)平整，樁頭中軸線與樁身上部的中軸線應(yīng)重合。（3）樁頭主筋應(yīng)

7、全部直通至樁頂混凝土保護(hù)層之下，各主筋應(yīng)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(yīng)配置鋼筋網(wǎng)片1層2層，間距60mm100mm。（5）樁頭混凝土強(qiáng)度等級(jí)比樁身混凝土提高12級(jí)，且不低于C30。（6）高應(yīng)變法檢測(cè)的樁頭測(cè)點(diǎn)處截面尺寸應(yīng)與原樁身截面尺寸相同。（7）樁頂應(yīng)采用水平尺找平。7.現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)流程7.1資料填寫檢測(cè)前應(yīng)在原始數(shù)據(jù)記錄表內(nèi)填寫好各檢測(cè)樁的施工資料，包括樁號(hào)、樁長(zhǎng)、樁徑、混凝土設(shè)計(jì)等級(jí)等，這些基礎(chǔ)資料應(yīng)確保準(zhǔn)確無(wú)誤。7.2傳感器安裝（1）檢測(cè)時(shí)在樁頂?shù)臉秱?cè)表面至少應(yīng)對(duì)稱安裝加速度傳感器和

8、應(yīng)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(duì)于大直徑樁，傳感器與樁頂之間的距離可適當(dāng)減小，但不得小于D。安裝面處的材質(zhì)和截面尺寸應(yīng)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(yīng)均勻、密實(shí)、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(jī)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(dòng)。（4）應(yīng)變傳感器與加速度傳感器的中心應(yīng)位于同一水平線上，同側(cè)的應(yīng)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(yīng)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(yīng)與樁側(cè)表面垂直；安裝完畢后的傳感器應(yīng)緊貼樁身表面，錘擊時(shí)傳感器不得產(chǎn)生滑動(dòng)。安裝應(yīng)變式傳感器時(shí)應(yīng)對(duì)其初始應(yīng)變值進(jìn)行監(jiān)視，安裝后的傳感器初始應(yīng)變值應(yīng)能保證錘擊時(shí)的可測(cè)軸向變形余量為；a、混凝土樁應(yīng)大于±1000；b、鋼樁應(yīng)大于±1500。（6）當(dāng)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(shí)，需開(kāi)挖坑槽，坑槽長(zhǎng)度約1m，從樁頂至坑槽底面的深度不應(yīng)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(chǎng)檢測(cè)前進(jìn)行以提高檢測(cè)效率。圖1 傳感器安裝示意圖7.3樁墊設(shè)置對(duì)于自制自由落錘裝置，樁頭頂板應(yīng)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(yīng)先鋪設(shè)一層薄細(xì)砂進(jìn)行找平，再放置樁墊。7.4測(cè)試參數(shù)設(shè)定測(cè)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(hào)、備注、步長(zhǎng)以及入土深度等。入土深度為試驗(yàn)樁進(jìn)入土層的實(shí)際深度，一般為試驗(yàn)樁的有效樁長(zhǎng)扣去樁頭露出土層的部分長(zhǎng)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(zhǎng)、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(shí)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(zhǎng)該樁長(zhǎng)指的是傳感器安裝位置到樁底的實(shí)際長(zhǎng)度。材料重度材料重度指的是

