高应变检测在某工程基桩检测中的应用

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。

高应变检测在工程基桩检测上应用和注意点分析摘要：高应变检测技术在现阶段已经广泛应用与基桩承载力的检测过程中，在实际应用过程中需要注意相关的注意事项。

检测人员需要合理选择检测时间及锤击能量，还需要对原始材料进行收集，并且对桩头进行处理，增强检测结果的准确性。

本文主要是对于高应变检测在工程基桩检测上应用和注意方面进行分析，提供给实践工作重要的依据。

关键词：高应变检测；工程基桩检测；应用情况；注意点1.基本原理高应变检测的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，判定单桩竖向抗压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，以充分激发桩周土阻力和桩端支承力．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(不论是位移、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。

2.高应变检测方法的概况伴随着高应变检测技术的不断发展，很多学者在研究以后均提出诸多的高应变确定基桩承载力举措，而且方法不一，应用的范围较为广泛，主要的方法概括为以下的几方面：(1)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。

建筑工程基桩高应变法检测报告1.引言基桩是建筑工程中的重要组成部分，其质量状况对整个工程的安全和稳定性起着至关重要的作用。

高应变法是一种常用的基桩检测方法，通过测量基桩顶部的应变变化来评估基桩的质量状况。

本报告旨在对工程中的基桩进行高应变法检测，并对检测结果进行分析和评估。

2.检测方法和仪器本次检测采用了高应变法，并使用了专业的高应变仪器。

具体的检测步骤包括：确定检测点位，安装应变片，连接传感器，进行数据采集。

检测仪器精度高、操作简便，能够实时显示应变变化曲线，并能够自动生成数据报告。

3.检测点位选择根据实际情况，在工程现场选择了10个具有代表性的基桩作为检测点位。

选择的基桩包括不同类型、直径和深度的基桩，能够全面反映工程中的基桩质量状况。

4.检测结果分析对于每个检测点位，我们进行了多次的高应变法检测，并将采集到的数据进行分析和评估。

通过分析，可以得出以下结论：4.1基桩1及基桩2应变变化较小，质量较好。

基桩深度达到设计要求，应变曲线稳定。

4.2基桩3的应变变化较大，可能存在质量问题。

进一步检测发现，该基桩的直径大于设计要求，可能导致基桩质量不稳定。

4.3基桩4的应变曲线存在剧烈波动，可能是由于施工过程中的震动等外部因素导致。

建议进行进一步的检测和评估。

4.4基桩5和基桩6的应变变化较小，质量较好。

但进一步检测发现基桩5的直径略有超过设计要求，需要进一步评估。

4.5基桩7的应变变化较大，可能存在质量问题。

进一步检测发现该基桩在施工过程中出现了偏移，需要进行修复或更换。

4.6基桩8的应变曲线比较平缓，但存在一个突然的应变峰值。

经过检查，该峰值是由于传感器故障导致的，建议更换传感器并重新进行检测。

4.7基桩9和基桩10的应变变化较小，质量良好，符合设计要求。

5.结论综上所述，通过高应变法检测，我们对工程中的基桩质量进行了评估。

其中，基桩1、基桩2、基桩5、基桩6、基桩9和基桩10质量良好，符合设计要求。

基桩高应变动力检测在端承桩工程中的应用及动静对比分析摘要：文中针对高应变法在端承桩检测时的实际应用以及高应变法与静载法的实际对比。

关键词：高应变法工程应用，动静对比。

1概述随着我国工程建设的蓬勃发展，在高层建筑、厂房、桥梁、港口等工程中大量采用预应力管桩基础，实践证明它是一种极为有效的、安全可靠的基础形式。

如此大的用桩量如何保证施工质量，一直倍受各参建单位的关注。

因此如何在检测中合理地确定桩的承载力，是一件具有十分重要意义的工作。

基桩检测的主要目的之一是确定单桩承载力，常用的方法有静载试验和高应变法，公认的检测单桩承载力最直接、最可靠的方法就是静载试验，但静载试验存在检测速度慢、时间长、设备笨重、费用大等缺点。

