上海高應(yīng)變檢測

樁基施工手冊第9篇第6章高應(yīng)變檢測PAGEPAGE1579第6章高應(yīng)變檢測 高應(yīng)變檢測是當今國內(nèi)外廣泛使用的一種快速測樁技術(shù)，世界上許多國家和地區(qū)都已將此項技術(shù)列入有關(guān)規(guī)范或規(guī)程。我國目前的《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》、交通部《港口工程樁基動測規(guī)范》以及上海市、廣東、深圳、天津等許多地方規(guī)范、規(guī)程中均對樁的高應(yīng)變檢測技術(shù)作了規(guī)定,并將檢測人員和單位的資質(zhì)列入專項管理范圍。6.1高應(yīng)變檢測功能高應(yīng)變檢測是通過用重錘(或爆炸)沖擊樁頂，使樁與土之間產(chǎn)生足夠的相對位移，充分發(fā)揮樁周土阻力。同時通過安裝在樁頂附近的應(yīng)變和加速度傳感器實測樁頂力和速度(位移)響應(yīng)，進一步分析計算后可以得到樁、錘、土的許多有價值的數(shù)據(jù)。高應(yīng)變具有以下主要功能：1、從實測波形分析中可以得到樁身結(jié)構(gòu)完整性資料，判斷樁身質(zhì)量性質(zhì)、類別和確定缺損位置；2、在應(yīng)力波理論分析的基礎(chǔ)上，可以得到樁的豎向抗壓承載力(指地基土對樁的垂直支承力，下同)和土對樁的分層摩阻力，當樁頂沖擊力足夠大時，可以得出單樁豎向極限承載力；3、通過對打入樁(混凝土預(yù)制樁、鋼樁)打樁過程監(jiān)測，可得到樁打入時土阻力、樁身錘擊壓(拉)應(yīng)力、傳到樁身的有效錘擊能量，進而可以分析打樁錘的效率，為合理選擇沉樁設(shè)備、確定樁型和選擇樁端持力層提供依據(jù)。我國目前的高應(yīng)變法主要指波動方程法。歐美上世紀80年代末在波動方程的基礎(chǔ)上又開發(fā)出了一種被稱為“動靜法”(STATNAMIC)或“準靜載試樁法”,該方法是在被試驗的樁頂堆載相當于預(yù)估單樁最大承載力的5%~10%的荷載物，然后引爆置于樁頂和堆載物之間的爆炸裝置，同時檢測樁頂力和位移隨時間變化曲線，進而推算出樁頂?shù)牧Α灰魄€。6.2檢測儀器和設(shè)備6.2.1在二十世紀八十年代初甘肅省建筑科學(xué)研究所與上海鐵道學(xué)院合作研制成功我國第一臺打樁分析儀，接著交通部第三航務(wù)工程局科研所研制了SDF-1型打樁分析儀。自上世紀八十年代后期我國的高應(yīng)變檢測技術(shù)進入了快速發(fā)展期。到目前為止，無論是儀器的數(shù)量、品種和檢測技術(shù)人員均可稱世界第一。目前我國樁基工程中應(yīng)用較多的高應(yīng)變檢測儀有武漢巖海公司生產(chǎn)的RS系列基樁動測儀，中國建筑科學(xué)研究院地基所的FEI樁基動測儀，美國PDI公司的PDA型和PAK型打樁分析儀，中科院武漢巖土所的RSM基樁動測儀以及荷蘭建筑材料和結(jié)構(gòu)研究所的TNO基樁診斷系統(tǒng)等。上述儀器各有特點，但是其基本原理和主要功能大致相同，儀器的主要技術(shù)指標能達到我國現(xiàn)行行業(yè)標準《基樁動測儀》（JG/T3055）中有關(guān)規(guī)定，且具有一定的信號存儲、處理和分析功能，可以滿足工程檢測的需要。6.傳感器的優(yōu)劣是高應(yīng)變檢測中的重要一環(huán)，應(yīng)慎重選擇。目前采用的傳感器大多為環(huán)式應(yīng)變傳感器和壓電晶體式(或壓阻式)加速度傳感器。環(huán)式應(yīng)變傳感器主要用于量測樁身因錘擊產(chǎn)生的應(yīng)變量，直接關(guān)系到檢測結(jié)果的精度，若安裝不當或保管不善，易發(fā)生扭曲變形，使實測的應(yīng)變信號失真。