桩基高应变检测方案
高应变低应变桩基检测
高应变低应变桩基检测一、定义根据建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003第2.1.6条，低应变：采用低能量瞬态或稳态激励方式在桩顶激励，实测桩顶速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判断的检测方法。
第2.1.7条，高应变：用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力时程曲线，通过波动理论分析，对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定的检测方法。
高大钊版的《土力学与地基基础》关于大小应变的定义大应变：指激励能量足以使桩土之间发生相对位移，使桩产生永久贯入度的动测法小应变：指在激励能量较小，只能激发桩土体系（甚至只有局部）的某种弹性变形，而不能使桩土之间产生相对位移的动测法。
桩达到极限承载力时，即为桩周土达到塑性破坏。
唯有大应变才能使桩产生一定的塑性沉降（贯入度），所测的土阻力才是土的极限阻力；小应变只能测得桩土体系的某些弹性特征值，而土的弹性变形与其强度之间并没有确定的关系。
因此从理论上讲，小应变不能提供确切的单桩极限承载力，只能用于检验桩身质量。
二、何种桩需要检测建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003第3.3.3条，单桩承载力和桩身完整性验收抽样检测的受检桩选择宜符合下列规定：1 施工质量有疑问的桩；2 设计方认为重要的桩；3 局部地质条件出现异常的桩；4 施工工艺不同的桩；5 承载力验收检测时适量选择完整性检测中判定的Ⅲ类桩；6 除上述规定外，同类型桩宜均匀随机分布。
解释：对于基桩的检测包括单桩承载力及桩身完整性两个部分，这两个部分要求检测的数量不同。
三、低应变与高应变适用范围低应变：适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。
低应变法的理论基础以一维线弹性杆件模型为依据。
因此受检桩的长细比、瞬态激励脉冲有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比均宜大于5，设计桩身截面宜基本规则。
另外，一维理论要求应力波在桩身中传播时平截面假设成立，所以，对薄壁钢管桩和类似于H型钢桩的异型桩，本方法不适用。
桩基的工程检测方案
桩基的工程检测方案一、前言桩基工程是土木工程中常见的一种基础工程，其质量直接关系到建筑物的安全稳定。
因此，对桩基工程的质量检测显得尤为重要。
本文将从桩基工程的检测目的、检测内容、检测方法和检测方案设计等方面进行详细阐述，希望对从事桩基工程质量检测和相关领域的工程师具有一定的借鉴意义。
二、检测目的桩基工程检测的主要目的在于验证桩基工程设计的合理性和施工质量是否符合规范要求。
具体包括以下几个方面：1. 确认桩基工程的承载力是否满足设计要求；2. 验证桩基工程的稳定性和变形情况是否在允许范围内；3. 检测桩基的材料和截面是否符合设计要求；4. 验证桩基工程与周边环境的相互影响；5. 判断桩基施工工艺是否符合规范要求。
三、检测内容桩基工程的检测内容主要包括以下几个方面：1. 桩基的承载力试验：包括静载试验、动载试验和受荷试验等；2. 桩基的变形和沉降监测：包括基准点的设置、实时监测和数据分析；3. 桩基材料和截面的检测：包括钢筋的强度检测和混凝土质量的检测；4. 桩基与周边环境的影响监测：包括土体的变形和地下水的影响等；5. 桩基施工工艺的检测：包括施工工艺的合理性和施工质量的检测。
四、检测方法桩基工程检测的方法多种多样，具体需要根据实际情况来选择。