我国现行《建筑基桩检测技术规范》规定，预应力管桩可采用高应变法检测承载力，当本地区有相近条件的对比验证资料时，高应变法可作为单桩竖向抗压承载力验收检测的补充。

在我国南方软土地区，工程地质条件和桩型比较适合采用高应变法检测，因此高应变法在南方使用时间较长，经验积累较多。

在东北地区，由于基桩承载力较高，桩长较短，实际工程地质条件和桩型与高应变法检测理论基础存在一定差异，因此高应变法使用时间较短、经验积累较少，个别检测单位，为了经济利益，不按规范要求进行检测，特别是在锤击设备的重量选择上，粗制滥造，造成各参建单位认为高应变法得出的检测数据不可靠，不愿意使用该检测方法！如何快速、准确采用高应变法检测得出实际单桩竖向抗压承载力，如何进行动静对比分析等问题是长期困扰测试人员的一大难题。

2高应变法分析系统简介我们采用中国建筑科学研究院生产的BETC桩基动测仪，该系统采用2支压电式加速度传感器，2支应变式力传感器。

锤击装置为导向架和重锤。

检验方法为将2支加速度计和2支应变计分别对称安装在距桩顶2D的桩侧表面。

锤下落瞬时冲击产生的加速度和力信号经过软件的处理后存入磁盘，同时显示实测波形；原理及分析方法为利用FEIPWAPC软件进行波形拟合分析。

基桩检测中的静载试验法与高应变法的应用对比分析摘要：桩基工程因为抗震性好、承载力高而得到了广泛适用，但如果出现质量问题将引发重大事故，所以需要加强基桩检测。

基于此，本文对基桩检测常用的静载试验法与高应变法展开了分析，论述了方法各自的优缺点，然后结合工程实例对方法进行了应用对比，为工程基桩检测工作开展提供参考。

关键词：基桩检测；静载试验法；高应变法引言：在建筑结构中，桩基工程为根基，施工质量将对建筑整体稳定性产生直接影响，关系到人员生命财产安全。

为加强桩基施工质量控制，需要实施基桩检测，确认工程是否存在安全隐患。

现阶段，基桩检测可以采用的方法较多，静载试验法和高应变法为常见两种方法。

为科学开展基桩检测工作，还应加强方法应用比较，明确不同方法优缺点和应用区别。

1基桩检测中的静载试验法与高应变法1.1静载试验法静载试验法主要针对单桩，可以对桩的沉降值和极限承载力进行测试。

目前在单桩极限承载力检测中，静载试验法被称之为最准确、最可靠的方法，试验结果的对比误差大小可以作为动载检验方法成熟与否的判断依据。

从原理上来看，开展静载试验需要进行一组单桩完全测试，根据单桩竖向抗压静载荷试验荷载-沉降曲线趋势对极限荷载和沉降进行预测。

在任意结构基桩检测中，几乎都可以采用静载试验法.最初采用静载试验法，仅能完成低承载力试验。

而联合采用各种反力装置，则可以在任意量级承载力的基桩上开展试验。

在方法运用过程中，需要严格按照测试步骤和标准进行基准梁、反力装置、试桩等间距布置。

根据桩的承载力特征值，完成相应加载反力装置的制作，然后按照规定加载方式、量级、稳定标准等进行检测，直至到达规定试验终止条件，可以根据得到的加载观测数据完成荷载-沉降曲线或沉降-时间对数曲线的绘制[1]。

通过比较，能够得到极限承载力取值，为强度和变形问题研究提供依据，确定桩身强度和土对桩的承载力，并完成桩沉降测试。

1.2高应变法采用高应变法，可以结合打桩过程同步开展，需要在混凝土桩的桩顶用重锤进行激振行为施加，使弹性波沿着桩身向下传播，如果桩存在裂缝、缺口等质量问题，将发生明显波阻效应，导致反射波产生。

高应变检测在工程基桩检测中的应用摘要：桩基工程施工质量好坏直接关系着整个建筑结构的安全性和实用性，而桩基检测方法可以实现对建筑工程的质量控制。

高应变动测法是桩基工程验收、桩身质量控制的常规手段，也是桩基竖向承载力的重要补充，其具有检测时间短、工作效率高、成本费用低、操作简单的优点，目前在工程基桩检测中已得到广泛应用。

下面笔者就结合实践经验对高应变检测技术的原理、方法以及在工程基桩检测中的应用过程进行简要论述，以供参考。

关键词：高应变检测；桩基础；桩头处理；锤击引言：随着城市化建设进程的加快，越来越多的高层建筑拔地而起，而桩基础以其自身承载力大、施工工艺简单等特点逐渐成为高层建筑的基本形式。

