福建省基桩高应变讲义2010年.ppt

福建省基桩高应变检测人员上岗考核培训 福建省建筑科学研究院 梁 曦 .基桩动测技术的发展. 桩基动测技术的历史可追朔到百年以前，利用能量守恒原理和牛顿撞击定理来计算桩的承载力，称之为动力打桩公式。 近代桩的动测技术是以应力波理论为基础发展起来的，桩可视为土中的弹性杆件，打桩过程是弹性应力波传播的过程。 美国G.G.Goble等人在1967年发表了“关于桩承载力的动测研究”一文，1975年发表了“根据动测确定桩的承载力”研究报告。 1972年湖南大学周光龙等人开始研究桩的动测技术，这是我国最早的开始用动力理论进行桩基的检测 1986年福建省建筑科学研究院从美国引进首台GC型PDA打桩分析仪，1988年后，中国建筑科学研究院开始针对引进的美国PDA打桩分析仪进行开发，编制了桩的特征线波动分析程序FEIPWAPC，取得了较好效果 。 1989年我国由国家建筑工程质量监督检验测试中心组织编制了“高应变动力试桩法暂行规定” ，1997年我国《基桩高应变动力检测规程》（JGJ 106-97）颁布实施，直至2003年改版为《建筑基桩检测技术规范》 （JGJ 106-2003） 。 桩的承载力 有竖向承载力，水平承载力及抗拔承载力等多个指标，通常人们最关注竖向承载力。 竖向承载力取决于岩土对桩的支承阻力及桩身结构，前者是主要的，桩身结构则应该提供足够的强度，刚度和稳定性来保证荷载传递的任务。 桩的破坏形态通常可分三种类型：桩身破坏，桩周土体的剪切破坏和桩土体系沉降超标。 高应变法只能判定岩土体对桩的支承阻力，其判定的承载力是在桩身强度满足桩身结构承载力的前提下，其难于预示桩身结构破坏的可能性。 规范（JGJ106-2003）中高应变法的检测目的 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 此外，作为试打桩和打桩监控。监测预制桩打入时的桩身应力和锤击能量传递比，为沉桩工艺参数及桩长选择提供依据。 规范（JGJ106-2003）中高应变法的适用范围 对第3.3.5条规定条件外的预制桩和满足高应变法适用检测范围的灌注桩，可采用高应变法进行单桩竖向抗压承载力验收检测，抽检数量不宜少于总桩数的5%，且不得少于5根。 当有本地区相近条件的对比验证资料时，高应变法也可作为第3.3.5条规定条件下单桩竖向抗压承载力验收检测的补充。 试打桩和打桩监控 不宜采用：大直径扩底桩和Q-s曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩。 广义的高应变法包括：打桩公式法（能量公式法），锤击贯入法，波动方程法和静动法等等 目前高应变法这个名称已被专用于以波动技术为特征的一种高应变测试方法。 依据高应变分析计算方法的原则不同而分为两类方法：1.在若干近似假定下获得波动方程闭合解，再通过实测曲线计算其结果。2.利用实测曲线的数字化序列，借助计算机技术来搜求其数值解，从中获得桩土性状参数再间接推算其结果。 高应变法的特点 在承载力的检测方法上，高应变法属于半直接法 ，它不同于静载试验，是通过现场原型试验直接获得检测结果。它是在现场原型实验基础上，基于一些理论假设和工程实践经验并加以综合分析才能获得检测结果。 与静载法相比，其优缺点大体总结如下： 优点： 1.高效节能（省时省钱） 2.能获得有关桩身完整性的情况。 3.能获得桩周摩阻的分布情况。 4.试打桩和打桩监控属于它特有的功能，它能监测锤击桩打入时的拉压应力，锤击能量的传递，桩身完整性的变化，为沉桩工艺参数和桩长选择提供依据，这就是静载试验无法做到的。 缺点： 1.动态数据的采集精度相对较低，甚至可能因操控不当或准备不周发生数据采集失败的现象。 2.在动载和静载作用下，桩土体系的性状表现不同，目前动力分析的数学模型还比较粗略。 能量公式的问题 刚性体模型不准确 忽略了垫层和砧块 土模型不合理 结果有很大的不确定性, 由于相关性差结果非常不可靠 一维波动理论 打桩机产生向下传递的应力波并输入到桩中 桩中的应力可用一维波动理论加以描述 土阻力产生应力波反射 可通过在桩顶实测的力和速度计算和描述应力波 试验前混凝土桩桩头处理 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1倍桩径范围内，宜用厚度为3～5mm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。 高应变法检测的桩头测点处截面积应与原桩身截面积相同。 桩身材料弹性模量应按下式计算： E= ρ. c 2 E——桩身材料弹性模量（kPa）；