文件编号： 作 业 指 导 书（桩基高应变法检测/检查）编写： 日期： 审核： 日期： 批准： 日期： 受控状态： 持有者姓名： 分 发 号： 持有者部门： 作业指导书 桩基高应变完整性检测/检查目 录1开展项目 32依据文件 33主要仪器设备 34操作规程 35试验/检测的工作程序 46安全注意事项 87数据处理 88测量不确定度 119原始记录表格 11 第 2 页 共 11 页作业指导书 桩基高应变完整性检测/检查 1.开展项目1.1 检测桩基完整性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。
2.依据文件《公路工程基桩动测技术规程》（JTG /T F81-01-2004）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106－2003）3.主要仪器设备3.1 主要检测设备主 标 准 设 备标准名称型号规格测量范围允许误差备注高应变桩基测试仪FEI///3.2配套设备测力传感器、加速度计、锤击系统等4.操作规程4.1打开电源开关4.2高应变参数设置：调整系数、计算通道选择、信号极性、采样时自动计算、采样时自动保存、连击锤记录间隔、幅值显示4.3测试分析主屏：采样，分析速度信号用于评价加速度测试效果，应力信号用于评价应变测试效果4.4凯斯：完成CASE法分析4.5拷贝屏幕显示结果4.6将测试仪电子硬盘中的数据文件传送到外部计算机中保存4.7返回测量类型选择菜单，选择新的测量类型4.8使用完毕，关掉电源开关5.试验/检测的工作程序5.1.准备工作5.1.1预制桩处理预制桩的桩头处理较为简单，使用施工用柴油锤跟打时，只需留出足够深度以备传感器安装；使用自由锤测试时，则应清理场地确保锤击系统的使用及转场空间预制桩混凝土强度较高，桩头较平整，一般垫上合适的锤垫即可，无需进行桩头处理，但有些桩是在截掉桩头或桩头打烂后才通知测试的，有时也有必要进行处理，或将凸出部分敲掉（割掉，尤其出露的钢筋），或重新涂上一层高强度早强水泥使桩头平整。
5.1.2灌注桩处理灌注桩的桩身处理较为复杂，由于使用的都是自由锤（组合锤、整体锤），现场准备也殊为不易针对不同桩型，一般可采用下列几种办法：（1）制作长桩帽（一般不低于两倍桩径），传感器安放在桩帽上2）制作短桩帽，传感器在本桩上安装3）桩头缠绕几圈箍筋，并在桩顶刷上约10cm厚的早强水泥5.1.3基坑开挖和桩侧清理无论预制桩还是灌注桩，如果传感器必须安装在地表以下，那么合理挖出桩上段就很有必要，而且桩头开挖也有一定要求如果仅在安装传感器的部位挖出一个小洞，将使得选择的余地太小，从而很难找到适合传感器安装的平整面，自然测试效果难如人意传感器的安装位置以距装顶（1.5~3.0）d为佳，多为2 d，考虑到传感器离坑底必须有20cm以上高度，一般开挖深度以距桩顶（2 d+0.5m）为宜；为便于寻找平整面和安装传感器，必须将离桩侧50cm范围内的土挖掉，总之一般要求开出（1.00+ d）（1.00+ d）（2 d+0.5）m3的矩形坑由于有些锤击系统的锤架坐落在坑中，其尺寸可能会要求更大；基坑应当堵漏并将渍水抽干，至少应在测试时抽净；坑底也有必要垫上碎石和砂当使用百分表量测贯入度时，还应根据百分表基准梁的尺寸在基坑的边缘挖出适当台阶。
