资源描述
桩基动力检测技术
河北省建筑科学研究院
路彦兴
一、基桩检测的分类
1.基桩动力检测
1)低应变法检测桩身质量。
2)高应变法检测桩身完整性和单桩承载能力。
2.静力试桩检测桩的承载能力(竖向、水平)
二、动力试桩
1)低应变法检测桩身质量
采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振,实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线,通过波动理论分析或频域分析,对桩身完整性进行鉴定的检测方法。低应变可分为反射波方法,机械阻抗法,击球法,动力参数法、水电效应法,火箭法等。
2)高应变法
用重锤冲击桩顶,实测桩顶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鉴定的检测方法。高应变可分为Case法动力打桩公式,波形拟合法 锤击贯入法等。
三、几个定义
1.桩身完整性
反映桩身截面尺寸相对变化、桩身材料质量和连续性的综合定性指标。
2.桩身缺陷
使桩身完整性恶化,在一定限度上引起桩身结构强度和耐久性减少的桩身断裂、裂缝、缩颈、夹泥(杂物)、空洞、峰窝、松散等现象的统称。
3.钻芯法测桩
用钻机钻取芯样以检测桩长、桩身缺陷、桩底沉渣厚度以及桩身混凝土的强度、密实性和连续性,鉴定桩端岩土性状的方法。
四、反射波法的基本原理
1 基本原理:
一般桩长都大于桩的直径(L / D >5:1),因此桩可视为一维弹性杆件,当桩顶作用一脉冲力后,便有应力波沿桩身传播,碰到(广义)波阻抗(Z=ρAC)变化时,应力波在传播过程中将产生反射、透射等物理现象。
若应力波由Z1,传入Z2则
反射系数:RV=(Z1- Z2)/(Z1+Z2)
透射系数:IV=2Z1/(Z2+Z1)
桩碰到断裂、离析、缩径时:
Z2<Z1 RV>0正相反射
扩径时:Z2>Z1 RV<0反相反射
2 检测技术:
(1) 传感器的选择与安装
(2) 激振技术
3 曲线的判读方法:
桩碰到断裂、离析、缩径时:
Z2<Z1 RV>0正相反射
扩径时:Z2>Z1 RV<0反相反射
四、高应变(Cast法)测桩的基本原理
Cast法是通过测量桩顶力波和速度波(加速度积分)对波形实时分析的方法
五、建筑基桩检测技术规范(JGJ106-2023)简介
3基本规定
3.1检测方法和内容
3.1.1工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性抽样检测。
3.1.2基桩检测方法应根据检测目的按表3.1.2选择。
表3.1.2检测方法及检测目的
检测方法
检测目的
单桩竖向抗压静载实验
拟定单桩竖向抗压极限承载力;
鉴定竖向抗压承载力是否满足设计规定;
通过桩身内力及变形测试,测定桩侧、桩端阻力;
高应变法的单桩竖向抗压承载力检测结果
单桩竖向抗拔静载实验
拟定单桩竖向抗拔极限承载力;
鉴定竖向抗拔承合力是否满足设计规定;
通过桩身内力及变形测试,测定桩的抗拔摩阻力
单桩水安静载实验
拟定单桩水平临界和极限承载力,推定土抗力参数;
鉴定水平承功力是否满足设计规定;
通过桩身内力及变形测试,测定桩身弯矩
钻芯法
检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度,鉴定或鉴别桩端岩土性状,鉴定桩身完整性类别
低应变法
检测桩身缺陷及其位置,鉴定桩身完整性类别
高应变法
鉴定单桩竖向抗压承载力是否满足设计规定;
检测桩身缺陷及其位置,鉴定桩身完整性类别;
分析桩侧和桩端土阻力
声波透射法
检测灌注桩桩身缺陷及其位置,鉴定桩身完整性类别
3.1.3桩身完整性检测宜采用两种或多种合适的检测方法进行。
3.1.4基桩检测除应在施工前和施工后进行外,尚应采用符合本规范规定的检测方法或专业验收规范规定的其他检测方法,进行桩基施工过程中的检测,加强施工过程质量控制。
3.2检测工作程序
3.2.1检测工作的程序,应按图3.2.1进行:
计算分析和结果评价
设备、仪器检定
重新检测、验证、扩大检测
检测报告
现场检测
前期准备
制定检测方案
调查、资料收集
接受委托
图3.2.1检测工作程序框图
3.2.2调查、资料收集阶段宜涉及下列内容:
1. 收集被检测工程的岩土工程勘察资料、桩基设计图纸、施