壓電晶體加速度傳感器的穩(wěn)定性相對應(yīng)變計要好一些，但需注意其靈敏度的變化，并要選擇與被測樁型相匹配的傳感器，如鋼樁一般宜選用30000m/s2～50000m/s2量程范圍，混凝土樁宜選用10000m/s2～20000m/s2范圍。傳感器量程太小容易損壞，量程過大又會影響測試的精度。6.2.3沖擊錘選擇是否合理直接影響到測試結(jié)果。目前采用沖擊試驗的錘大致有兩種：一是借用打樁工程中柴油錘(或液壓錘、蒸汽錘)，另一種是檢測專用的自落錘。前面一種錘有良好的導(dǎo)向裝置和良好的墊層，錘擊時不易產(chǎn)生大偏心，測出的波形較好。常遇到的問題是樁打入土中間隙一段時間后，原施工用的錘擊力偏小，不易使樁達到高應(yīng)變檢測所需的貫入度，得不出樁的極限承載力，解決辦法是增大落錘高度或錘重。高應(yīng)變檢測中使用較多的是自落錘，其中有整體鑄造的，有鑄成2～4塊組裝起來的，也有用鋼板分片串裝組成的。前兩種錘只要錘底平整、形狀對稱、有一定的重量和高寬比，一般能得出較理想的波形。用鋼板分片串裝的錘，在多次使用后鋼板易變形，串裝后鋼板之間有一定縫隙，錘擊時易造成“連擊”，嚴重影響波形質(zhì)量。檢測樁承載力時，自由落錘的重量宜取預(yù)估單樁極限承載力的1.5%以上，且落錘高度不宜低于1.2m，也不宜高于2.5m。若落錘高度過大，會使樁身出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，容易使混凝土樁產(chǎn)生環(huán)向裂縫甚至斷裂。對于樁長超過40m或直徑較大的灌注樁，錘重宜大于預(yù)估單樁極限承載力的1.5%。6.3檢測6.測試前應(yīng)首先進行現(xiàn)場調(diào)查，包括測試場地的條件、成樁(或沉樁)后的間隙時間、安全問題及樁頂是否需要加固等等。對混凝土預(yù)制樁和鋼樁，一般不進行加固，若樁頂破損嚴重，則需修復(fù)或加固?；炷凉嘧兑话銘?yīng)進行樁頂加固：鑿除頂部原有強度較低的混凝土，將樁接長至試驗所需高度，接長部分的混凝土強度應(yīng)高于原樁身混凝土強度1～2級；為防止錘擊時樁頂出現(xiàn)縱向裂縫，宜在加固段四周設(shè)置鋼套箍或頂部設(shè)置2～3層鋼筋網(wǎng)片。有條件時也可用環(huán)養(yǎng)砂漿加固樁頂。樁頂接長部分的形狀和面積應(yīng)與原樁身相同，這樣可以避免界面反射波的干擾。應(yīng)詳細了解樁型尺寸、樁長和有關(guān)地質(zhì)資料，以便選擇合適的沖擊設(shè)備。6.傳感器安裝是高應(yīng)變動測工作中很重要的一環(huán)，它直接影響到測試的精度甚至關(guān)系到測試的成敗。按目前的常規(guī)方法，高應(yīng)變檢測錘擊時樁頂附近同一截面處的錘擊力和質(zhì)點運動速度，錘擊力是由樁身實測應(yīng)變換算得出的，質(zhì)點運動速度是通過實測加速度積分得出(目前在中國和美國也有通過實測錘體加速度轉(zhuǎn)換成樁頂沖擊力，但必須使用整體鑄造的且具有一定高徑比的鐵錘，才能視錘為一剛體)。為減少偏心錘擊對實測數(shù)據(jù)的影響，傳感器應(yīng)成對且對稱于樁軸線安裝，通常是每根樁安裝應(yīng)變傳感器和加速度傳感器各二只。四只傳感器的中心應(yīng)處在與樁軸線垂直的同一個平面上，且與樁頂相距不小于兩倍樁徑，對鋼樁該距離還應(yīng)大些。傳感器一般應(yīng)安裝在樁身，傳感器不能安裝在樁身截面突變處的附近，尤其要注意那些外表看不出的空心混凝土方樁，檢測前應(yīng)準確弄清樁截面變化部位。