一般可以采取以下几种常见的检测方法：1. 静载试验：通过在桩顶端施加静载，测量桩身的变形和承载能力，从而判断桩基的承载性能；2. 动载试验：通过在桩顶端施加动态荷载，观测桩身的振动响应，从而判断桩基的动力特性；3. 高应变测量：通过应变计测量桩身的变形和应力分布情况，从而判断桩基的受载性能；4. 超声波检测：通过超声波检测技术对桩体的质量进行评价，包括桩内混凝土的均匀性和钢筋的位置等；5. 地下水位检测：通过监测地下水位的变化，判断桩基与地下水的相互影响；6. 计算机模拟：通过建立桩基的数值模型，进行计算机仿真来验证桩基的稳定性和变形情况。
五、检测方案设计桩基工程检测方案的设计需要根据具体的工程特点和检测目的来制定。
《高应变法检测》课件
对桩身材料的要求
高应变法检测对于桩身材料的强 度和刚度有一定的要求，如果桩 身材料质量较差，可能会影响检 测结果的准确性。
对锤击力的控制
高应变法检测需要控制锤击力的 大小和方向，如果锤击力控制不 当，可能会影响检测结果的准确 性。
05
高应变法检测的发展趋势与 展望
技术发展趋势
智能化发展
高应变法检测技术将进一步集成 人工智能、大数据和物联网等先 进技术，实现检测过程的自动化
案例特点
在某大型水库大坝的稳定性监测中，高应变法实 时监测了大坝的位移和沉降变化，及时发现并预 警潜在的安全隐患，确保了大坝的正常运行和下 游安全。
04
高应变法检测的优缺点
优点
快速准确
适用范围广
高应变法检测具有快速、准确的优点，能 够迅速判断桩基的承载力和完整性，为工 程提供可靠的数据支持。
高应变法检测不仅可以用于桩基检测，还 可以用于桥梁、房屋等建筑物的检测，适 用范围广泛。
高应变法具有较高的测试精度和可靠性，因此在土木工程、地质工程等领域得到了 广泛应用。
02
高应变法检测设备与操作
检测设备的组成
01
02
03
传感器
用于采集地震波信号，通常由 加速度计和力传感器组成。
数据采集器
用于接收传感器信号，进行数 据转换和记录。
计算机
用于处理和分析采集到的数据 ，生成检测报告。
设计和加固提供了重要依据。
案例特点
适用于高层建筑、超高层建筑的结构安全评估和抗震 性能检测。
案例三：大坝检测
总结词
稳定性好、实时性强
适用场景
适用于各种类型的大坝，尤其是大型水库大坝的 结构安全监测。
高应变低应变桩基检测报告
高应变低应变桩基检测报告1、高应变桩基检测报告的凯斯法（Case法）桩身受一向下的锤击力后，桩身向下运动，桩身产生压应力波P（T），在桩身的每一载面Xi处作用有土的摩阻力R （I,t），应力波到达该处后产生生一新的压力波向上和向下传播。
上行波为幅值等于1/2R（I,t）的压应力波，在桩顶附近安装一组传感器，可接收到锤击力产生的应力波P（T）和每一载面Xi处传来的上行波。
同样，下行波是幅值为1/2R（I，t）的拉力波，到达桩尖后反射成压力波向桩顶传播，到达传感器位置后被传感器接收，这些波在桩身中反复传播，每到传感器位置时均被传感器接收，在公式的推导过程中不考虑应力波的传播过程中能量的耗散，可得桩的静极限承载力。
2、高应变桩基检测报告的CAPWAPC方法Case 法的计算承载力结果取决于一个假定的阻尼系数JC，它需要经过一系列的动静比照试验来确定阻尼系数的取值，为此，Smith于1960年建议采用通过测量桩头力与速度的变化，结合反映桩土模的波动方程，给出一组Smith类型的土参数的质弹模型（capwap）。
Capwapc是在capwap 的根底上发展起来的。
3、高应变桩基检测报告的波动方程法波动方程法是由史密斯于1960年创设的方法，他对“锤、桩、土体系”提出了借助质量块、弹簧和阻尼器组成的离散化计算模型，计算过程以锤心初速度作为临界条件，然后借助差分程序编程计算，得到准确的数值解。
波动方程法最大的优点是便于计算机编程处理，因此，该方法是大多数现有的基桩高应变动测技术的根底。
