高应变作业指导书Word格式.docx

高应变作业指导书Word格式.docx

《高应变作业指导书Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高应变作业指导书Word格式.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

3.检测的目的

3.1判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求；

3.2检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别；

3.3分析桩侧和桩端土阻力。

3.4在混凝土预制桩及钢桩打桩过程中检测桩身应力，进行捶击效率监测，为选择沉桩工艺参数和确定桩长提供依据。

4.检测原理

是在桩顶沿轴向施加一冲击力，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。

具体做法是：

（1）用动态的冲击荷载冲击桩头，使桩土体系由弹性工作状态进入塑性工作状态；

（2）采集桩顶具有代表性桩身截面的轴向应变和桩身运动加速度的时程曲线，即F（t）和V（t）；

（3）根据一维波动方程对桩身阻抗和土阻力实现分段分析和计算，从而获取桩身完整性、承载能力方面的数据。

并且可以模拟静力计算，推算出相应的静载荷试验下的P-S曲线。

5.仪器设备及管理

5.1高应变动力测试中使用的设备为RSM-24FD浮点工程动测仪基桩动测系统，包括主机、应力环和加速度传感器、数据处理软件。

设备具有保存、显示实测力与速度信号和信号处理与分析的功能，技术性能指标满足《基桩动测仪》JG/T3055-1999中表1规定的2级标准要求。

测试系统要求至少每年校准一次。

5.2锤击设备宜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。

当没有导向架时，应该采取可靠措施消除或减小偏心，如用铅锤对准桩锤重心与桩顶中心的方法等。

5.3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）比应在1.0-1.5范围内。

5.4锤的重量应大于预估单桩极限承载力的1%-1.5%,混凝土桩的桩径大于600mm或桩长大于30m时取高值。

5.5桩的贯入度可采用精密水准仪等仪器测定。

6.检测前准备

6.1收集和了解检测工程概况

①工程项目名称，建设、设计、施工、监理单位名称；

②场地工程地质勘察报告；

③桩基本参数：

桩型、桩径、桩长、桩身佐强度等级、持力层及极限承载力；

④桩位图及桩基施工记录。

6.2试桩抽检数量要求及检测开始时间

①检测数量及抽样要求：

高应变抽检比例为：

基桩施工总数的5%,且不少于5根。

工程地质条件复杂，或对工程桩施工质量有疑问时，应增加试桩数量。

抽样方式：

随机、均匀抽检，并应具有代表性，指定检测的缺陷桩不应计入随机检测的比例内。

②检测开始时间符合以下规定：

受检桩的混凝土龄期达到28d或预留同条件养护试块强度应达到设计强度的前提下，承载力检测前的休止时间不应少于下表规定的时间。

6.3对不能承受锤击的桩头应加固处理，处理办法如下：

①混凝土桩应先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土，制作新桩头。

②新桩头顶面应平整，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试桩距桩顶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48箍筋，间距不大于lOOmmo桩顶配置2-3层48@X50X50X50钢筋

网片，间距60mm,第一层钢筋网片距桩顶60mm。

⑤桩头混凝土强度等级比桩身混凝土提高1・2级，且不低于C30。

6.4桩顶面应平整，桩顶高度能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。

6.5在桩顶用细砂找平，并应设置桩垫，可采用10-30mm木板、胶合板或纤维板等材料。

6.6传感器的安装

①检测时在桩顶的桩侧表面至少应对称安装冲击力传感器和冲击响应传感器各2只。

②传感器安装截面在距桩顶不少于2D的位置（D为试桩的直径或边宽）；

对于大直径桩，传感器与桩顶之间的距离可适当减小，但不得小于IDo倍桩径下（大口径桩亦不小于1.0m）o安装面处的材质和截面尺寸应与原桩身等同，传感器不得安装在截面突变处附近。

③安装传感器的桩身表面应均匀、密实、平整，且其周围不得有缺损或断面突变，并与桩轴平行，否则，安装前，可先用砂轮或磨光机将安装部位磨平，然后将传感器贴紧磨平桩身处，用膨胀螺栓牢牢固定，不得有任何松动。

