高应变检测图解
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基桩高应变检测高应变检测实际上是用重锤锤击桩顶,使桩产生一个位移,同时测出桩身中锤击应力随时间的变化及桩身质点振动速度随时间的变化,再经过数值拟合计算,确定单桩承载力。
基桩高应变检测 基桩高应变检测 新闻打桩公式修正新闻打桩公式式中 ——单桩极限承载力 ——锤重 ——桩重c ——桩土体系总的弹性变形 e ——最终贯入度 ——机械折减系数 n ——撞击时恢复系数 1.凯斯法(Case ) 基本原理和计算公式一次锤击时,沿桩身各处所受到的实际土反力值的总和为:r u W hP e cξ=+2r p r u r pW n W W hP e cW W ξ+=⨯++u P r W p W ξ()()()()()()1212111112221222T Z V t V t R F t F t L Z V t V t C L F t F t C -⎡⎤⎣⎦=++⎡⎤⎣⎦⎡⎤⎛⎫-+⎪⎢⎥⎡⎤⎛⎫⎝⎭⎣⎦=+++ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦由于⊿L/t 表示单位时间内变形大小,即质点振动速度V=⊿L/t ,而L/t 表示波在整个桩长传播的波速C=L/t ,所以可表示为F=VAE/C=VZ 。
它的物理意义是外力消耗是与内部阻抗和质点的振动速度乘积相关。
再分析RT 公式中右侧第二项: 可以清楚看到,此式是桩质量与实测加速度平均值的成积,即为桩的惯性力。
如果与质量——弹簧——阻尼系统的振动方程相比较,惯性力+阻尼力+弹簧力=外力 基桩高应变检测 凯司法作如下假定:①桩身质量均匀,且无明显缺陷,所以桩身阻抗恒定; ②动阻尼只存在桩端,忽略桩侧阻尼的影响;③应力波在桩身中传播时,除土阻力影响外,没有其他因素造成能量扩散;④土体对桩的阻力只与其相对位移有关,与其位移大小无关,也即一有位移,土阻力即达极限状态。
L F AE AE Lε∆=⨯=⨯⨯t t ()()()()2112212V t V t Z V t V t mt t --=-⎡⎤⎣⎦-0i tm x C xkx p e ω++=桩端动阻力:=因为土的总阻力 ,代入上式所以即为凯司法中用阻尼系数求单桩承载力公式,适用于中小型桩。
表3.1.2 检测方法及检测目的低应变法检测桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别高应变法判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求;检测桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别分析桩侧和桩端土阻力《建筑基桩检测技术规范》( JGJ106―2003)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。
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。
(强规)管桩桩径600mm单桩极限承载力4000kN锤的重量50kN3.1.1 工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性抽样检测。
(强规)《建筑基桩检测技术规范》( JGJ106―2003)3.2.7 施工后,宜先进行工程桩的桩身完整性检测,后进行承载力检测。
当基础埋深较大时,桩身完整性检测应在基坑开挖至基底标高后进行。
高应变承载力检测桩顶情况前后比较的照片(放心:有垫板保护,对桩头的质量没有影响)高应变承载力检测桩顶情况后的照片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。
高应变动测一、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桩基动测仪(PAK型),检测示意图如下图。
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。
二、检测仪器及设备:1、测试仪器:PDA打桩分析仪、2、锤击设备:10吨重锤3、贯入度测量仪器:精密水准仪,铟钢尺4、分析设备及分析软件:笔记本电脑、CAPWAP软件三、检测时间:高应变测试在静载试验前检测。
四、现场检测:1、桩头加固处理具体见抗压静载试验试桩桩顶加固方案。
2、锤击装置安装为了减小锤击偏心和避免击碎桩头,我们将保证锤击装置与桩身对中且平稳地冲击桩顶。
3、传感器安装为了减小锤击在桩顶产生的应力集中和对锤击偏心进行补偿,传感器会安装在距桩顶一定的距离以下,一般取1.5倍桩径。
检测时将对称安装冲击力F和桩身质点速度v传感器各两个,传感器安装见下4、桩垫或锤垫本项目将采用自由落锤装置,桩头顶部设置桩(锤)垫,可采用10~30mm厚的木板或胶合板等材料。
a)检查和确认仪器的工作状态b)高应变检测时,一般情况下桩头不宜重复多次锤击,因此检测工程师会在锤击前检查和识别仪器的工作状态。
主要是:利用仪器内置标准的模拟信号触发所有测试通道进行自检,以确认包括传感器、连接电缆在内的仪器系统是否处于正常工作状态。
c)重锤低击采用自由落锤,确保重锤低击,最大锤击落距不宜大于1.5m。
8、检查采集数据质量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。
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。
四、数据分析1、实测曲线拟合法判定单桩承载力实测曲线拟合法是通过波动问题数值计算,反演确定桩和土的力学模型及其参数值。
表3.1.2 检测方法及检测目的
低应变法检测桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别
高应变法判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求;检测桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别分析桩侧和桩端土阻力
《建筑基桩检测技术规范》( JGJ106―2003)
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。
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。
(强规)
管桩桩径600mm单桩极限承载力4000kN
锤的重量50kN
3.1.1 工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性抽样检测。
(强规)
《建筑基桩检测技术规范》( JGJ106―2003)
3.2.7 施工后,宜先进行工程桩的桩身完整性检测,后进行承载力检测。
当基础埋深较大时,桩身完整性检测应在基坑开挖至基底标高后进行。
高应变承载力检测桩顶情况前后比较的照片(放心:有垫板保护,对桩头的质量没有影响)
高应变承载力检测桩顶情况后的照片
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。
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:
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:
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:
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:
其中:
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。
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。