4、高应变桩基检测报告波形拟合法波形拟合法采用了数值试算的方法，能有效地克服Case 法的缺陷。
其基本思路是：在锤击过程中，采集两组实测曲线：力随时间变化曲线和速度随时间变化曲线。
借助分析其中一组曲线，对土阻力、桩身阻抗及其他所有桩土提出假设，进而推求另一组曲线值，再把推求值与另一组实测曲线值比对。
比对不满足，需要调整假设值继续试算，一直到计算值与实测值相吻合，此时对应的桩土参数就是实际的桩土参数值。
桩基高应变检测是什么
桩基高应变检测是什么桩基由桩和连接桩顶的桩承台（简称承台）组成的深根底（见图）或由柱与桩基连接的单桩根底，简称桩基。
若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基;若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。
建筑桩基通常为低承台桩根底。
高层建筑中，桩根底应用广泛。
高应变检测，用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力时程曲线，通过波动理论分析，对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性开展判定的检测方法。
基本原理就是往桩顶滞轴向施加一个冲击力，使桩产生足够的贯入度，实测由此产生的桩身质点应力和加速度的响应，通过波动理论分析，判定单桩竖向抗承载力及桩身完整性的检测方法。
用重锤冲击桩顶，使桩〜土之间产生足够的相对位移，以充分激发桩周士阻力和桩端支承力.从桩身运动方向来说，有产生向下运动和向上运动之分。
习惯把桩身受压（无论是内力、应力还是应变）看作正的，把桩身受拉看作是负的；把向下运动（不管是位移、速度还是加速度）看作正的，而把向上的运动看作负的。
由于应力波在其沿着桩身的传播过程中将产生十分复杂的透射和反射，因此，有必要把桩身内运动的各种应力波划分为上行波和下行波。
由于下行波的行进方向和规定的正向运动方向一致，在下行波的作用下正的作用力（即压力）将产生正向的运动，而负的作用力（拉力）则产生负向的运动。
上行波则正好相反，上行的压力波（其力的符号为正）将使桩产生负向的运动，而上行波的拉力（力的符号为负）则产生正向的运动。
由于锤击所产生的压力波向下传播，在有桩侧摩阻力或桩截面突然增大处会产生一个压力同波，这一压力回到桩顶时，将使桩顶处的力增加，速度减少。
同时,下行的压力波在桩截面突然减小处或有负摩阻力处，将产生一个拉力回波。
拉力波返回桩顶时，将使桩顶处的力值减小,速度增加。
掌握这一基本概念就可以在实测的力波曲线和速度曲线中根据两者变化关系来判断桩身的各种情况。
高应变检测
Case法的计算承载力结果取决于一个假定的阻尼系数JC，它需要经过一系列的动静对比试验来确定阻尼系数 的取值，为此，Smith于1960年建议采用通过测量桩头力与速度的变化，结合反映桩土模的波动方程，给出一组 Smith类型的土参数的质弹模型（capwap）。Capwapc是在capwap的基础上发展起来的。
1、仪器的硬件要求，包括A/D转换器、前置放大和滤波器、稳定性和适用性
2、仪器的配件性和维修方便性亦应满足现场测试、记忆、再现功能，合理正确的实时分析功能，美观的图形 打印与显示功能等。
3、仪器的配套性和维修方便性亦应满足现场测试要求。
谢谢观看
操作流程
1高应变检测的适用范围
(1)打入式预制桩，打试桩时的打桩过程监测。
(2)施1前已进行单桩静载试验的一级建筑桩基的工程桩竖向抗压承载力和桩身完整性的检测。
(3)不复杂的二级建筑桩基、一级建筑桩基的工程桩竖向抗压承载力和桩身完整性的检测。
(4)一、二级建筑桩基静载试验检测的辅助检测。另外，高成变检测丰委用于耐工程没计‘进行校验和为工 程验收而进行的现场试聆，对多支盘灌注桩、大直径扩底桩、以及具有缓变形Q—S曲线的大直径灌注桩均不宜采 用高应变法检测单桩竖向抗压承载力；对灌注桩及超长钢桩进行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。