對樁頂加固段四周設(shè)有鋼套箍的灌注樁，試驗前應(yīng)在鋼套上開孔，使傳感器直接安裝在混凝土樁身。采用膨脹螺栓固定傳感器時，螺母頂端應(yīng)低于樁身表面，使傳感器緊貼樁身。安裝完畢的傳感器縱軸線應(yīng)與樁身縱軸線平行，且應(yīng)變傳感器安裝后不得扭曲變形。6.正式試驗前應(yīng)仔細檢查儀器并正確設(shè)定有關(guān)參數(shù)：――新購置的傳感器可按廠家提供的標定參數(shù)設(shè)定，使用后重新標定過的傳感器應(yīng)按最近一次的標定值；――儀器的采樣時間間隔可按實際樁長推算后設(shè)定，但必須滿足曲線擬合所需的最小時間長度和力曲線回零的條件，如樁長在50m以內(nèi)時，采樣時間段可設(shè)定在100ms，對樁長大于50m的樁采樣時間段宜設(shè)定為200ms。信號采樣點數(shù)不宜少于1024點；――樁身截面尺寸應(yīng)采用傳感器安裝截面的實測值，樁長為傳感器至樁端的距離。――檢測前預(yù)設(shè)的樁身彈性模量可采用經(jīng)驗值，但計算分析時應(yīng)采用由公式計算出的動彈性模量(式中c為高應(yīng)變實測的樁身波速，為樁材密度)。錘擊時應(yīng)使錘的縱軸線與樁的縱軸線處在同一直線上，錘與樁頂之間應(yīng)設(shè)置合適的墊層。在檢測樁的極限承載力時，同一根樁不宜過多錘擊，只要樁周土阻力能充分發(fā)揮(即每擊貫入度控制在2～6mm左右)，反復(fù)多次錘擊會引起樁側(cè)土阻力(特別是樁身上段)降低，一般做法是第一錘時落錘高度較低，根據(jù)第一錘測出的波形情況，再決定下一錘的落高，這對自由落錘容易做得到，而柴油錘難以控制。每一錘擊貫入度應(yīng)采用精密水準儀等精密儀器測定，并使貫入度與高應(yīng)變記錄的波形一一對應(yīng)。實測貫入度是判別曲線擬合質(zhì)量的主要依據(jù)之一。不宜用加速度二次積分結(jié)果去替代實測貫入度，因為一方面高應(yīng)變波形采集時間較短，在樁頂回彈停止前就已停止采樣；另一方面是二次積分后會帶來很大的誤差。檢測過程中應(yīng)及時對采集的波形進行監(jiān)視和記錄，發(fā)現(xiàn)波形有異常時應(yīng)立即停止錘擊檢查，待查出原因并改正后再繼續(xù)試驗。6.4基樁承載力分析6.高應(yīng)變實測波形的優(yōu)劣直接影響到承載力計算結(jié)果，為此首先要對實測波形進行篩選。好的波形應(yīng)符合以下一些條件：1、四個通道測試數(shù)據(jù)齊全，無高頻振蕩信號，且樁身兩側(cè)的力信號幅值相差不大；2、力和速度時程曲線最終應(yīng)回零；3、力時程曲線(F－t曲線)與速度V和阻抗Z乘積曲線(V*Z－t曲線)在第一峰值前的起始段應(yīng)重合，第一峰值出現(xiàn)在同一時刻且幅值相差不大。由于側(cè)摩阻力作用，第一峰值后從土阻力作用時開始至2L/C時段內(nèi)兩條曲線逐漸分離，且F－t曲線在上，V*Z－t曲線在下，曲線形狀特征與樁周土的性狀相對應(yīng)。4、波形特征應(yīng)與樁、土實際情況相符，如預(yù)制混凝土樁的接樁部位、泥面部位、大直徑管樁的管內(nèi)泥芯部位及樁側(cè)土層有突變的部位等均會引起波形的變化；5、有較明顯樁端反射波，當檢測樁極限承載力時，單錘貫入度宜在2～6mm范圍，貫入度過小表明樁周土阻力未能得到充分發(fā)揮，而貫入度過大又與實際計算模型不符。好的波形如圖6-1所示。圖6-1樁身平均波速對計算結(jié)果影響甚大，波速的大小直接影響到計算的力與速度值。樁身平均波速可按下列方法確定：1、當有明顯的樁端反射波時，可采用下行波起升沿的起點到上行波下降沿的起點之間的時間差和已知樁長確定。