工记录;了解施工工艺和施工中出现的异常情况。
2. 进一步明确委托方的具体规定。
3. 检测项目现场实行的可行性。
3.2.3应根据调查结果和拟定的检测目的,选择检测方法,制定检测方案。检测方案宜包含以下内容:工程概况、检测方法及其依据的标准,抽样方案,所需的机械或人工配合、实验周期。
3.2.4检测前应对仪器设备检查调试。
3.2.5检测用计量器具必须在计量检定周期的有效期内。
3.2.6检测开始时间应符合下列规定:
(1)当采用低应变法或声波透射法检测时,受检桩混凝土强度至少达成设计强度的70%,且不小于15MPa。
(2)当采用钻芯法检测时,受检桩的混凝土龄期达成28d或预留同条件养护试块强度达成设计强度。
(3)承载力检测前的休止时间除应达成本条第2款规定的混凝土强度外,当无成熟的地区经验时,尚不应少于表3.2.6规定的时间。
表3.2.6休止时间
土的类别
休止时间
砂土
7
粉土
10
黏性土
非饱和
15
饱和
25
注:对于泥浆护壁灌柱桩,宜适当延长休止时间
3.2.7施工后,宜先进行工程桩的桩身完整性检测,后进行承载力检测。当基础埋深较大时,桩身完整性检测应在基坑开挖至基底标高后进行。
3.2.8现场检测期间,除应执行本规范的有关规定外,还应遵守国家有关安全生产的规定。当现场操作环境不符合仪器设备使用规定期,应采用有效的防护措施。
3.2.9当发现检测数据异常时,应查找因素,重新检测。
3.2.10当需要进行验证时或扩大检测时,应得到有关各方的确认,并按本规范第3.4.1~3.4.7条的有关规定执行。
3.3检测数量
3.3.1当设计有规定或满足下列条件之一时,施工前应采用静载实验拟定单桩竖向抗压承载力特性值:
1. 设计等级为甲级、乙级的桩基;
2. 地质条件复杂、桩施工质量可靠性低;
3. 本地区采用的新桩型或新工艺。
检测数量在同一条件下不应少于3根,且不宜少于总桩数的1%;当工程桩总数在50根以内时,不应少于2根。
3.3.2打入式预制桩有下列条件规定之一时,应采用高应变法进行试打桩的打桩过程监测:
1. 制打桩过程中的桩身应力;
2. 选择沉桩设备和拟定工艺参数;
3. 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。
3.3.3单桩承载力和桩身完整性验收抽样检测的受检桩选择宜符合下列规定:
1. 施工质量有疑问的桩;
2. 设计方认为重要的桩;
3. 局部地质条件出现异常的桩;
4. 施工工艺不同的桩;
5. 承载力验收检测时适量选择完整属于 检测中鉴定的III
类桩;
6. 除上述规定外,同类型桩宜均匀随机分布。
3.3.4混凝土桩的桩身完整性检测的抽检数量应符合下列规定;
1. 柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1根。
2. 设计等级为甲级,或地质条件复杂、成桩质量可靠性较
低的灌注桩,抽检数量不应少于总桩数的30%,且不得少于20根;其他桩基工程的抽检数量不应少于总桩数的20%,且不得少于10根。
注:1.对端承型大直径灌注桩,应在上述两款规定的抽检桩数范围内,选用钻芯法或声波透射法对部分受检桩进行桩身完整性检测。抽检数量不应少于总桩数的10%。
2.地下水位以上且终孔后桩端持力层通过核验的人工挖孔桩,以及单节混凝土预制桩,抽检数量可适当减少,但不应少于总桩数的10%,且不应少于10根。
3.当符合第3.3.3条第1~4款规定的桩数较多,或为了全面了解整个工程基桩的桩身完整性情况时,应适当增长抽检数量。
3.3.5对单位工程内且在同一条件下的工程桩,当符合下列条件之一时,应采用单桩竖向抗压承载力静载实验进行验收检测:
1. 设计等级为甲级的桩基;
2. 地质条件复杂、桩施工质量可靠性低;
3. 本地区采用的新桩型或新工艺;
4. 挤土群桩施工产生挤土效应。
抽检数量不应少于总桩数的1%,且不少于3根;当总桩数在50根以内时,不应少于2根。
注:对上述第1~4款规定条件外的工程桩,当采用竖向抗压静载实验进行验收承载力检测时,抽检数量宜按本条规定执行。
3.3.6对第3.3.5 规定条件外的预制桩和满足高应变法合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。当有本地区相近条件的对比难资料时,高应变法也可作为第3.3.5条规定条件下单桩竖向抗压承载力验收检测的补充。抽检数量不宜少于总桩数的5%,且不得少于5根。