灌注桩的侧面与桩周土体犬牙交错，因此桩头出露后，有必要清洗或用斧头和钢刷清除桩侧杂土，以利平整面寻找和传感器安装如果桩的成型较差，清理桩侧时最好利用地质锤和斧头进行敲打，剔除过于出露的骨料和深陷的杂土5.1.4传感器的安装（1）膨胀螺栓和冲击钻的选择应力环和加速度计都是通过膨胀螺栓与桩相连的，所用膨胀螺栓一般为Φ6mm，安装加速度计的膨胀螺栓可选用60mm长的，安装应力环的膨胀螺栓可为40mm，对应Φ6mm的冲击钻钻头以Φ8mm为宜，有的膨胀螺栓膨胀头和套筒较大，钻头须用Φ10mm由于膨胀螺栓的选择比较重要，不少单位自己订做了特制膨胀螺栓，效果较好2）安装面的选择与处理安装面应对称的选在桩两侧相同高度处，选择安装面时应在适合传感器安装高度的桩周围反复用地质锤敲挖，寻找较少凸出物、较少软砂浆而又平整的平面将传感器的安装面凿平，常用的凿平工具有平口凿子和地质锤安装面的平整度必须保证加速度计底座紧贴桩壁，应力环四点在同一平面，中间又无导致应力环产生预应变的障碍物安装面的强度也必须能反映桩身强度3）定位与打孔用冲击钻打孔时，一定要量好尺寸并在被钻处做好清晰的标记钻孔位置应按规定设置，即应力环和应力环对称，加速度计和加速度计对称。
4）传感器的安装与局部调整加速度计的安装加速度计和底座系分离体时，二者间必须用扳手拧紧，有可能的话还宜用502胶或硅胶粘牢，如无必要一般不要拆开，计线座合一的可不必考虑二者间的紧密程度加速度计的底座应紧贴桩侧，但拧紧膨胀螺栓时不可用力过猛，以免底座破碎加速度计安装后用手应当不能晃动，传感方向必须与桩的轴向一致应力环安装应力环的安装最为讲究，一般现场测试难获成功的主要原因便是因为应力环安装效果不理想在预制桩的桩帽上应力环较易安装，只要膨胀螺栓孔距合适，表面平整，螺双又生根紧密，即可获得满意的安装效果；而在灌注桩本桩上安装，当强度合理、桩侧平整、螺栓间距合适、生根紧凑时尚可，否则必须进行技术处理传感器的固定与检查传感器安装完毕，联机调试，检查应力环的平衡程度当仪器不能自平衡时必须重新安装用板手竖直敲击固定传感器的膨胀螺栓，边检查线路的联通情况，边注意应力环是否装紧如果一击之下应力环的直流分量变化且不再回复，则需继续拧紧贯入度测量装置的安装高应变测试，最好有测量贯入度的设备或传感器，其所测值一方面可以用来准确记录桩的贯入度，确信阻力是否得到了充分发挥；另一方面可用所测贯入度修正利用加速度信号得来的位移和加速度信号，使测试信号更加可靠、结果分析特别是波形拟合分析更加准确。
5.1.5锤击系统的选择与使用（1）锤的种类与特点国内的自由锤大体上可分为两大类，即组合锤和整体锤整体锤一般为铸铁锻打，多为一长方体或圆柱体，其下方平整或略有凸出圆弧较大质量的锤，也可由小锤组合而成所谓组合锤就是为便于装卸和搬运将一数吨重的铁锤分割为一片片的铁片根据桩的承载力大小选择不同数量的铁片，由铁杆穿过各铁片的孔位相联构成不同质量的锤体进行测试2）起吊装置的选用与安装常采用吊车配合除用吊车起吊外，还有两种起吊装置可用于测桩，一为卷扬机，须有门子架、矩形架、等必不可少的承力和支撑工具；二为葫芦钩（电动、手动），采用三脚架支撑3）桩垫的选择与使用一个合适的桩垫既可延缓高频冲击保护桩头，又可降低高频成分的不良影响，还可以使得测试信号更符合传感器的安装范围但锤垫太厚时也可能使信号脉冲过于平缓，打击力下降目前常采用的桩垫有：1~2cm厚传送带或橡胶、三夹板（数块）、毛毡、1~2cm厚木板等，桩垫的下方通常还应铺上一层细砂以弥补桩头的不平影响桩垫的选用原则以测试质量的好坏为准，无桩垫也可能会测到较好信号5.2 数据采样步骤5.2.1室内准备在进入现场从事高应变试验以前，应在室内系统地检查仪器各个部位包括传感器的标定值等，检查电锤、螺栓等附件状况，确信无误后方可进场。