检测方法
凯斯法（Case法）
桩身受一向下的锤击力后，桩身向下运动，桩身产生压应力波P（T），在桩身的每一载面Xi处作用有土的摩 阻力R（I,t），应力波到达该处后产生生一新的压力波向上和向下传播。上行波为幅值等于1/2R（I,t）的压应 力波，在桩顶附近安装一组传感器，可接收到锤击力产生的应力波P（T）和每一载面Xi处传来的上行波。同样， 下行波是幅值为1/2R（I，t）的拉力波，到达桩尖后反射成压力波向桩顶传播，到达传感器位置后被传感器接收， 这些波在桩身中反复传播，每到传感器位置时均被传感器接收，在公式的推导过程中不考虑应力波的传播过程中 能量的耗散，可得桩的静极限承载力。
高应变检测方案
高应变检测方案3-1#、3-2#、3-3#、3-4#、3-5#楼桩基检测方案JZ2012-015检测方案一、工程概况3-1#、3-2#、3-3#、3-4#、3-5#楼基础均采用直径为Φ500预应力高强混凝土管桩，桩基持力层为强风化岩。
设计资料见表1。
3-1#、3-2#、3-3#、3-4#、3-5#楼工程桩设计资料表1二、检测方案编制依据1、3-1#、3-2#、3-3#、3-4#、3-5#楼桩基说明及桩基平面布置图。
2、深圳市标准《建筑基桩检测规程》（SJG 09-2007）。
三、检测方法和抽检数量的确定基桩检测统计表见表2。
基桩检测数量统计表表2注：1、低应变法桩身完整检测，检测数量不应少于总桩数的30％,且每承台下不应少于1根；2、高应变法检测数量不应少于总桩数的5％,且不应少于5根；3、当用高应变法替代静载法检测单桩竖向抗压承载力时，应做不少于三根桩的静载法与高应变法进行比对试验。
四、检测工作量(1) 低应变法检测低应变法检测总桩数为245根。
(2) 静载法检测对3根管桩进行单桩竖向抗压静荷载试验，试验荷载为460t/根，静载检测总荷载为3×460t=1380t。
(3) 高应变法检测高应变法检测总桩数为41根。
五、检测原理1、单桩竖向抗压静载试验试验加载采用油压千斤顶，并根据现场实际条件选取适宜的加载反力装置。
荷载值的测量可由与油压千斤顶油缸相连的精密压力表测定油压，根据千斤顶率定曲线换算或直接由放置在千斤顶上的压力传感器直接测定。
桩顶沉降可采用机械直读百分表或位移传感器测量。
2、低应变法在桩顶用激振装置产生应力波，该应力波沿桩身传播过程中，在桩身不连续界面（如蜂窝、离析、缩颈、夹泥、裂逢、接逢等）和桩底面将分别产生反射波，其反射波由安装在桩顶面的接收传感器接收，并由检测仪存储。
分析各反射波的到达时间、波幅和波形特征，以判断桩的完整性。
检测设备及检测过程示意图3、高应变法高应变法检测的原理是建立在一维线性应力波理论基础上的。
桩基高应变承载力检测原理
桩基高应变承载力检测原理
一、基本流程
根据试验要求，高应变测试应在单桩竖向抗压静载试验完成前进行，高应变试验前通知委托方或现场监理工程师，经批准后进场进行试验检测，操作步骤参考如下：
1、传感器安装面预处理；
2、重锤就位；
3、在仪器监控下安装应力、加速度传感器；
4、调整仪器进入接受状态；
5、按预定高度起吊重锤，接受操作员指挥，使重锤自动脱钩；
6、仪器操作员检查采集信号、工作人员检查传感器；
7、根据操作人员意见重复上述(5)、(6)项，或进行下一根桩的试验工作，重复(1)～(7)步。
直至全部试验结束。
8、对有问题的桩应及时将分析结果通知监理或委托方。
二、高应变检测原理
高应变动力试验是用重锤冲击桩顶，使桩土间产生相对位移，实测桩顶力和加速度的时程曲线，通过波动方程分析法拟合计算单桩的极限承载力。
1、正确选取信号，确定波速平均值；
2、假定桩和土的力学模型，根据勘察报告和施工记录选定计算模型的初始参数；