众所周知，桩基工程施工质量直接关系着建筑结构的安全，然而在实际施工过程中，桩基工程各项指标不可避免会受到地下水等不良因素、施工工艺缺陷的影响，加上桩基工程属于隐蔽工程，大大加大了施工质量审查难度。

桩基的检测工作可以有效实现对建筑工程的质量控制，而高应变检测技术更是以自身操作简单、可靠度高、省时省力、成本低等优点迅速应用到实际工程中，并成为当前桩基工程中桩基承载力确定、桩身质量控制的重要手段。

一、高应变检测原理及方法高应变动力法测试技术于20世纪80年代随美国PDI（PileDynamics，Inc.）公司的PDA （Pile Driv-ing Analyzer）仪器引入我国，90年代初国内类似的仪器和计算软件也相继面世。

近几年随着国内高层建筑数量的增多，该技术得到了广泛的应用和发展。

它是通过在桩顶量测被激发的阻力产生的应力波和速度波来确定承载力的。

目前工程界应用最广泛的高应变动力试桩法主要有以下几种：1.1 波动方程法波动方程法即史密斯于1960年所提出的方法，在“打桩分析的波动方程法”这一著名的论文中，他对锤――桩――土体系提出了用一系列质量块、弹簧和阻尼器组成的离散化计算模型，以锤心初速度作为边界条件，然后利用差分程序编程计算，求出了精确的数值解。

基桩检测中的静载试验法与高应变法的应用探讨摘要：随着我国时代的发展，对建筑工程质量越来越重视。

目前在我国的建筑行业中，对基桩承载力检测常用的两种方法是静载试验法与高应变法。

本篇文章主要讲述了基桩检测中静载试验法与高应变法的应用探讨。

关键词：基桩检测；静载试验；高应变法在建筑工程中，桩基础是工程建设中最常见的一种基础形式。

由于桩基工程属于地下高度隐蔽工程，其质量受工程地质条件、施工工艺等诸多因素影响，相对难以控制，更加容易存在安全隐患。

桩基础施工若控制不好，会出现质量问题，对上部结构有直接的影响，后果也不堪设想。

因此，桩基检测是桩基工程中一个必不可少的关键环节。

基桩常见的承载力检测方法是静载试验法与高应变法，由于这两种方法检测的原理与使用范围都有着一定的区别，两种方法各有自身的优点和各自的不足之处。

本文主要分析了静载试验法与高应变法两种检测方法应用的探讨，讨论其在基桩检测中各自的一些优缺点。

1、静载试验法的应用探讨静载试验法是通过反力装置给试验桩施加荷载，反力装置一般为堆重平台或者锚桩等，并同时监测桩的位移，获得基桩的位移—荷载曲线，从而判断基桩的承载力。

确定单桩竖向极限承载力，作为设计依据，或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。

当埋设有桩底反力和桩身应力、应变测量元件时，尚可直接测定桩周各土层的极限侧阻力和极限端阻力。

该方法在目前是一种最直观、可靠的检验单桩极限承载力的方法。

关于静载试验的检测方法，大致分为以下三种：堆载法、锚桩法和自平衡法。

本文将三种检测方法的优缺点，进行了较详细的比较，以及优缺点分别探讨如下： 1.1、堆载法优点：堆载反力梁装置使用比较广泛，其承重平台搭建简单，适合于不同荷载量试验，及不配筋或少配筋的桩，可对工程桩进行随机抽样检测。

在千斤顶配合下，该装置可以将力比较均匀而缓慢地施加到桩上，能明显改善电动油泵加载中的过冲现象，从而使荷载量的大小比较容易控制。

缺点：由于开始试验前，堆重物的重量由支撑墩传递到地面，使桩周土受到了一定的影响，而且大吨位试验时，若用袋装砂石或场地土等作为堆重物，由于上部荷载较大，造成安装时间较长，而且需要进行技术处理，以防鼓凸倒塌。

例析高应变法检测的应用1、引言高应变检测确定单桩垂直极限承载力具有独特的优点，即费用低、效率高，它还能检测桩身完整性。

由于预制桩的成桩特性，使用高应变检测预制桩完整性和承载力，充分满足了关于一维弹性杆这一基本理论。

本文通过工程实例介绍了高应变检测技术在存在缺陷预制管桩工程承载力检测中的应用。

2、基本原理概述高应变动力检测是用重锤冲击桩顶，使桩周土产生塑性变形，实测的力和速度时程曲线将全面反映岩土对桩的阻力作用和桩身力学阻抗的变化，通过波动理论分析得到桩土体系有关性状。

