高应变法一、定义、适用范围1、定义：用重锤冲击桩顶，实测基桩上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2、适用范围/不适用范围：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，为沉桩工艺参数及桩长选择提供依据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 对比验证资料灌注桩的截面尺寸和材质的非均匀性、施工的隐蔽性（干作业成孔桩除外）及由此引 起的承载力变异性普遍高于打入式预制桩，导致灌注桩检测采集的波形质量低于预制桩，波形分析中的不 确定性和复杂性又明显高于预制桩与静载试验结果对比，灌注桩高应变检测判定的承载力误差也如此不适用：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3、可以采用高应变法进行单桩竖向抗压承载力验收检测的范围有哪些？抽检数量如何确 定？对于确定混凝土灌注桩单桩竖向抗压承载力时，应符合下列规定：1 符合下列条件之一时，应采用静载试验：1） 地基基础设计等级为甲级和乙级的:2） 施工过程变更施工工艺参数或施工出现异常:3） 场地地质条件复杂的:4） 新桩型或采用新工艺施工的:5） 桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响，难以确定其影响程度:6） 设计单位认为必须通过静载试验确定单桩竖向抗压承载力的工程或具体桩位:对于预制桩，处上六款规定之外，还应包括“引孔法”施工的预制桩。
对于以上几种情况以外的预制桩和满足高应变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对已进行为设计提供依据静载荷试验、且具有高应变检测与静载荷试验比对资料的桩基 工程，可采用高应变法抽检数量：不应少于同条件下总桩数的5%，且不得少于10根省规）（国标里不得少于5 根二、仪器设备4、检测仪器的性能指标：不应低于《基桩动测仪》JG/T 3055中规定的2级标准，且应具有保存、显示实测力 与速度信号和信号处理与分析的功能条文说明】建议根据实测经验来合理选择，宜使选择的量程 大于预估最大冲击加速度值的一倍以上如对钢桩，宜选择20000 ~ 30000m/s2量程的加速度计2级标准： ①单通道采样频率三20kHz ②加速度传感器安装谐振频率三10kHz③ 系统动态范围66dB （分贝）④应变传感器22kHz5、锤击设备的选择：锤击设备应具有稳固的导向装置，除导杆式柴油锤、振动锤外，筒式柴油锤、液压锤、 蒸汽锤等具有导向装置的打桩机械都可作为锤击设备条文说明】导杆式柴油锤荷载上升时间过 于缓慢，容易造成速度响应信号失真重锤应材质均匀、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。
当采取落锤上安装加速度传感器的方式实测锤击力时，重锤的高径（宽）比应在1.0〜 1.5 范围内进行高应变承载力检测时，锤的重量应大于预估单桩竖向抗压承载力特征值的 1.0%〜 1.5%，混凝土桩的桩径大于 600mm 或桩长大于 30m 时取高值三、现场检测6、 现场检测要点：（1） 试桩数量：工程总桩数的5%,并且不少于5根省规中为5%,并不小于10根2） 充分的体止时间：砂土7天，粉土 10天，非饱和黏性土 15天，饱和黏性土25天， 且对于泥浆护壁灌注桩宜适当延长休止时间3） 桩锤的选择：锤体的质量必须大于预估单桩极限承力的1.0〜1.5%,桩径大于600mm 或桩长30m的取高值（4） 锤击信号的测量：在距桩顶2倍桩径下桩侧面对称安装应变传感器和加速度传感器 各2支，减少锤击应力集中和锤击偏心安装谐振频率：压电式加速度传感器不小于 10000Hz，工具式应变式力传感器不小于2000Hz）（5） 打桩监控：预制桩打入过程中连续测量，要求仪器具有保存、显示实测力与速度信 是以和信号实时处理与分析的能力7、 检测前的准备工作应符合下列规定：预制桩承载力的时间效应应通过复打确定桩顶面应平整，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。
对不能承受锤击的桩头应加固处理，混凝土桩的桩头处理按本规程附录B执行见后）传感器的安装应符合本规程附录D的规定桩头顶部应设置桩垫，桩垫可采用10〜30mm厚的木板或胶合板等材料锤垫选择目的：防止重锤与桩帽直接接触，缓减重锤的冲击能量，保持桩帽不被重锤击烂8、附录B：竖向承载力试件处理技术要求：（1）对混凝土桩（包含灌注桩和桩顶已破损的预制桩），应先凿掉桩顶部的松散破碎层 和软弱混凝土，至混凝土密实处，露出竖向钢筋，冲洗干净桩头，然后再重新浇注桩帽，并 符合下列规定：雄工地坪桩顶面水平、平整，桩帽中轴线与原桩身上部的中轴线应重合;桩身主筋应全部直通至桩帽混凝土保护层之下，如原桩身露出主筋长度不够时，应焊 接加长，使各竖向钢筋在同一高度上;桩帽截面形状可为圆形或方形，静载荷试验时桩帽截面尺寸可大于原桩身，高应变检 测时桩帽截面尺寸应等于原桩身桩帽高度L控制在1-2倍桩径范围内，宜用厚度3〜5 mm 的钢板围裹或设置箍筋，间距不大于100mm,上部设置钢筋网片3〜5层，网筋为①6-8，网 格为80mmX80mm，网片间距60〜100mm；桩帽的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。
