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1、 桩基静荷载检测技术一.目的要求1. 预制桩,灌注桩的试桩要求？预制桩在桩身强度达到设计要求的前提下，对于沙类土，不应少于10d（天）；对于粉土和粘性土不应少于15d，对于淤泥或淤泥质土不应少于25d ，待桩身与土体的结合基本趋于稳定。才能进行试验.灌注桩应在桩身混凝土强度达到设计等级的前提下，对于沙类土不少于10d，对一般粘性土不少于20d，对于淤泥或者淤泥质土不少于30d，才能进行试验。2. 试桩选择 在同一条件下的试桩数量、竖向或水平静载试桩数量不易少于桩数的1，且不应少于3根。当工程桩总数在50根以内时不应少于2根。 竖向静载试验的试桩和锚桩可利用工程桩，但锚桩的抗拔力应经演算满足要求
2、，水平静载试验不宜利用工程桩做试桩。二桩的竖向承载力特性1.桩的受力机理 桩的作用就是将上层结构的载荷通过桩承台。桩身传递到地基层中去，使建筑物能够稳固地支承在地基上，不至发生过大的沉降和保持稳定。其受力过程为：1. 当竖向载荷开始逐步施加桩顶时，桩身上部首先受到压缩而产生相对于图的向下位移。这时，桩侧面开始受到土的向上摩阻力。2. 桩顶荷载在沿着桩身向下传递的过程中必须不断地克服这种摩阻力,因此桩身的轴向力随着深度增大而减少。3. 荷载逐渐增大,随着桩身位移的增大，侧摩阻力逐渐发挥出来.直到桩身位移量增达到一定数值，桩侧摩擦力达到极限值，这时若桩身进一步下沉。则在桩与周围土之间将产生相对滑动
3、,侧摩阻力不在增大，甚至稍有降低。4. 由于桩身压缩量的累积,桩身各断面的位移量是不相等的。在位移最大的顶部摩阻力首先达到极限值，随着荷载的增加，下部桩身的侧摩阻力也逐渐增大，桩底土受到压缩而产生桩端承载力，由于桩端土受到压缩，增加了桩土相对位移，从而使摩阻力进一步得到发挥。5. 随着荷载的增加,桩端阻力逐渐增大，当桩身侧摩阻力全部达到极限以后，在增加的荷载将全部由桩端阻力平衡。6. 荷载进一步增加,桩端持力层土的大量压缩,位移迅速增大，直到最后塑性挤出，桩就进入破坏阶段，桩端阻力达到极限,桩也达到极限承载力。这时作用于桩顶的荷载就是桩的极限荷载。桩侧摩阻力达到极限值时，桩与土体的相对极限位移
4、Su与土质有关：对于粘性土约为5mm10mm；对于砂类土、粉土约为10mm；对于杂填土等松软土体Su可能小于5mm.桩的端阻力，达到极限时的桩下沉量与土类状况及桩的直径有关：一般粘性土约为0。25D；硬粘土约为0。1D；中密以上的砂土约为（0。080。1)D,一般桩径都在300mm以上，所以中有桩端下沉达到30mm以上时,桩端阻力才能充分发挥.对于钻孔桩应、还应考虑虚土的影响,当虚土较多时，所需下沉压密位移就更大。桩身强度破坏包括：桩身缩颈、离析、是松散、夹泥、混凝土强度低.灌注桩桩底沉渣太厚,预制桩接头脱节等会导致承载力偏低也属于桩质量问题；桩帽制作不符合要求，如桩帽与原桩身不对中、桩帽混凝
5、土强度低，导致试验无法顺利进行则属于广义的桩身破坏。2.静载试验桩的破坏模式:包括桩身结构强度破坏和地基土强度破坏。3.土对桩的抗力分为;桩测阻力和桩端阻力。4.一个理想完整的试桩曲线可分为四个阶段:第一阶段以桩身压缩产生侧摩阻力，桩端阻力未产生；第二阶段桩身不断下沉,侧摩阻力不断加大至极限，端土逐渐压密，处弹性压密状态,端阻力不断加大；第三阶段侧摩阻力至极限不在增大，端阻力加大端土剪切变形逐步形成塑性区；第四阶段端土塑性区形成，端土挤出下沉急剧。5.钻土灌注桩的QS曲线 主要取决于端庄土的特性.P4图中曲线3为桩尖无虚土或虚土经过很好处理的情况。桩的摩阻力与端阻力从受力开始就能协调一致的工作