具体操作时分两个阶段，一是现场进行数据采集及凯斯法估算基桩承载力，二是室内进行的实测曲线拟合法确定基桩承载力[1]。

3、工程应用3.1工程地质概况该工程位于某港口，场地三通一平用的人工填土以块石、碎石为主，一般粒径为20～50cm。

回填土以下为淤泥、粘土、粒质粘土，持力层为强风化花岗岩。

预制桩桩径500mm，设计承载力为1600KN。

检测仪器采用美国PDA公司生产的PAK型基桩动测仪和5.5T的自由落锤及锤架，检测在预制桩打入14天后进行检测。

3.2预制桩接桩位置缺陷1#试验桩，桩长44m，最后一节桩为10m。

高应变检测时落距位1～1.5m，传感器位于桩头下1.0m左右。

检测曲线图见图1～3。

图1所示该桩第一锤的曲线，锤击后桩身明显下沉，贯入度为29mm。

速度信号在9m左右出现明显的同向反射且后续信号出现二次、三次反射，桩身完整性Bta为0。

从此信号得出的结论是在传感器下9m左右存在严重缺陷，所示贯入度由缺陷闭合产生，承载力无法计算。

图2所示第二锤高应变信号，可以看出速度曲线所显示的缺陷反射有所减小，贯入度为10mm也相应减小。

图3所示第4锤信号，速度曲线所显示的缺陷程度明显减小，不在出现曲线的二次反射，速度和力曲线明显分离，计算的承载力特征值为3300kN，满足设计要求。

结果分析1#试验桩桩身完整性为三类[2]，经过高应变检测后结果满足要求。

高应变法1 适用范围1.1本方法适用于检测基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性；监测预制桩打入时的桩身应力和锤击能量传递比，为选择沉桩工艺参数及桩长提供依据。

1.2进行灌注桩的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。

1.3对于大直径扩底桩和预估Q-s曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩，不宜采用本方法进行竖向抗压承载力检测。

2 仪器设备2.1检测仪器的主要技术性能指标不应低于现行行业标准《基桩动测仪》JG/T 3055规定的2级标准，且应具有保存、显示实测力与速度信号处理与分析的功能。

2.2锤击设备应具有稳固的导向装置；打桩机械或类似的装置（导杆式柴油锤除外）都可作为锤击设备。

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击力时，重锤应整体铸造且高径（宽）比应为1.0～1.5范围内。

2.4进行高应变承载力检测时，锤的重量应大于预估单桩极限承载力的1.0%~1.5%，混凝土桩的桩径大于600mm或桩桩长大于30m时取高值。

2.5桩的贯入度可采用精密水准仪等仪器测定。

3 现场检测3.1检测前的准备工作，应符合下列规定：1 预制桩承载能力的时间效应应通过复打确定。

2 桩顶面应平整，桩顶高度应满足锤击装置的要求，桩锤重心应与桩顶对中，锤击装置架立应垂直；3 对不能承受锤击的桩头应进行加固处理，混凝土桩的桩头处理应符合本规范附录B的规定；4 传感器的安装应符合本规范附录F的规定；5 桩头顶部应设置桩垫，桩垫可采用10mm～30mm厚的木板或胶合板等材料。

3.2参数设定和计算应符合下列规定：1 采样时间间隔宜为50μs～200μs，信号采样点数不宜少于1024点；2 传感器的设定值应按计量检定或校准结果设定；3 自由落锤安装加速度传感器测力时，力的设定值由加速度传感器设定值与重锤质量的乘积确定；4 测点处的桩截面尺寸应按实际测量确定；5 测点以下桩长和截面积可采用设计文件或施工记录提供的数据作为设定值；6 桩身材料质量密度应按表3.2取值；表3.2 桩身材料质量密度（t/m3）7 桩身波速可结合本地经验或按同场地同类型已检桩的平均波速初步设定，现场检测完成后应按本规范第4.3条进行调整；8 桩身材料弹性模量应按下式计算：2E（3.2）=ρ∙c式中：E——桩身材料弹性模量（kPa）；c ——桩身应力波传播速度（m/s）；ρ——桩身材料质量密度（t/m3）。