浇注时应振捣 密实，在混凝土初凝前将桩顶面抹平，并用水平尺校核，保持桩帽顶面水平2）对于预估竖向承载力较高的预制桩和预应力管桩，即使桩头无破损、质量正常，也 应用钢板夹具箍紧桩头3）对已截桩的预应力管桩，应先用钢夹具箍住桩头，然后填混凝土芯，填芯高度一般 为1〜2m，混凝土不得低于C30,填芯后的桩顶面保持密实、水平4）技术处理后的试桩桩顶（桩帽顶面），静载荷试验宜高出承台底（或试坑底）30mm， 高应变检测宜高出承台底（或试坑底）2 倍桩径5）每个试样之间必须留有载重汽车与大型吊桩机车通行的道路试坑的尺寸应符合试 验设备的安装要求，地耐力不低于 200kN/m2 当试件的标高低于自然地面时，开挖试坑形 成的边坡应稳定可靠，坑底边缘离反力平台的距离大于0.8 米开挖深度超过4.0 米的试坑 应进行专项设计，以确保试验过程的安全9、高应变法传感器安装要求？ 附录 D检测时至少应对称安装冲击力和冲击响应（质点运动速度）测量传感器各2 个1）、在桩顶下的桩侧表面分别对称安装加速度传感器和应变式力传感器，直接测量桩 身测点处的响应和应变，并将应变换算成冲击力传感器宜分别对称安装在距桩顶不小于2D的桩侧表面处（D为试桩的边宽或外径）；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1D。
安装面处的材质和截 面尺寸应与原桩身相同，传感器不得安装在截面突变处附近应变传感器与加速度传感器的中心应位于同一水平线上，同侧的力传感器和加速度传感器间的水平距离不宜大于80mm（省规100mm）.安装完毕后，传感器的中心轴应与桩中心轴保 持平行各传感器的安装面材质应均匀、密实、平整，并与桩轴线平行，否则应采用磨光机将其 磨平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能保证锤击时的可测轴向变形余量当连续锤击监测时，应将传感器链接电缆有效固定2）、在桩顶下的桩侧表面对称安装加速度传感器直接测量响应，在自由落锤锤体0.5Hr处（Hr为锤体高度）对称安装加速度传感器直接测量冲击力对称安装在桩侧表面的加速度传感器距桩顶的距离不得小于0.4Hr或1D,并取两者高 值10、参数设定和计算应符合下列规定：采样时间间隔宜为50〜200m s,信号采样点数不宜少于1024点传感器的设定值应按计量检定或校准结果设定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 积确定测点处的桩截面尺寸应按实际测量确定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。
桩身材料质量密度应按下表取值表17.3.2桩身材料质量密度（t /m3）钢桩混凝土预制桩离心管桩混凝土灌注桩7.852.45 〜2.502.55 〜2.602.40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第17.4.3条调整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 —— 桩身材料质量密度（t /m3）11、 现场检测应符合下列要求： 交流供电的测试系统应良好接地；检测时测试系统应处于正常状态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2.5皿试验目的为确定预制桩打桩过程中的桩身应力、沉桩设备匹配能力和选择桩长时，应按 本规程附录E执行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动位移、贯入度以及桩身最大拉、压应力和缺陷程度及其发展情况综合确定发现测试波形紊乱，应分析原因；桩身有明显缺陷或缺陷程度加剧，应停止检测12、 承载力检测时应实测桩的贯入度，单击贯入度宜在2〜6mm之间13、 “重锤低击”有哪些好处？“轻锤高击”为什么不利于拟合分析？“重锤低击”的好处： （2012年考）① “重锤低击”可避免“轻锤高击”产生的应力集中，而应力集中容易使桩身材料产生塑性变形甚至破坏；② “重锤低击”荷载脉冲时间作用长，且荷载变化缓慢，可以使桩产生较大的沉降位移；③ “重锤低击”，桩体产生的速度较小，速度变化率也比较小，因此动阻尼的影响较小，可减少动阻尼参数误差对拟合分析的影响，提高拟合分析精度；④ “重锤低击”的作用类似静载试验中快速维持荷载法或静动法试验。
轻锤高击”不利于拟合分析的原因：① “轻锤高击”产生的应力集中容易使桩身材料塑性变形甚至破坏；② 由于冲击脉冲窄小，应力波在向下传播时，桩的一部分处于加载状态，另一部分处 于卸载状态，桩的沉降位移一般是很小的，桩甚至没有沉降位移；③ 由于加载速率过高，动阻尼及惯性力较大，使用阻尼系数误差对结果影响很大，同 时应力波衰减也比较快，到达桩深部甚至变得比较微弱四、检测数据分析与判定14、检测承载力时选取锤击信号，宜取锤击能量较大的击次15、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 四通道测试数据不全16、桩身材料弹性模量和锤击力信号的调整应符合下列规定：1 当测点处原设定波速随调整后的桩身波速改变时，相应的桩身材料弹性模量应按式 E = p・c2重新计算2 对于通过应变式力传感器测量应变换算冲击力的方式，当原始力信号按速度单位存 储时，桩身材料弹性模量调整后尚应对原始实测力值校正3 对于采取自由落锤安装加速度传感器实测锤击力的方式，无论桩身材料弹性模量是 否调整，均不得对原始实测力值进行调整，但应扣除响应传感器安装测点以上的桩头惯性力 影响。
17、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 为什么？？ 在多数情况下，正常施打的预制桩，力和速度信号第一峰应基本成比例但在以下几 种情况下比例失调属于正常：1 桩浅部阻抗变化和土阻力影响2 采用应变式。