3.3.7对于端承型大直径灌注桩,当受设备或现场条件限制无法检测单桩竖向抗压承载力时,可采用钻芯法测定桩底沉渣厚度并钻取桩端持力层岩土芯样检查桩端持力层。抽检数量不应少于总桩数的10%,且不应少于10根。
3.3.8 对于承受拔力和水平力较大的桩基,应进行单桩竖向抗拔、水平承载力检测。检测数量不应少于总桩数的1%,且不应少于3根。
3.4验证与扩大检测
3.4.1当出现本规范第8.4.5~8.4.6条和第9.4.7条中所列情况时,应进行验证检测。验证方法宜采用单桩竖向抗压静载实验;对于嵌岩灌注桩,可采用钻芯法验证。
3.4.2桩身浅部缺陷可采用开挖验证。
3.4.3桩身或接头存在裂隙的预制桩可采用高应变法验证。
3.4.4单孔钻芯检测发现桩身混凝土质量问题时,宜在同一基桩增长钻孔验证。
3.4.5对低应变法检测中不能明确完整性类别的桩或III类桩,可根据实际情况采用静载法、钻芯法、高应变法、开挖等适宜的方法验证检测。
3.4.6当单桩承载力或钻芯法抽检结果不满足设计规定期,应分析因素,并经确认后扩大抽检。
3.4.7当采用低应变法、高应变法和声波透身法抽检桩身完整性所发现的III、IV类桩之和大于抽检桩数的20%时,宜采用原检测方法(声波透射法可改用钻芯法),在未检桩中继续扩大抽检。
3.5检测结果评价和检测报告
3.5.1桩身完整性检测结果评价,应给出每根受检桩的桩身完整性类别,桩身完整性分类应符合表3.5.1的规定,并按本规范第7~10章分别规定的技术内容划分。
表3.5.1桩身完整性分类表
桩身完整性类别
分类原则
I类型
桩身完整
II类桩
桩身有轻微缺陷,不会影响桩身结构承载力的正常发挥
III类桩
桩身有明显缺陷, 对桩身结构承载力有影响
IV类桩
桩身存在严重缺陷
3.5.2 IV类桩应进行工程解决
3.5.3 工程桩承载力检测结果的评价,应给出每根受检桩的承载力检测值,并据此给出单位工程同一条件下的单桩
承载力特性值是否满足设计规定的结论。
3.5.4 检测报告应结论准确、用词规范。
3.5.5 检测报告应包含以下内容:
1.委托方名称、 工程名称、地点、建设、勘察、设计、监理和施工单位,基础、结构型式,层数,设计规定,检测目的,检测依据,检测数量,检测日期;
2.地质条件描述;
3.受检桩的桩号、桩位和相关施工记录;
4.检测方法,检测仪器设备,检测过程叙述;
5.受检桩的检测数据,实测与计算分析曲线,表格和汇总结果。
6.与检测内容相应的检测结论。
3.6检测机构和检测人员
3.6.1检测机构应通过计量认证,并具有基桩检测的资质。
3.6.2检测人员应通过培训合格,并具有相应的资质。
8 低应变法
8.1合用范围
8.1.1本方法合用于检测混凝土桩的桩身完整性,鉴定桩身缺陷的限度及位置。
8.1.2本方法的有效检测桩长范围应通过现场实验拟定。
8.2仪器设备
8.2.1检测仪器的重要技术性能指标应符合现行行业标准《基桩动测仪》JG/T3055的有关规定,且应具有信号显示、储存和解决分析功能。
8.2.2瞬态激振设备应涉及能激发宽脉冲和窄脉冲的力锤和锤垫;力锤可装有力传感器;稳态激振设备应涉及激振力可调、扫频范围为10~2023Hz的电磁式稳态激振器。
8.3现场检测
8.3.1受检桩应符合下列规定:
1.强度应符合本规范第3.2.6条第1款的规定。
2.桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同。
3.桩顶面应平整、密实,并与桩轴线基本垂直。
8.3.2测试参数应符合下列规定:
1.时域信号记录的时间段长度应在2L/c时刻后延续不少于5ms;幅频信号分析的频率范围上限不应小于2023Hz。
2.设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长,设定桩身截面积应为施工截面积。
3.桩身波速可根据本地区同类型桩的测试值初步设定。
4.采样时间间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辨率合理选择;时域信号采样点数不少于1024点。