設(shè)樁長為L，樁頂?shù)絺鞲衅鞯木嚯x為L0，時間差為t，則樁的平均波速為：(6-1)當然也可以根據(jù)速度波起升沿的起點到樁端反射波起升沿的起點的時間差或者速度波的第一峰值到樁端反射波峰值之間的時間差確定。2、若樁底反射波不明顯時，可采用同一工程中相同條件下(即成樁工藝、樁長、樁身材質(zhì)相同)樁的實測波速代替，但不能用低應(yīng)變檢測得出的波速去代替。6.4.2CASE法是美國Goble等人在二十世紀六十年代開發(fā)的一種快速估算樁承載力、測定錘與打樁系統(tǒng)性能、打樁應(yīng)力及樁身完整性的一種分析方法，該法建立在牛頓第二定律的基礎(chǔ)上的一維波動方程。所謂一維波動方程，是指一自由支承的等截面桿件，在桿的一端受撞擊后，桿內(nèi)產(chǎn)生的彈性波的傳遞。該方程為(6-2)式中：為桿件某點位移，x為空間坐標，t是時間，代表桿內(nèi)彈性波波速，E為桿件彈性模量，ρ是桿的質(zhì)量密度。在公式(6-2)推導(dǎo)的基礎(chǔ)上，得到等截面樁打樁時的總土阻力計算公式：(6-3)式中：RT為總土阻力，F(xiàn)為樁頂錘擊力，V為樁頂錘擊時的質(zhì)點運動速度，t1是速度第一峰值對應(yīng)的時刻，Z為樁身截面阻抗，且，其中A是樁身截面積，E是樁材彈性模量，L為測點以下樁長，C為應(yīng)力波在樁內(nèi)的傳播速度。打樁時的總土阻力又可分為兩個部分：(6-4)式中Rs代表總的靜土阻力，即單樁豎向承載力；Rd代表動土阻力(速度產(chǎn)生的阻力分量)。CASE法又假定動的阻力集中在樁尖，且與樁尖處的運動速度Vb成正比例，即(6-5)在上述公式推導(dǎo)的基礎(chǔ)上得到：＋(6-6)Jc稱為CASE阻尼系數(shù)，實質(zhì)上是一個與土的顆粒大小等因素有關(guān)的經(jīng)驗修正系數(shù)。一般地講，土顆粒越大，Jc值越小。Jc值可以通過下列二種途徑確定：1、對同一根樁或同一工程中邊界條件相同(指樁型尺寸、土質(zhì)完全相同)的樁進行動靜對比試驗，用靜載試驗得出的單樁極限承載力代入式(6-6)中的Rs,由動測得出F(t)、V(t)和c值后，可直接求出Jc值；2、當不具備上述動靜對比試驗條件時，也可通過同一工程中相同邊界條件下樁的實測曲線擬合，得出一批樁的Jc平均值。公式(6-6)適用于在時刻樁側(cè)和樁端土阻力已得到充分發(fā)揮的樁。若在時刻后仍有土阻力發(fā)揮，則宜采用最大阻力法，即固定2L/C，適當延時t1，求出Rc的最大值；若實測速度曲線在2L/C前已出現(xiàn)負值，即通常講的卸載回彈現(xiàn)象，則應(yīng)考慮進行補償。CASE法在推導(dǎo)過程中作了如下幾點假定：1、樁身阻抗恒定，即樁身截面不變，材料均勻且無明顯缺陷；2、假定打樁時動阻力集中在樁尖；3、應(yīng)力波在傳播工程中無能量耗散和信號畸變。根據(jù)上述假定，CASE法適用于中小型混凝土預(yù)制樁和鋼樁的承載力確定，且應(yīng)有一定的地區(qū)經(jīng)驗，對鉆孔灌注樁和超長預(yù)制樁誤差較大。在當前曲線擬合法普及的情況下，最好還是通過實測曲線擬合確定單樁承載力。6.4.3實測曲線擬合法就是利用實測的樁頂力(或速度、上行波)曲線作為邊界條件，對各種樁單元和土的力學(xué)模型進行假定，再通過波動方程計算分析，反演出樁頂?shù)乃俣?或力、下行波)曲線，并將計算曲線與原實測曲線比較，如果不吻合，則調(diào)整參數(shù)或修正模型，這樣反復(fù)調(diào)整比較，直至最終的計算曲線與實測曲線吻合，同時計算得出的貫入度也接近實測貫入度，并由此得出一組符合實際的參數(shù)值，這些值包括樁的靜土阻力(承載力)、樁周土阻力分布、土阻尼系數(shù)以及土的最大彈性變形值等。