④应变传感器与加速度传感器的中心应位于同一水平线上：

同侧的应变传感器和加速度传感器间的水平距离不宜大于80mm。

安装完毕后，传感器的中心轴应与桩中心轴保持平行。

⑤安装螺栓的钻孔应与桩侧表面垂直；

安装完毕后的传感器应紧贴桩身表面，锤击时传感器不得产生滑动。

安装应变式传感器时应对其初始应变值进行监视，安装后的传感器初始应变值应能保证锤击时的可测轴向变形余量为；

a、混凝土桩应大于土lOOOp8；

b、钢桩应大于±

1500^£

⑥当基桩桩顶基本接近地面或露出地面高度不满足传感器安装要求时，需要开挖坑槽，坑槽长度约lm,从桩顶至坑槽底面的深度不少于2D+20cm,宽度约为50cm。

6.7当连续锤击检测时，应将传感器连接电缆有效固定。

落锤加速度传感器应变式力传感器混凝土管桩加速度传感器应变式

力传感器管桩加速度传感器应变式力传感器加速度传感器应变式力传感

器加速度传感器 传感器安装示意图

7.现场检测流程

7.1测试系统参数设定，包括：

桩号、桩截面积、桩长、桩身材料质量密度、力的设定值、桩身波速、弹性模量，各传感器灵敏度、采样频率和采样点；

①采样时间间隔宜为50.200|Js,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结果设定。

③自由落锤安装加速传感器测力时，力的设定值由加速传感器设定值隅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，波速，质量密度和弹性模量应按实际情况设定。

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取值。

桩身材料质量密度（t/lrf）

现场检测完成后应进行调整。

⑧桩身材料弹性模量应按下式计算

E=p?

c2

式中E...・・桩身材料弹性模量（kPa）

c——桩身应力波传播速度（m/s）

p一桩身材料质量密度（t/m3）

7.2连机进行系统检查，确认检测系统处于正常状态后，脱钩锤击采样。

7.3现场检测符合如下要求

①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,落距一般取80〜150cm,以求得最佳信号为宜。

②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位移、贯入度以及桩身最大压应力和缺陷程度及其发展情况综合确定。

③发现测试波形紊乱，应查找分析原因，处理后重新测试。

④当桩身有明显缺陷，或随着锤击次数的增加缺陷程度加剧，应停止检测。

将桩身缺陷部分进行处理，并待休止时间满足622条要求后，重新进行测试。

处理方法，可参见6.3条。

⑤为确保采集数据的可靠性，单桩的有效锤击不得小于2击。

7.4承载力检测时宜实测桩的贯入度，单击贯入度宜在2-6mm之间。

7.5实测数据存盘和现场记录填写（如附表）。

8.资料整理分析及报告编写

8.1数据传输和筛选

检测承载力时选取锤击信号，宜取锤击能量较大的击次。

8.2当出现下列情况之一时，高应变锤击信号不得作为承载力分析计算的依据；

①传感器安装处混凝土开裂或出现严重塑性变形使力曲线最终未归零。

②严重锤击偏心，两侧力信号幅值相差超过1倍。

③触变效应的影响，预制桩在多次锤击下承载力下降。

④四通道测试数据不全。

8.3桩身波速可根据下行波波形起升沿的起点到上行波下降沿的起点之间的时差与已知桩长值确定；

桩底反射信号不明显时，可根据桩长、混凝土波速的合理取值范围以及临近桩的桩身波速值综合确定。

8.4当测点处原设定波速随调整后的桩身波速改变时，桩身材料弹性模量和锤击力信号幅值地调整应符合下列规定；

①桩身材料弹性模量应按规范重新计算

②当采用应变时传感器测力时，应同时对原实测力值校正。

8.5高应变实测的力和速度信号第一峰起始比例失调时，不得进行比例调整。

8.6承载力分析计算前，应结合地质条件、设计参数、对实测波形特征进行定性检查：

①实测曲线特征反映出的桩承载性状。

②观察桩身缺陷成度和位置，连续锤击时缺陷的扩大或逐步闭合情况。

8.7以下四种情况应采用静载法进一步验证

①桩身存在缺陷，无法判定桩的竖向承载力。

②桩身缺陷对水平承载力有影响。

③单击贯入度大，桩底同向反射强烈且反射峰较宽，侧阻力波、端阻力波反射弱即波形表现出竖向承载性状明显与勘察报告中的地质条件不符合

④嵌岩桩桩底同向反射强烈，且在时间2L/C后无明显端阻力反射；

也可采用钻芯法核验。

8.8采用凯司法判定桩承载力，应符合下列规定：

①只限于中、小直径桩。

下行波上行波

②桩身材质、截面应基本均匀。

③阻尼系数Jc宜根据同条件下静载实验结果校核，或应在已取得相近条件下可靠对比资料后，采用实测曲线拟合法确定Jc值，拟合计算的桩数不应少于检测总桩数的30%,且不应少于3根。

④在同一场地、地质条件相近和桩型及其截面积相同情况下，Jc值的极差不宜大于平均值的30%o

8.9凯司法判定单桩承载力可按下列公式计算：

RC=112L2L（l-JC）?