5.传感器的设定值应按计量检定结果设定。
8.3.3测量传感器安装和激振操作应符合下列规定:
1.传感器安装应与桩顶面垂直;用耦合剂粘结时,应具有足够的粘结强度。
2.实心桩的激振点位置应选择在桩中心,测量传感器安装位置宜在距桩中心2/3半径处;空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上,且与桩中心连线形成的夹角宜为90度,激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。
3.激振点与测量传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。
4.激振方向应沿桩轴线方向。
5.瞬态激振应通过现场敲击实验,选择合适重量的激振力锤和锤垫,宜用宽脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号,宜用窄脉冲获取桩身上部缺陷反射信号。
6.稳态激振应在每一个设定频率下获得稳定响应信号,并应根据桩径、桩长及桩周土约束情况高速激振力大小。
8.3.4信号采集和筛选应符合下列规定:
1.根据桩径大小,桩心对称布置2~4个检测点;每个检测点记录的有效信号数不宜少于3个。
2.检查判断实测信号是否反映桩身完整性特性。
3.不同检测点及多次实测时域信号一致性较差,应分析因素,增长检测点数量。
4.信号不应失真和产生零漂,信号幅值不应超过测量系统的量程。
8.4检测数据的分析与鉴定
8.4.1桩身波速平均值的拟定应符合下列规定:
1.当桩长已知、桩底反射信号明确时,在地质条件、设计桩型、成桩工艺相同的基桩中,选取不少于5根I类桩的桩身波速值按下式计算其平均值;
式中Cm—桩身波速的平均值(m/a)
Ci—第i根受检桩的桩身波速值(m/a),且∣Ci- Cm∣/ Cm≤5%;
L—测点下桩长(m)
⊿T—速度波第一峰与桩底反向波峰间的时间差(ms);
⊿f—幅频曲线上桩底相邻谐振峰间的频差(Hz);
n—参与波速平均值计算的基桩数量(n≥5)。
2.当无法按上款拟定期,波速平均值可根据本地区相同桩型及成桩工艺的其他桩基工程的实测值,结合桩身混凝土的骨料型品种和强度等级综合拟定。
8.4.2桩身缺陷位置应按下公式计算:
式中x—桩身缺陷至传感器安装点的距离(m);
⊿tx—速度波第一峰与缺陷反射波峰间的时间差(ms);
c—受检桩的桩身波速(m/s),无法拟定期用cm值替代。
⊿f’—幅频信号曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差(Hz)。
8.4.3桩身完整性类别应结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况,按本规范表3.5.1的规定和表8.4.3所列实测时域或幅频信号特性进行综合分析鉴定。
表8.4.3桩身完整性鉴定
类别
时域信号特性
幅频信号特性
I
2L/c时刻前无缺陷反射波,有桩底反射波
桩底谐振峰排列基本等间距,其相邻频差⊿f≈c/2L
II
c/2L时刻前出现轻微缺陷反射波,有桩底反射波
桩底谐振峰排列基本等间距,其相邻频差⊿f≈c/2L,轻微缺陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频差
⊿f’>c/2L
III
有明显缺陷反射波,其他特性介于II类和IV类之间
IV
2L/c时刻前出现严惩缺陷反射波或周期性反射波,无桩底反射波;
或因桩身浅部严重缺陷使波形呈现低频大振幅衰减振动,无桩底反射波
缺陷谐振峰排列基本等间距,相邻频差⊿f’>c/2L,无桩底谐振峰;
或因桩身浅部严重缺陷只出现单一谐振峰,无桩底谐振峰
注:对同一场地、地质条件相近、桩型和成桩工艺相同的基桩,因桩端部分桩身阻抗与持力层阻抗相匹配导致实测信号无桩底反射波时,可按本场地同条件下有桩底反射波的其他桩实测信号鉴定桩身完整性类别。
8.4.4对于混凝土灌注桩,采用时域信号分析时应区分桩身截面渐变后恢复至原桩径并在该阻抗突变处的一次反射,或扩径突变处的二次反射,结合成桩工艺和地质条件综合分析鉴定受检桩的完整性类别。必要时,可采用实测曲线拟合法辅助鉴定桩身完整性或借助实测导纳值、动刚度的相对高低辅助鉴定桩身完整性。
