高应变动力试桩法测试质量影响因素分析

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1、检测与监理广东建材2010年第5期高应变动力试桩法测试质量影响因素分析曾爱东(广州市建准检测服务有限公司)摘要：从现场测试技术和检测数据分析等过程对高应变动力试桩法结果的影响因素进行分析阐述，并针对具体情况提出一些预防措施。关键词：高应变；测试质量高应变动力试桩法是在桩上部离开桩顶一定距离的桩身两侧对称安装加速度计和应变式力传感器，通过重锤冲击桩顶，给桩顶施加较高能量的冲击脉冲，冲击脉冲在沿桩身向下传播的过程中使桩一土之间产生一定的相对位移，测得传感器安装位置桩身横截面的力和运动速度的时称曲线，依据行波理论采用不

2、同的桩一土力学模型、不同的计算方法进行分析处理，确定桩基承载力，还可得到桩身结构完整性，桩尖和桩侧土阻力分布和模拟静载荷试验的Q_-s曲线等信息。目前我国运用最广泛的高应变动力试桩判定单桩承载力的方法是凯斯法(Case法)和实测曲线拟合法(Capwape法)，这两种方法的现场测试系统和和测试方法是相同的。高应变动力试桩法能比较准确地测定单桩极限承载力和判断桩身结构的完整性，但高应变动力试桩法结果的可靠性受到桩型、桩施工工艺、测试仪器、测试条件、测试人员专业素质等多种因素影响。1检测前的准备工作尽可能多地获得检验桩

3、的工程地质状况、施工记录和桩基的设计、施工情况，合理的选取计算模型。高应变动力试桩的分析过程是一种综合判断的过程，地质勘察报告中的地质状况、土层贯入阻力分布、土层埋深以及其他一些性质指标是土参数选取和检测人员进行综合分析判断的重要依据，测试前在获得足够相关资料的基础上结合测试现场的情况，依据相关规范做好详细的检测方案。2检测现场测试技术高应变动力测试数据采集质量直接关系到计算结果的可靠性，正确采集信号是良好结果的前提条件，影响采集信号的因素主要有如下几点。2．1地基土休止时间的影响承载力时间效应因地而异，以沿海软

4、土地区影响最为明显。成桩后，若桩周岩土无隆起、侧挤、沉陷、软化等一110一影响，承载力随时间增长。当旅工工期紧、休止时间不够时，除非承载力检测值己满足设计要求，否则应休止到满足规范规定的时间为止。预制桩承载力的时间效应应通过复打确定，因打桩结束时测到的初打承载力和按规范要求休止一定时间后的复打承载力依土性的不同存在较大的差异。2．2桩头处理的影响根据高应变动力试桩法的测试原理可知，桩头质量好坏直接影响波的传播效果，所以，在测试前，对不能承受锤击的桩头应加固处理，试验时桩身混凝土强度(包括加固后的混凝土桩头强度)应

5、达到设计强度值。混凝土桩的桩头处理按下列步骤进行：混凝土桩应先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土；桩头顶面应平整，桩头中轴线与桩身上部的中轴线应重合；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；距桩顶l倍桩径范围内，用厚度为3---5mm的钢板围裹或距桩项1．5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于lOOmm：桩顶应设置钢筋网片2～3层，间距60～lOOm：桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高l～2级，且不得低于C30：桩头测点处截面尺寸应与原桩身截面尺寸相同：施工缝应凿毛并清洗干净。预制桩混凝土强度

6、较高，桩头较平整，一般垫上合适的桩垫即可，无须进行桩头处理；对于自制自由落锤装置，桩头顶部应设置桩垫，桩垫可采用10"--30衄厚的木板或胶合板等材料，并在桩垫上铺一层薄砂找平。2．3锤击能量的影响高应变法所测桩的承载力实际上试验当时实际激发的桩土阻力。锤击能量的选择是选用合适的锤重和落距，使土阻力能充分激发出来。如果锤击能量低，则桩周土的阻力不能完全被激发出来，导致结果偏低；如果锤击能量过高，则导致桩身位移过大，易造成薄弱截面的破损，因此，锤击能量的选择是影响桩基检测精度的一个重要因素。规范JGJl06—200

7、3第九章对高应变测试采广东建材2010年第5期检测与监理用的冲击设备有两条强制性规定：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；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1．096～1．5％，混凝土桩桩径大于600ram或桩长大于30m时取高值。为了减小锤击偏心和避免击碎桩头，锤击装置应垂直，锤击应平稳对中，这些措施对保证测试信号质量很重要。对于自制的自由落锤装置，锤架底盘与其下的地基土应有足够的接触面积，以确保锤架承重后不会发生倾斜以及锤体反弹对导向横向撞

8、击使锤架倾覆。采用自由落锤为锤击设备时，应重锤低击，最大锤击落距不宜大于2．5m。如果采用提高落锤高度的方法增大能量，落距越高，锤击应力和偏心越大，越容易击碎桩头，轻则测试失败，重则损坏传感器，造成不必要的损失。轻锤高击并不能有效提高桩锤传递给桩的能量和增大桩顶位移，锤越重，锤垫材料越软，力脉冲作用持续时间越长，脉冲越宽；锤击脉冲越窄，波传播的不均匀性，即桩身受力和运动的