圖6-2為實測曲線和相應(yīng)擬合曲線。圖6-2目前使用的實測曲線擬合法軟件基本都是采用一維連續(xù)桿模型和特征線算法。樁被劃分成若干個單元；不同截面單元長度可以不等，但應(yīng)力波通過各單元的時間必須相等；假定土阻力作用于各單元的底部，波在單元內(nèi)不發(fā)生畸變。土的計算模型基本上建立在Smith土模型基礎(chǔ)上，如保留最大靜土阻力、最大彈性變形和阻尼系數(shù)。隨著研究的深入和經(jīng)驗的積累，各擬合程序的編制者又都在上述基礎(chǔ)上作了不同的改進，使得計算模型更接近于土的實際性狀。實測曲線擬合時應(yīng)注意以下幾點：1、當實測的力和速度曲線第一峰值比例失調(diào)時，不得強行調(diào)整，以免造成錯誤結(jié)果；2、擬合時采用的樁－土力學(xué)模型應(yīng)能反應(yīng)樁－土實際情況，且土參數(shù)的選用必須在合理范圍之內(nèi)，當樁側(cè)土層較復(fù)雜時，應(yīng)按不同土層分別輸入對應(yīng)的土參數(shù)，如土阻尼系數(shù)，土的最大彈性變形值等；3、各單元選用的土的最大彈性變形Q值不得大于相應(yīng)樁單元的最大計算位移值，否則會導(dǎo)致土阻力未充分發(fā)揮的承載力外推。一般情況下，樁端土的最大彈性變形值要大于樁側(cè)；同一土層中樁端直徑大的Q值也大；4、自動擬合方法只能作為一種輔助手段，在自動擬合后一定要進行人工干預(yù)，使輸入?yún)?shù)和輸出的結(jié)果基本符合實際情況；5、曲線擬合時間段長度必須滿足能包含整個土阻力影響區(qū)段，擬合長度內(nèi)的計算曲線應(yīng)與實測對應(yīng)曲線基本一致；6、擬合得到的貫入度必須與實測對應(yīng)貫入度接近。上述1～4條是曲線擬合技術(shù)人員必須遵循的原則，5～6條是檢查擬合結(jié)果是否達到要求的最基本條件。為方便曲線擬合，下面介紹幾個主要參數(shù)對擬合曲線的影響(僅指力波)：1、將某樁單元處的土阻力增加(或減少)，會使力的擬合曲線從該單元往后抬高(或降低)，反之亦然。如圖6-3從6單元起力擬合曲線過高，只要分別將6、7單元土阻力適當下降，使其與實測曲線重合，則7單元后面的平行曲線會自動重合。又如圖6-4，要先分別增加4、5、6單元土阻力，之后再適當降低7及以后各單元土阻力，直到兩曲線吻合。圖6-3圖6-42、將總土阻力增加，會使整個力的擬合曲線上抬。若在土阻力不變的前提下降低樁端土阻力，會使樁端附近的力曲線下降而前面部分曲線抬高。3、增大土阻尼系數(shù)可以減小力擬合曲線在2L/C附近及以后時段的振蕩，但同時也會使樁端附近的擬合曲線下降。圖6-5是擬合波形在2L/C附近及其后產(chǎn)生劇烈振蕩，遇到此情況應(yīng)首先用增大土阻尼去光滑曲線的方法，然后再視曲線情況作其圖6-54、降低樁端最大彈性變形值會引起樁底土快速加載，從而使2L/C時刻以后的力曲線下降。圖6-6力的擬合曲線在2L/C時刻后明顯上抬，此時只要降低樁端土的最大彈性變形值，2L/C時刻后面的力擬合曲線會下降，但這又會引起2圖6-66.5樁身質(zhì)量判別用高應(yīng)變法去普查工程樁的質(zhì)量是不經(jīng)濟的，一是設(shè)備重、成本高，二是速度慢。但當?shù)蛻?yīng)變難以判定或?qū)Φ蛻?yīng)變判別為Ⅲ類樁的，宜用高應(yīng)變進一步驗證。高應(yīng)變判別樁身質(zhì)量有以下優(yōu)點：1、高應(yīng)變檢測時作用在樁頂?shù)腻N擊能量大，可測出長樁下部缺陷或樁身多個缺陷，并可得到樁端土密實度信息，這些是低應(yīng)變法難以得到的；2、可對樁身缺損程度作定量分析；3、當?shù)蛻?yīng)變判斷預(yù)制樁接縫處有明顯反射時，可先將此類樁按低應(yīng)變檢測結(jié)果進行分類，再選一些有代表性的樁用高應(yīng)變方法進一步判別是接頭斷開還是施工時縫隙偏大，以便決定是否要進行處理。