3、利用实测的加速度曲线作为输入的边界条件，通过波动方程
数学求解，反算桩顶的力曲线；
4、如果计算的曲线与实测的曲线不吻合，说明假定的模型及参数不合理，有针对性地调整桩土模型及参数；
5、根据调整后的桩土模型及参数再行计算，直至计算曲线与实测曲线的吻合程度良好，且难以进一步改善为止。
桩基检测实验前准备工作
桩基检测实验前准备工作
一、高应变
1、为确保试验时锤击力的正常传递和提高工作效率，应先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土，试验前应先做桩头桩头，具体做法如下图：
注：桩头的混凝土强度等级比桩身的混凝土强度等级高一级，待桩头的混凝土强度达到试验要求后方可进行试验。
2、桩头顶面应水平、平整，桩头中轴线与桩身中轴线应重合，桩头截面积应与原桩身截面积相同，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。
3、桩头应高出桩周土2～3倍桩径，桩周1.2m以内应平整夯实；
4、桩身强度达到设计要求。
5、开挖坑尺寸为宽×长×深＝桩径×1200mm×2倍桩径（深度为距桩顶）的两个相对的坑。
砌筑工作平台：在桩对称的两边砌平台，另两边挖坑，平台顶面宜在距桩顶顶±600mm范围内，两平台应水平且互相平行。
如下图所示：
6、试桩场地应平整、稳固适合吊车及平板车的出入；根据导向架和重锤的重量配备相应吨位的吊车。
二、低应变
1、凿去桩顶浮浆或松散、破损部分，露出坚硬的混凝土表面。
2、桩顶表面应平整干净且无积水。
3、在桩顶表面打磨出平整光滑的检测面（检测面约为：10cm~15cm），面内不得有气孔及松动区域，并保持检测面的干燥。
打磨传感器激振点示意图如下：
4、测试时桩头不得与混凝土承台或垫层相连，而将其与桩侧断开。
5、准备传感器耦和剂（黄油或建筑胶等）
三、超声波
1、检测前应检查声波管是够畅通，管口高出桩顶100mm；若不畅通，必须设法弄通；
2、检测前就进行孔内清洗，管内应注满清水，且保持畅通；。
高应变桩基检测阻尼系数
高应变桩基检测阻尼系数
高应变桩基的检测阻尼系数是指在高应变环境下，桩基在受到地震或其他振动载荷作用时，桩基的能量损耗比例。
阻尼系数越大，表示桩基在振动中能量损耗越多，抗震能力越强。
阻尼系数的计算通常通过桩基的振动测试来获得。
常用的测试方法有自由振动法、受控地震法和振动台试验法等。
这些方法可用于测定桩基在振动激励下的动力特性和阻尼性能。
在高应变环境下，桩基检测的阻尼系数对于结构的抗震设计非常重要。
通过阻尼系数的测定，可以评估桩基的耗能能力和抗震性能，从而指导工程设计和抗震加固工作。
需要注意的是，阻尼系数的值可能会受到许多因素的影响，例如桩基的材料特性、几何形状、土壤条件等。
因此，在实际工程中，需要综合考虑各种因素，合理选择和确定桩基的阻尼系数，以确保桩基的抗震性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
桩基高应变检测方案
******检测中心
二00*年*月**日
目 录
一、前言
.......................................................................................................... 1
二、高应变检测
.............................................................................................. 1
***检测中心
第 1 页 共 3 页
一、前言
**工程桩基检测位于***。
二、高应变检测
2.1 检测目的
高应变检测目的是检测工程桩的竖向抗压承载力和桩身结构完整性，并对基