11、試驗(yàn)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(yù)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(yīng)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(yīng)力波在樁身中來(lái)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(yù)制混凝土樁預(yù)應(yīng)力管樁鋼管樁波速（m/s）3000360034003800380041005100凱斯阻尼系數(shù)一般認(rèn)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(xì)，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(xì)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(yīng)按下式計(jì)算，儀器本身會(huì)根據(jù)輸入的有關(guān)參數(shù)直接計(jì)算。E=c2式中E- 樁身材料彈性模量（kPa）c- 樁身應(yīng)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(gè)傳感器，包括兩個(gè)加速度傳感器（A1、A2）和兩個(gè)應(yīng)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(hào)和各自的靈敏度參數(shù)，并全部激活。采樣點(diǎn)/采樣頻率選擇采樣時(shí)間間隔宜為50-200s，信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)不宜少于1024點(diǎn)。傳感器狀態(tài)的檢測(cè)通過(guò)儀器可以對(duì)四個(gè)傳感器的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，如果傳感器和連接線均正常，則儀器上會(huì)顯示OK，如果傳感器或者連線斷，則會(huì)顯示NO，此時(shí)需要對(duì)傳感器或連線進(jìn)行調(diào)整修復(fù)。如果傳感器連接正常，但是初始值較大，則此時(shí)需要對(duì)傳感器安裝松緊程度進(jìn)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(dǎo)向裝置。當(dāng)沒(méi)有導(dǎo)向架時(shí)，應(yīng)采用可靠的措施消除或減小偏心，如用鉛錘對(duì)準(zhǔn)樁錘重心與樁頂中心的方法等。采用合適噸位的吊機(jī)進(jìn)行樁錘的吊裝就位。在樁錘頂上應(yīng)連接一個(gè)脫鉤器。樁錘的

14、重心與樁頂?shù)闹行膽?yīng)確保對(duì)中。錘擊設(shè)備吊裝就位時(shí)，需要注意的是樁周圍不得站人，安裝作業(yè)人員應(yīng)及時(shí)撤離。7.6錘擊采樣（1）采用自由落錘為錘擊設(shè)備時(shí)，應(yīng)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(hào)為宜。一切準(zhǔn)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(diǎn)擊開(kāi)始試驗(yàn)，然后打開(kāi)脫鉤器即可進(jìn)行錘擊采樣。（2）采樣完成之后，在儀器上點(diǎn)擊停止采集，設(shè)備會(huì)自動(dòng)保存數(shù)據(jù)。此時(shí)需要對(duì)采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行檢查。每根受檢樁記錄的有效錘擊信號(hào)應(yīng)根據(jù)樁頂最大位移、貫入度以及樁身最大壓應(yīng)力和缺陷程度及其發(fā)展情況綜合確定。（3）發(fā)現(xiàn)測(cè)試波形紊亂，應(yīng)查找分析原因，處理后重新測(cè)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(cè)時(shí)宜進(jìn)行試驗(yàn)樁貫入度的檢測(cè)。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(cè)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(jìn)行保管。8.資料的整理分析（1）數(shù)據(jù)傳輸和篩選檢測(cè)承載力時(shí)選取錘擊信號(hào)，宜取錘擊能量較大的擊次。（2）當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，高應(yīng)變錘擊信號(hào)不得作為承載力分析計(jì)算的依據(jù)； 傳感器安裝處混凝土開(kāi)裂或出現(xiàn)嚴(yán)重塑性變形使力曲線最終未歸零。 嚴(yán)重錘擊偏心，兩側(cè)力信號(hào)幅值相差超過(guò)1倍。 觸變效應(yīng)的影響，預(yù)制樁在多次錘擊下承載力下降。 四通道測(cè)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(diǎn)到上行波下降沿的起點(diǎn)之間的時(shí)差與已知樁長(zhǎng)值確定，如下圖所示；樁底反射信號(hào)不明顯時(shí)，可根據(jù)樁長(zhǎng)、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(zhǎng)確定（4）當(dāng)測(cè)點(diǎn)處原設(shè)定波速隨調(diào)整后的樁身波速改變時(shí)，樁身材料彈性模量和錘擊力信號(hào)幅值地調(diào)整應(yīng)符合下列規(guī)定；樁身材料彈性模量應(yīng)按規(guī)范重新計(jì)算當(dāng)采用應(yīng)變時(shí)傳感器測(cè)力時(shí)，應(yīng)同時(shí)對(duì)原實(shí)測(cè)力值校正。（5）高應(yīng)變實(shí)測(cè)的力和速度信號(hào)第一峰起始比例失調(diào)時(shí)，不得進(jìn)行比例調(diào)整。（6）承載力分析計(jì)算前，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)參數(shù)、對(duì)實(shí)測(cè)波形特征進(jìn)行定性檢查：實(shí)測(cè)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(shí)缺陷的擴(kuò)大或逐