8.4.5对于嵌岩桩,桩底时域反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同向时,应采用其他方法核验桩端嵌岩情况。
8.4.6出现下列情况之一,桩身完整性鉴定宜结合其他检测方法进行:
1.实测信号复杂,无规律,无法对其进行准确评价。
2.桩身截面渐变或多变,且变化幅度较大的混凝土灌注桩。
8.4.7低应变检测报告应给出桩身完整性检测的实测信号曲线。
8.4.8检测报告除应涉及本规范第3.5.5条内容外,还应涉及下列内容:
1.桩身波速取值。
2.桩身完整性描述、缺陷的位置及桩身完整性类别;
3.时域信号时段所相应的桩身长度标尺、指数或线性放大的范围及倍数;或幅频信号曲线分析的频率范围、桩底或桩身缺陷相应的相邻谐振峰间的频差。
9 高应变法
9.1合用范围
9.1.1本方法合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。
9.1.2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。
9.1.3对于大直径扩底桩和Q-s曲线具有缓变型特性的大直径灌注桩,不宜采用本方法进行竖向抗压承载力检测。
9.2 仪器设备
9.2.1检测仪器的重要技术性能指标不应低于现行行业标准《基桩动测仪》JG/T3055中表1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解决与分析的功能。
9.2.2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。
9.2.3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,并采用铸铁或铸钢制作。当采用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。
9.2.4进行高应变承载力检测时,锤的重量应大于预估单桩极限承载力的1.0%~1.5%,混凝土桩的桩径大于600mm或桩长大于30m时取高值。
9.2.5桩的贯入度可采用精密水准仪等仪器测定。
9.3现场检测
9.3.1检测前的准备工作应符合下列规定:
1.预制桩承载力的时间效应应通过复打拟定。
2.桩顶面应平整,桩顶高度应满足锤击装置的规定,桩锤重心应与桩顶对中,锤击装置架立应垂直。
3.对不能承受锤击的桩头应加固解决,混凝土桩的桩头解决按本规范附录B执行。
4.传感器的安装应符合本规范附录F的规定。
5.桩头顶部应设立桩垫,桩垫可采用10~30mm厚的木板或胶合板等材料。
9.3.2参数设定和计算应符合下列规定:
1.采样时间间隔宜为50~200μs,信号采样点数不宜小于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拟定。
4.测点处的桩截面尺寸应按实际测量拟定,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献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9.3.2取值。
表9.3.2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
7.85
2.45~2.50
2.55~2.60
2.40
7.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,现场检测完毕后应按第9.4.3条调整。
8.桩身材料弹性模量应按下式计算
E=ρ·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);
ρ—桩身材料质量密度(t/m3);
9.3.3现场检测应符合下列规定:
1.交流供电的测试系统应良好接地;检测时测试系统应处在正常状态。
2.采用自由落锤击设备时,应重锤低击,最大锤击落落距不宜大于2.5m。
3.实验目的为拟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,应按本规范附录G执行。