6、。曲线1为桩端部虚土厚的情况，故此桩的承载几乎完全靠摩阻力,他类似于桩端土层很软的摩擦桩情况。曲线2为多数钻孔灌注桩的情况.其第一，二拐点件有时出现反拐弯点二第一拐点于反弯拐点件的沉降量差取决于桩尖部虚土厚度与处理程度。6。挖空灌注桩的承载力主要由端阻力构成。7。位移测读设备： 锚桩试验一般可用量程1厘米的百分表。其准梁一般用4m5m的型钢，.直径或边宽大于500mm桩应在两个方向对称安置4个极品位移传感器。直径或边宽小于500mm的桩可对称安置2个百分表或位移传感器.8.预制桩测试及记录对于饱和的软泥、粉砂、砂质粘土应在打试桩后歇息两天后，进行复打动载荷试验。作此试验时，锤击35下。将每次锤
7、击之贯入度分别测记.静载实验对于砂性土应在打入7天后进行。如为粘性土应视土的强度恢复而定，一般不得少于15天，对于饱和软粘土不得少于25天。9.试桩桩头的处理实验过程中桩头部位往往承受较高的竖向荷载和偏心荷载，此时一般应对桩头进行处理。桩头标高宜高出土面500mm以上,以便进行加固处理及进行桩基沉降量测试。对于控孔桩和预制桩桩头露出地面200mm。10.沉降观测制度:慢速试桩法、快速试桩法和多次循环回零加载法三种观测发。11。沉降相对稳定标准: 每一小时的沉降量不超过0。1mm，对砂类土中的桩可放宽到半小时沉降部超过0。1mm，并连续出现2次。重点12.终止加荷条件 在某级荷载作用下，桩的沉降
8、增量为前一级荷载作用下的3倍（砂类土)与5倍(粘性土）。 桩顶纵沉降量大于10%D(D为桩底径）且继续加载2级无明显陡降。 锚桩锚筋较多拉断或锚桩上拔量大于极限值：直桩10mm；扩底桩15mm。 达到设计要求的最大加载量。 在某级荷载作用下。桩顶沉降量大于土级加载量2倍。13.单桩极限承载力的分析 按参加统计的试桩数，取极限承载力的实验平均值，并要求其极差不超过平均值的30。对于柱下柱数位3根及3根一下的桩，取最小值。14.单桩竖向承载力特征值的确定 .用选定的极限荷载除以安全系数2作为承载力特征值,其对应沉降量不超过3%D（一般小桩)或2.5%D(大桩径灌注桩)。 .当极限荷载难以确定时，可
9、以QS曲线上取下列沉降之对应荷载为承载力特征值：预制桩及高压注浆桩：取1。2%D 钻孔灌注桩:取1.3D 沉管桩：1。25%D 挖孔桩：取1。3%D15。冬季对桩基检测的影响 当气温低于2。土将会冰洁，在土冻结时做静载试验则相对于所加荷载增大，以致试验结果不准确。16。打入式预制桩由下列条件要求之一时，应采用高应变法进行试打桩过程检测 控制打桩过程中的桩身应力；。选择沉桩设备和确定工艺参数；;选择桩端持力层，在相同施工工艺和相近地质条件下,试打桩数量不应少于3根。 基桩低应变动测技术1. 动测定义： 侧桩都是在桩顶，以激振形式给桩作用一能量，用重锤锤击,小锤敲击，使桩土系统产生振动，桩被激振后
10、能量以应力波形式沿桩身传播,用力、位移、速度或加速度传感器量测，用计算机对侧刀的波形进行分析计算。术语. 地基处理：为提高地基承载力,改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基的方法。. 地基承载力特征值: 由荷载试验测定的地基土压力变形曲线线性变形阶段内规定的形变所对应的压力值，其最大比例界限值. 静载试验: 在桩顶部逐级施加竖向压力，竖向上拔力或水平推力,观测桩顶部岁时间产生的沉降,上拔位移或水平位移，以确定相应的单桩竖向抗压承载力，单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法.一. 试桩目的 通过静载加压，确定单桩的极限承载力,为设计或修改设计提供依据，积累资料为编制地方性桩基规程提供