5.2.2干扰防治高应变测量特别用应变片测量时，交流干扰的防治极为重要，与低应变测桩法不同，高应变测量是一种定量测量，因而交流干扰的危害程度很大，不仅会产生一些违背物理现象的信号，而且会使计算结果毫无价值可言利用应力环时可能伴随交流干扰排除交流干扰的办法很多，一般均采用接地处理：（1）在主机处接地；（2）在电源的输入端接地（地线处）；（3）在力传感器的膨胀螺栓处引一根地线与主机相联；（4）将电桥盒（应变片）的外壳接地；（5）各联线悬空；（6）使用直流电接地前应仔细检查线路，防止有裸露体与地面接触，接地时一定要注意单点接地，接地点一定要置于潮湿处，确保其与大地相联是不存在接触电阻一般来说，反复选用上述方式之一，应能排除掉交流干扰5.2.3采样时参数的设置正常的高应变测试，应变幅值一般为102ε量级，加速度则为102g量级，因此采集时仪器的增益不可太高（浮点仪不用考虑这一点），以恰好能够触发为宜，越低越好高应变测试要求采集到桩开始振动至桩完全或几乎不动时的全段振动波形，这就要求记录时间必须足够长，一般约100ms考虑到记录长度为1024点，仪器的采样间隔一般设置为100s，但是这用采样间隔对于特长桩（如50m以上）仍嫌不足，有时需要用更大的采样间隔来满足要求。
仪器的滤波档低频应自5Hz以下，零频开始尤佳，高频则宜超过3000Hz6.安全注意事项6.1传感器装卸时应格外小心，避免生拉硬拽造成接头断线6.2现场电缆应接地6.3锤击时人员应注意安全，防止意外发生7.数据处理7.1 数据处理现场测试时应仔细分析桩型以及土层的分布特点，尤其持力层特点，只有这样才能对信号做出恰当解释使用柴油锤测试时，除非传感器安装效果差，信号的质量应当有保证此时如有缺陷，连续记录还可发现缺陷完整性指数的变化由于柴油锤打击力较大，桩的振动时间较长，测试时更应有足够长的记录时间，一般不应低于100ms柴油锤信号多能看见清晰的桩底反射，特别是初打和复打的后几锤信号所测位移曲线亦应合乎物理现象，残余位移出现负值，多因加速度计没有很好安装或加速度计低频响应差或仪器滤波档设置不合理所致，也可能系记录时间偏短或打击力不够造成的加速度缺乏零频也是原因之一速度出现较大负值也属于这种情况，此时应先检查系哪一接收道，然后加以改进，力信号也一样正确测试时，F(t)和ZV(t)曲线及结果一般具有如下特征：（1）信号没有不规则的毛刺或振荡、不削顶、没有各种干扰2）应力和速度尾部归零（表明桩已静止）。
3）除柴油锤信号的起始平坦段外，F(t)和ZV(t)起始段重合且几乎共同达到峰值点（说明传感器锤击系统和桩头上部基本正常）4）FMX、FVX、FHM三值接近由于它们分别为根据力传感器、加速度传感器、冲量定理所求得的三种最大打击力，前两者在前沿曲线重合的前提下接近，表明两传感器及桩上部无明显缺陷或硬土层出现；而三值最接近则表明锤击系统比较紧凑、内耗少、其所做功大部都转到桩上当然FHM的准确与否，有赖于锤重和落距的正确输入，对于柴油锤，此值不可信如果FHM可信度高，FMX、FVX中一值与其相差太远，一值接近，那么相差太远者所对应的传感器及安装很可能存在问题，必须检查传感器（包括灵敏度）和锤击偏心情况5）除个别情况有极小负值（拉应力）出现外，力值不应当出现负值，因在桩顶附近应力应当为零或受压当然，传感器离桩顶较远而入射波波长。