桩的质量进行评价。
2.2 检测标准及数量规定
本次试验按照中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》
（JGJ106-2003），根据规范规定，高应变检测数量不少于总桩数的5%，且不少
于5根。
2.3 仪器设备及基本原理
本次检测仪器采用美国桩基动力学公司生产的PDA打桩分析仪(PAL型)，检
测示意图如图3。
图 4 高应变动力试桩示意图
高应变动力试桩的基本原理是：用重锤冲击桩顶，使桩-土产生足够的相对
位移，以充分激发桩周土阻力和桩端支承力，通过安装在桩顶以下桩身两侧的力
和加速度传感器接收桩的应力波信号，应用应力波理论分析处理力和速度时程曲
线，从而判定桩的承载力和评价桩身质量完整性。
打印结果
桩
身
桩
身
重
锤
1
F1
2
F2
结果输出
信号输入
波形绘制
数据处理高应变打桩分析仪参数设定
***检测中心
第 2 页 共 3 页
设桩为一维线弹性杆，测点下桩长为L，桩身横截有效面积为A，桩材弹性
模量为E，桩材质量密度为ρ，桩身内弹性波速为C（C2=E/ρ），广义波阻抗为
Z=AρC；其桩身应力应变关系可写为：
E
EAF
假设土阻力是由静阻力和动阻力两部分组成：R=Rs+Rd
推导可得桩的一维波动方程：
A
Rxuctu
2222
2
分析方法采用Case法和实测曲线拟合法：
记冲击速度峰值对应时间为t1,t2=t1+2L/C为桩底反射对应时间，根据实测
的力曲线F(t),速度曲线V(t)推导可得Case法判定桩的承载力的计算公式为：
)]()()[1(21)]()()[1(212211tZVtFJtZVtFJRCCC
对于等截面桩，桩顶下第一个缺陷对应的完整性系数由下式计算：
)()()()(11xxxtFtFtFRtF
其中：
2/)](·)([)(2/)](·)([)(111xxxtVZtFtFtVZtFtF
Rx—缺陷点X以上的桩周土阻力；
桩身缺陷位置可根据缺陷反射波的对应时间tx由下式确定：
Lx=C·(tx-t1)/2
实测曲线拟合法采用了较复杂的桩—土力学模型，选择实测力或速度或上
行波作为边界条件进行拟合，拟合完成时计算曲线应与实测曲线基本吻合，桩侧
土摩阻力应与地质资料基本相符，贯入度的计算值应与实测值基本吻合，从而获
得桩的竖向承载力和桩身完整性。
***检测中心
第 3 页 共 3 页
2.4 检测的工作面要求
1)为确保试验时锤击力的正常传递和提高工作效率，应先凿掉桩顶部的破碎
层和软弱混凝土，对灌注桩、桩头严重破损的混凝土预制桩和桩头已出现屈服变
形的钢桩，试验前应对桩头进行修复或加固处理；
2) 桩头顶面应水平、平整，桩头中轴线与桩身中轴线应重合，桩头截面积
应与原桩身截面积相同，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。
3) 距桩顶上1倍桩径范围内，宜用3～5mm钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范
围内设箍筋，间距不宜大于150mm。桩顶应设置钢筋网片2～3层，间距60～100mm，
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；
4)桩头应高出桩周土2～3倍桩径，桩周1.2m以内应平整夯实；
5)从成桩到开始试验的休止时间：在桩身强度达到设计要求的前提下，一般对于
砂类土不应少于7d；粉土不应少于10d；非饱和粘性土不应少于15d；饱和粘性
土，不应少于25d，预制桩承载力的时间效应可通过复打试验确定。对于泥浆护
壁灌注桩，宜适当延长休止时间。
******检测中心
二OO*年*月**日
***检测中心
第 4 页 共 3 页
附图：
***检测中心
第 5 页 共 3 页
***检测中心
第 6 页 共 3 页