11、依据. 为打桩施工提供控制贯入度或为其它类桩施工提供施工参数。 为新型桩的设计或新的桩基施工方法提供试验验证依据. 试验已施工桩基础的施工质量.二. 试桩要求. 当桩端持力层为密实砂卵石或其它承载力类似的土层时。对单桩承载力很高的大直径端承桩，科采用深层平板载荷试验。确定桩端土的承载力特征值。. 为保证桩基设计的可靠性，除地基基础计算级为丙级的建筑物静力触探及标贯试验,确定单桩竖向承载力特征值系其它建筑物的单桩竖向承载力特征值应通过静载荷试验确定。. 对经常承受水平作用的桩基或对建筑物水平位移由特定要求的桩基应通过现场横向荷载试验确定水平承载力标准及水平抗力系数。填空桩达迹象状态的情况可分为陡
12、降型与缓变型陡降型由明显第二拐点,破坏性特征是承载力控制。 缓变型物第二拐点,破坏特征是沿降量控制。按描绘过程：时域或频域 时域：以真栋梁的瞬时值为纵坐标，以时间为横坐标 频域:以振动过程各频率分量的幅值和相位为纵坐标 以频率为横坐表 按振动过程分类:周期振动和非周期振动略波动与振动的区别： 各种形式的波动过程中，介质中各个质点都在各自的平衡位置附近做振动，他们并不随波动过程传到远处被传播的只是振动状态而不是扰动的质点。因此波动余振东是两种不同的物质运动形式,不可混为一谈,同样在基桩动测中，也不可把波速和质点振动速度混为一谈。另一方面波动与振动有时密切相关的，由于指点的振动扰动了邻近的质点这种
13、扰动传播的现象就是应力波。(声、超、地、冲击）。应力波在固定端的反射：力加倍 速度为零应力波在自由端的反射：力相低 速度加倍机械阻抗发：本方法有稳态激振和瞬态激振两种方法，适用于检测桩身混凝土的完整性，推定缺陷类型及其在桩慎重的部位.在频域中动态力和由他产生的运动影响之比成为机械阻抗X 机械阻抗的倒数成为机械异纳Y理想桩的异纳曲线：异纳曲线的初始段的斜率表示桩的动刚度Kd，低频率段反应刚体运动。缩颈或离析桩：时域波形中在桩底反射之前另有界面反射（同相）,该界面就是缺陷位置；频域传递函数曲线中各峰间距不均匀，有时呈调制装波形，波速部正常.由f最大间距计算缺陷位置。类桩-桩身完整类桩-桩身由轻微缺
14、陷，不会影响桩身结构承载力的发挥类桩桩身由明显缺陷，对桩身结构承载力有影响类桩桩身存在严重缺陷激振技术:激振技术是反射波法完整性的检测的重要环节，对于浅部缺陷桩，宜选用小锤,提高脉冲频率.对于深部位置检测，宜选用大锤，增加锤击能量降低脉冲频率.传感器的选择及安装: 通常小直径短桩检测时，宜采用加速度传感器。这样可确保采集到浅部可能缺陷，减少“盲区”；而在大直径，长桩的检测时,采用速度传感器,可避免因加速度计接受大能量激励信号时，产生过载而致的信号阻塞.一般直径大于80cm时，应多布几个测点(至少2个）锤击也最好在两个以上.1. 机械阻抗概念？分类？在频域中动态力和由它产生的运动响应（位移速度或
15、加速度）之比成为机械阻抗Z。分为稳态激振和瞬态激振。2. 导纳的概念？理论和计算导纳之比？（Nt与Nm）机械阻抗的倒数成为机械导纳 Nt-理论导纳 Nt计算导纳当Nt= Nm 时，为正常桩Nt Nm为截面积扩大 Nt Nm 可能是装身混凝土波速C及密度低或截面积A缩小 若Nm随激振频率增大而减小，则一般为桩径上大下小，反之亦然.3. 波的分类:纵波（P波压缩波)。横波（剪切波,S波) 表面波：瑞利波、广义瑞利波。4. 曲线分析：缩劲同向 、扩劲反向.5. 应力波在固定、自由端反射？应力波在固定端反射：力双倍 速度为零。应力波在自由端反射：力为零 速度双倍.6. 小直径，大直径桩类别：激振技术是反射波法完整性检测的重要环节。对于浅部缺陷桩，宜选用小锤，提高脉冲频率，而对于神父部位的检测宜选用大锤。增加锤击能量降低脉冲频率。通常以直径短桩检测时宜采用加速度传感器，这样可确保采集到浅部可能缺陷，减少“盲区”；而在大直径长桩的检测时，采用速度传感器，可避
