1、基桩高应变检测,费涵昌 2008-5-8,1,高应变检测实际上是用重锤锤击桩顶，使桩产生一个位移，同时测出桩身中锤击应力随时间的变化及桩身质点振动速度随时间的变化，再经过数值拟合计算，确定单桩承载力。,基桩高应变检测,2,基桩高应变检测,新闻打桩公式 修正新闻打桩公式 式中 单桩极限承载力锤重桩重c桩土体系总的弹性变形e最终贯入度机械折减系数 n撞击时恢复系数,3,1.凯斯法（Case）基本原理和计算公式 一次锤击时，沿桩身各处所受到的实际土反力值的总和为：,基桩高应变检测,4,基桩高应变检测,由于L/t表示单位时间内变形大小，即质点振动速度V=L/t，而L/t表示波在整个桩长传播的波速C=L
2、/t，所以可表示为F=VAE/C=VZ。它的物理意义是外力消耗是与内部阻抗和质点的振动速度乘积相关。,5,基桩高应变检测,再分析RT公式中右侧第二项：,可以清楚看到，此式是桩质量与实测加速度平均值的成积，即为桩的惯性力。如果与质量弹簧阻尼系统的振动方程相比较，,惯性力+阻尼力+弹簧力=外力,6,基桩高应变检测,凯司法作如下假定：桩身质量均匀，且无明显缺陷，所以桩身阻抗恒定；动阻尼只存在桩端，忽略桩侧阻尼的影响；应力波在桩身中传播时，除土阻力影响外，没有其他因素造成能量扩散；土体对桩的阻力只与其相对位移有关，与其位移大小无关，也即一有位移，土阻力即达极限状态。,7,基桩高应变检测,桩端动阻力：
3、=因为土的总阻力 ，代入上式所以,8,静阻力Rs即规范中Rc应为：将 代入，所以：,基桩高应变检测,+,即为凯司法中用阻尼系数求单桩承载力公式，适用于中小型桩。,9,基桩高应变检测,式中：V(t1) t1时振动速度（m/s）；t1速度信号第一峰时对应的时间（ms）; F(t1) t1时刻的锤击力（kN）;L测点以下桩长（m）；Z力学阻抗（kN*s/m） ；Jc阻尼系数；C波速（m/s）；,10,基桩高应变检测,2. 现场检测传感器安装传感器主要有二类。一为应变式力传感器，另一类为加速度计。各二个对称安装在桩的二侧。安装高度为离桩顶大于2倍桩径处。安装处应事先检查，无缺陷，截面均匀，表面平整（或
4、打磨平整）,传感器紧贴桩身，捶击时不产生滑移、抖动。 检测仪应符合国家的标准。 重锤轻击。调节传感器设置参数。 精密测量桩的贯入度 被测桩必须满足最短休止养护期 桩顶处理平整，其轴线与重锤一致,11,基桩高应变检测,传感器安装示意图,12,基桩高应变检测,3）分析计算单桩轴向抗压极限承载力按Rc公式计算其中材料弹性模量E= 桩材质量密度 为：砼灌注桩 2400砼预制桩 24002500PHC管桩 25502600钢 桩 7850,13,基桩高应变检测,桩身完整性系数 值可按下式计算式中：X桩身缺陷至传感器安装点之间的距离（m），波速信号第一峰对应的时刻(ms)缺陷反射峰对应的时刻(ms)缺陷以
5、上部位的土阻力的估值；等于反射起始点的力 与速度和阻抗积ZV之间的差，可由实测曲线确定。,14,基桩高应变检测,桩身完整性系数计算,完整性类别 I II III IV,值,15,基桩高应变检测,桩身最大锤击拉应力和压应力按下式计算：最大拉应力：,式中，X传感器安装的测点至计算点之间的间距（m）A桩身截面积（ ）C桩身波速（m/s）L完整桩桩长（m）Z桩身截面力学阻抗（kNs/m）,最大压应力：实测最大锤击力（ ）,16,基桩高应变检测,单桩极限承载力的修整与调整1.表现与静载荷试验进行比较 2.有差异时。调整阻尼系数 ，也有采用补偿法。下表为 参考值。,土层类别 中、细土 粉 砂 粉土 粘性土值 0.100.20 0.200.40 0.1000.40 0.401.0,17,基桩高应变检测,讨论,实测,18,