17、步閉合情況。 （7）以下四種情況應(yīng)采用靜載法進(jìn)一步驗(yàn)證樁身存在缺陷，無(wú)法判定樁的豎向承載力。樁身缺陷對(duì)水平承載力有影響。單擊貫入度大，樁底同向反射強(qiáng)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(bào)告中的地質(zhì)條件不符合嵌巖樁樁底同向反射強(qiáng)烈，且在時(shí)間2L/c后無(wú)明顯端阻力反射；也可采用鉆芯法核驗(yàn)。（8）采用凱司法判定樁承載力，應(yīng)符合下列規(guī)定：只限于中、小直徑樁。樁身材質(zhì)、截面應(yīng)基本均勻。阻尼系數(shù)Jc宜根據(jù)同條件下靜載實(shí)驗(yàn)結(jié)果校核，或應(yīng)在已取得相近條件下可靠對(duì)比資料后，采用實(shí)測(cè)曲線擬合法確定Jc值，擬合計(jì)算的樁數(shù)不應(yīng)少于檢測(cè)總樁數(shù)的30%，且不應(yīng)少于3根。在同一場(chǎng)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(jì)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(duì)應(yīng)的時(shí)刻（ms）F（t1）- t1時(shí)刻的錘擊力（kN）V（t1）-t1時(shí)刻的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度（m/s）；Z-樁身截面力學(xué)阻抗（kN.s/m）A-樁身截面面積（m2）；L- -測(cè)點(diǎn)下樁長(zhǎng)（m）。注：適用于t1+2L/c時(shí)刻樁側(cè)和樁端土阻力均已充分發(fā)揮的摩擦型樁。對(duì)于土阻力滯后于t1+2L/c時(shí)刻明顯發(fā)揮或先于t1+2L/c時(shí)刻發(fā)揮并造成樁中上部強(qiáng)烈反彈這兩種情況，宜分別采用以下兩種方法對(duì)R

19、c值進(jìn)行提高修正：適當(dāng)將t1延時(shí)，確定Rc的最大值?？紤]卸載回彈部分土阻力對(duì)Rc值進(jìn)行修正。（10）采用實(shí)測(cè)曲線擬合法判定樁承載力，應(yīng)符合下列規(guī)定：所采用的力學(xué)模型應(yīng)明確合理，樁和土的力學(xué)模型應(yīng)能分別反應(yīng)樁和土的實(shí)際力學(xué)性狀，模型參數(shù)的取值范圍應(yīng)能限定，擬合分析選用的參數(shù)應(yīng)在巖土工程的合理范圍內(nèi)。曲線擬合時(shí)間段長(zhǎng)度在t1+2L/c時(shí)刻后延續(xù)時(shí)間不應(yīng)小于20ms；對(duì)于柴油錘打樁信號(hào)，在t1+2L/c時(shí)刻后延續(xù)時(shí)間不應(yīng)小于30ms。各單元所選用的土的最大彈性位移不應(yīng)超過(guò)相應(yīng)樁單元的最大計(jì)算位移值。擬合完成時(shí)，土阻力響應(yīng)區(qū)段的計(jì)算曲線與實(shí)測(cè)曲線應(yīng)吻合，其他區(qū)段的曲線應(yīng)基本吻合。貫入度的計(jì)算值應(yīng)與實(shí)測(cè)值接近。（11）本方法對(duì)單樁承載力的統(tǒng)計(jì)和單樁豎向抗壓承載力特征值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：參加統(tǒng)計(jì)的試樁結(jié)果，當(dāng)滿足其級(jí)差不超過(guò)平均值的30%時(shí)，取其平均值為單樁承載力的統(tǒng)計(jì)值。當(dāng)極差超過(guò)30%時(shí)，應(yīng)分析極差過(guò)大的原因，結(jié)合工程具體情況綜合確定。必要時(shí)可