高應(yīng)變判別樁身質(zhì)量的理論依據(jù)是樁身阻抗變化對應(yīng)力波的影響，如圖6-7所示。圖6-7設(shè)樁身阻抗由Z1變到Z2，由平衡條件可以得出：(6-7)從上述方程中可以得到：(6-8)解方程后得到：(6-9)用缺損截面阻抗Z2與正常截面阻抗Z1的比β描述樁的完整性程度，稱β為樁完整性系數(shù)：(6-10)通常只能測得樁頂附近力和速度信號，公式(6-10)經(jīng)進一步推導(dǎo)后可得等截面樁計算β的公式：(6-11)式中tx為缺陷反射波峰值對應(yīng)的時刻；為缺陷以上部位的土阻力估算值(見圖6-8).圖6-8樁身結(jié)構(gòu)完整性程度與值的關(guān)系可參考下表：表6-1評價值樁身完整＝1.0輕微缺陷樁0.8≤＜1.0明顯缺陷樁，對樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響0.6≤＜0.8樁身存在嚴重缺陷或斷樁＜0.6采用值評價樁身完整性時，要注意以下幾點：1、值是按實測曲線計算出來的，只要樁底反射前的某一時刻力波或速度波有異常，值就有變化，如混凝土預(yù)制樁接頭處、混合型樁的接樁部位、鋼樁的高頻振蕩波等均會出現(xiàn)值小于1.0，因此分析時要根據(jù)經(jīng)驗并結(jié)合實際情況綜合評價。圖6-9為一根50cm×50cm混凝土預(yù)制方樁，中間一接頭反射，實測值0.89；圖6-10為一根80m長鋼管樁，由于高頻信號的影響，實測值為0.87。但上述二根樁均為完整樁。2、樁側(cè)土阻尼和樁身斷裂部位夾層介質(zhì)對值均有一定影響，例如完全斷開樁的值一般不會等于零。圖6-11為一根50cm×50cm混凝土預(yù)制方樁，因施工質(zhì)量問題，打樁過程中電焊接頭處完全斷開，實測值為0.21，驗證結(jié)果是上、下節(jié)樁已脫開10cm。3、對截面不規(guī)則的鉆孔灌注樁、擴徑樁，除按值判別外，還需結(jié)合施工記錄、地質(zhì)情況綜合判別。圖6-9接樁處反射圖6-10鋼管樁波形圖6-11斷樁波形試打樁和打樁監(jiān)控高應(yīng)變另一個重要功能可用于工程樁正式施工前的試打樁和施工過程中進行打樁監(jiān)控，以使樁基礎(chǔ)的設(shè)計和施工更加合理。6.6.1一般樁基工程是先由設(shè)計人員根據(jù)結(jié)構(gòu)物要求和工程地質(zhì)勘察資料確定該工程使用的樁型尺寸，施工部門再按照設(shè)計的樁型選擇沉樁設(shè)備，包括錘型、墊層材料等，但這種樁型和錘型的選擇往往是根據(jù)各自的經(jīng)驗，一旦選型不合理，將會造成施工困難、影響工期甚至影響樁的質(zhì)量，為此在樁基工程正式施工前有必要進行試打樁，尤其是一些大型樁基工程以及地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)。試打樁有兩個作用：一是檢驗設(shè)計選擇的樁型是否合理，二是為施工選擇合理的沉樁設(shè)備和沉樁工藝。在試打樁前應(yīng)首先確定試打的位置，一般應(yīng)選擇在該工程有代表性的地方；如地質(zhì)有軟夾層、估計會出現(xiàn)“溜樁”的區(qū)域；有硬夾層、估計沉樁會遇到困難的區(qū)域；持力層埋深較淺、工程樁較短的位置等，按事先約定的樁型及沉樁設(shè)備進行試打樁。