[F（tl）+Z?

V（tl）]+（l+JC）?

[F（tl+）-Z?

V（tl+）]22CC

Z=E?

AC

式中Rc由凯司法判定的单桩竖向抗压承载力（kN）；

Jc——凯司法阻尼系数；

tl 速度第一峰对应的时刻（ms）

F（tl）—tl时刻的锤击力（kN）

V（tl）一tl时刻的质点运动速度（m/s）；

Z 桩身截面力学阻抗（kN.s/m）

A 桩身截面面积（nf）；

L 测点下桩长（m）。

注:

适用于tl+2L/c时刻桩侧和桩端土阻力均已充分发挥的摩擦型桩。

对于土阻力滞后于tl+2L/c时刻明显发挥或先于tl+2L/c时刻发挥并造成桩中上部强烈反弹这两种情况，宜分别采用以下两种方法对Rc值进行提高修正：

①适当将tl延时，确定Rc的最大值。

②考虑卸载回弹部分土阻力对Rc值进行修正。

8.10采用实测曲线拟合法判定桩承载力，应符合下列规定：

①所采用的力学模型应明确合理，桩和土的力学模型应能分别反应桩和土的实际力学性状，模型参数的取值范围应能限定，

②拟合分析选用的参数应在岩土工程的合理范围内。

③曲线拟合时间段长度在tl+2L/c时刻后延续时间不应小于20ms；

对于柴油锤打桩信号，在tl+2L/c时刻后延续时间不应小于30ms。

④各单元所选用的土的最大弹性位移不应超过相应桩单元的最大计算位移值。

⑤拟合完成时，土阻力响应区段的计算曲线与实测曲线应吻合，其他区段的曲线应基本吻合。

⑥贯入度的计算值应与实测值接近。

8.11本方法对单桩承载力的统计和单桩竖向抗压承载力特征值的确定应符合下列规定：

①参加统计的试桩结果，当满足其级差不超过平均值的30%时，取其平均值为单桩承载力的统计值。

②当极差超过30%时，应分析极差过大的原因，结合工程具体情况综合确定。

必要时可增加试桩数量。

③单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承载力特征值Ra应按本方法得到的单桩承载力统计值的一半取值。

8.12桩身完整性判定可采用以下方法进行：

①采用失策曲线拟合法判定时，拟合所选用的桩土参数应符合规范规定：

根据桩的成桩工艺，拟合时可采用桩身阻抗拟合或桩身裂隙（包括混凝预制桩的接桩缝隙）拟合。

②对于等截面桩，可接和经验判定：

桩身完整性系数。

和桩身缺陷位置x应分别按公式计算

F（tl）+Z?

（tl）?

-2Rx+?

F（tx）-Z?

V（tx）?

?

p=?

Ftl+Z?

Vtl?

-?

Ftx-Z?

Vtx?

X=c?

tx-tl2000

式中。

..-.桩身完整性系数；

tx——缺陷反射峰对应的时刻（ms）

x・・・・・・桩身缺陷至传感器安装点的距离（m）；

Rx...■缺陷以上部位土阻力的估计值，等于缺陷反射波起始点的力与速度乘以桩身截面力学阻抗之差值，取值方法见图

桩身完整性判定

8.13出现下列情况之一时，桩身完整性判定宜按工程地质条件和施工工艺，结

合实测曲线拟合法或其他检测法综合进行：

①桩身有扩径的桩。

②桩身截面渐变或多变的混凝土灌注桩。

③力和速度曲线在峰值附近比例失调，桩身浅部有缺陷的桩。

④锤击力波上声缓慢，力与速度曲线比例失调的桩。

桩身完整性分类表

8.14报告编写

依据统一格式编写检测报告。

附件：

基桩高应变动力检测现场记录表

工程名称：

天气/温度：

检测地点:

检测日期：