高应变测试桩头处理示意图

高应变法检测桩身完整性的分析高应变检测桩身完整性分析中，除按照桩身完整性系数判定类别外，如何结合实际经验来综合判定成为重点，并且也是难点。

文章结合一些工程实例来对高应变法检测桩身完整性进行分析。

重点分析多节预制桩接头水平焊接缝的完整性与桩周土软弱土层对桩身完整性的影响。

标签：高应变法；桩身完整性；桩周土层反应引言在前期基桩的动力检测中，高应变法主要提供基桩的竖向抗压承载力，桩身完整性检测一般都作为附带的功能，低应变才是桩身完整性判别的主要手段。

然而在一些特殊情况下，如工程中采用超长桩、预制多节桩等工艺，高应变法检测桩身完整性相对于低应变的优点就突显出来。

随着时代的发展，这些超长桩、预制多节桩在工程中使用得也越来越广泛，在这些基础面前，低应变检测桩身完整性的方法就显得有些力所不及。

在这基础之上，高应变检测桩身完整性的这一作用得以体现，甚至部分地区将高应变检测多节预制桩的桩身完整性列入了地区规程中。

高应变检测桩身完整性的分析应注意以下几种情况：（1）一般桩身缺陷；（2）预制桩中的接头水平焊接缝；（3）桩侧土层反应的鉴别。

1 高应变法简介高应变法，是指所有能使桩土间产生永久变形（或较大动位移）的动力检测基桩承载力的方法。

常用的两种高应变动力试桩方法为CASE法和CAPWAP法。

现场在桩顶下一定距离对称安装一对加速度计和应变计，通过重锤冲击桩头，产生沿桩身向下传播的应力波和一定的桩土位移，记录冲击波作用下的加速度和应变，传输至基桩动测仪并储存下来。

然后采用不同软件分析计算得出基桩的承载力和质量完整性系数。

CASE法由于分析时主要影响承载力的因素就一个CASE 系数，可现场提交结果，因此称波动方程实时分析法；而拟合法因要进行大量拟合反演运算，只能编程计算，一般在室内进行，常用此方法为基桩提供竖向抗压承载力。

高应变完整性检测分析过程中，只需要CASE法分析就能得出桩身完整性的判别。

（图1）图1 高应变动力测试现场示意图2 Case法检测基本原理2.1 基本模型基桩模型：case法将桩视为一维均质（等截面尤佳）连续的弹性体，基本上不考虑桩身缺陷影响，应变与质点速度之间满足协调方程。

桩基高应变完整性检测引言基础工程是建筑工程的主要组成部分，地基质量直接关系到整个建筑物的机构安全，直接关系到人民生命财产安全。

桩基础是主要的基础形式之一，随着高层建筑的层高增加，结构体型复杂、层数相差悬殊的建筑以及地下空间的开发利用越来越广泛，桩基础是许多高层建筑的首选或必选基础形式。

而桩基础单桩承载力的测试是保证桩基隐蔽工程的重要保证之一。

而高应变检测结合了低应变检测和静载荷实验的功能，既能检测桩基的完整性，又能检测桩基的承载力，高应变检测方法填充了静载荷实验的缺点。

技术原理高应变检测的目的是检测工程桩的竖向抗压承载力和桩身结构完整性，并对桩基的质量进行评价。

其基本原理是：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承载力，通过安装在桩顶以下转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，从而判断桩的承载力和评价桩身质量完整性。

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，将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（压力）将产生正向的运动，而负的作用力（拉力）将产生负向的运动。

上行波则正好相反，上行的压力波将使桩产生负向的运动，而上行波的拉力则产生正向的运动。

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回波，这一压力回波回到桩顶，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少处或有负摩阻力处，将产生一个拉力回波，将使桩顶处的力减小，速度增加。

通过这一基本概念就可在实测的力波曲线和速度曲线中根据二者变化关系来判断桩身的各种情况。

布置方案图1 高应变动力测桩示意图检测的工作面要求：（1）为确保试验时吹激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。

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。

混凝土桩桩头处理
1、混凝土桩应凿掉桩顶部的破碎层以及软弱或不密实的混凝土。

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。

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。

4、距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为3mm～5mm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1层～2层，间距60mm～100mm。

5、桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1级～2级。

且不得低于C30。

6、高应变检测的桩头测点处截面尺寸应与原桩身截面尺寸相同。

7、桩顶应用水平尺找平。

混凝土桩桩帽示意图。