試打樁應(yīng)進行全過程監(jiān)測，內(nèi)容包括貫入度、錘擊數(shù)、樁身錘擊壓應(yīng)力、樁身錘擊拉應(yīng)力、落錘高度、傳至樁身的有效錘擊能量、打樁對鄰近建筑物及岸坡的影響等等。上述內(nèi)容可根據(jù)不同工程情況有選擇的進行測試，數(shù)據(jù)的采集可以是全過程的，也可以按樁端進入不同土層和不同深度分別采樣，其中對開始錘擊、樁端穿透硬層進入軟弱土層以及樁端進入密實土層和持力層等幾種關(guān)鍵工況時要重點監(jiān)測并詳細記錄。對于同一根樁，當落錘高度和墊層材料不變時，樁身最大錘擊壓應(yīng)力一般出現(xiàn)在樁端進入密實土層或巖層時，最大錘擊拉應(yīng)力往往出現(xiàn)在剛開始打樁時的軟土層中或樁端穿透硬層進入軟夾層的一瞬間。除了上述監(jiān)測內(nèi)容外，對每一根試打樁還應(yīng)記錄墊層材料（樁墊、錘墊）的種類、開錘前的厚度及打樁結(jié)束時的厚度和狀態(tài)。根據(jù)需要也可以在同一根試打樁上采用不同落錘高度、不同樁墊進行對比試驗。通過試打樁還可以了解特定樁型在不同入土深度時打樁遇到的總土阻力和靜土阻力值，這時應(yīng)盡量選擇樁端進入硬土層及最終持力層進行測試，在樁端達設(shè)計標高前的50cm~100cm范圍內(nèi)要連續(xù)監(jiān)測，通過現(xiàn)場CASE法分析，可以得出樁端進入不同深度的時總土阻力和靜土阻力值。由打樁時遇到的總土阻力可以判斷大致的地質(zhì)情況，進而判別使用的樁錘能量是否合理。由靜土阻力值可大致判別設(shè)計的樁型及樁入土深度能否滿足設(shè)計承載力要求。值得注意的是打樁時測出的樁的靜土阻力值與土體恢復(fù)后的單樁豎向極限承載力是兩上不同的概念，一般情況下前者小于后者，在靈敏度較高的粘性土中，這種差別可達2~3倍。若要確切了解試打樁的單樁豎向極限承載力，應(yīng)按照有關(guān)規(guī)范要求，在樁打入土中休止一定時間后再進行復(fù)打試驗，如砂中的樁休止期一周以上，粘性土中樁的休止期為2~4周。復(fù)打試驗時必須有足夠的錘擊能量，使樁周土阻力得到充分發(fā)揮，然后再通過曲線擬合法得出樁的靜土阻力。試打樁可以得到許多有價值的資料，為設(shè)計、施工及時調(diào)整方案提供依據(jù)。打樁監(jiān)控在某些情況下僅有靜載試樁和施工前的試打樁資料還不夠，如地質(zhì)條件的差異、沉樁設(shè)備性能的改變、群樁擠土影響等，都會使工程樁的施工情況發(fā)生改變，這時就需要在工程樁施工過程中進行打樁監(jiān)控。打樁監(jiān)控的抽樣率應(yīng)根據(jù)具體工程而定，檢測內(nèi)容可參照試打樁。在地質(zhì)條件復(fù)雜、持力層起伏很大的地區(qū)，既不能按樁端標高作為單一的停錘依據(jù)，也不能僅按貫入度作為停錘標準，而是要在樁承載力滿足設(shè)計要求的前提下，結(jié)合樁的入土深度、貫入度和樁端持力層綜合考慮，這在我國東南沿海的碼頭樁基工程中較為多見。按地質(zhì)勘察資料，將一個工程的樁基劃為若干區(qū)段，同一區(qū)段地質(zhì)情況基本相似，在進入某區(qū)段打樁施工時，首先對若干根工程樁進行打樁監(jiān)控，總結(jié)出規(guī)律性的東西，再由檢測、設(shè)計、施工、監(jiān)理共同定出該區(qū)段沉樁停錘控制標準，即錘擊能量（在錘型不變時，按落錘高度控制）、貫入度、入土深度等綜合判別。在某些地質(zhì)條件復(fù)雜的工程中，打樁監(jiān)控的抽樣率可達工程樁總數(shù)的20%~50%，確保了每一根工程樁都能滿足設(shè)計要求。對工程樁需穿透密實砂層或有軟弱夾層的地區(qū)，除了施工前試打樁外，還應(yīng)有選擇的抽樣進行工程打樁監(jiān)控，掌握樁在進入