4.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、压应力和缺陷限度及其发展情装饰品综合拟定。
5.发现测试波形紊乱,应分析因素;桩身有明显缺陷或缺陷限度加剧,应停止检测。
9.3.4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。
9.4检测数据的分析与鉴定
9.4.1检测承载力时选取锤击信号,宜取锤击能量较大的击次。
9.4.2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.传感器安装解决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。
9.4.3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拟定(图9.4.3);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邻近桩的桩身波速值综合拟定。
9.4.4当测点处原设定波速堕落有高速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的高速应符合下列规定:
1.桩身材料弹性模量应按本规范式(9.3.2)重新计算。
2.当采用应变式传感器测力时,应同时对原实测力值校正。
9.4.5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。
9.4.6承载力分析计算前,应结合地质条件、设计参数,对实测波形特性进行定性检查:
1.实测曲线特性反映出的桩承载性状。
2.观测桩身缺陷限度和位置,连续锤击时缺陷的扩大或逐步闭合情况。
9.4.7以下四种情况应采用静载法进一步验证:
1.桩身存在缺陷,无法鉴定桩的竖向承载力。
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。
9.4.8采用凯司法鉴定桩承载力,应符合下列规定:
1只限于中、小直径柱。
2桩身材质、截面应基本均匀。
3阴尼系数Jc宜根据同条件下靜载实验结果校核,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拟定Jc值,拟合计算的桩数不应少于检测总桩数的30%,且不应小少于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的极差不宜大于平均值的30%。
9.4.9凯司法鉴定桩承载力可按下列公式计算:
式中Rc—由凯司法鉴定的单桩竖向抗压承载力(kN);
Jc—凯司法阻尼系数;
t1—速度第一峰相应的时刻(ms);
F(t1)-- t1时刻的锤击力(kN);
V(t1)-- t1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(m2);
L—测点下桩长(m)。
注:公式(9.4.9.1)合用于t1+2L/c时刻桩侧和桩端土阻力均已充足发挥的摩擦型桩。
对于土阻力滞后于t1+2L/c时刻明显发挥或先于t1+2L/c时刻发挥并导致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t1值延时,拟定Rc的最大值。
2考虑卸载回弹部分土阻力对Rc值进行修正。
9.4.10采用实测曲线拟合法鉴定桩承载力,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映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t1+2L/c时刻后延续时间不应小于20ms;对于此油锤打桩信号,在t1+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值不应超过相应桩单元的最大计算位移值。
5.拟合完毕时,土阻力响应区段的计算曲线与实测曲线应基本吻合。
6.贯入度的计算值应与实测值接近。
9.4.11本方法对单桩承载力的记录和单桩竖向抗压承载力特性值的拟定应符合下列规定:
1参与记录的试桩结果,当满足其极差不超过平均值的30%时,取其平均值为单桩承载力记录值。
2当极差超过30%时,应分析极差过大的因素,结合工程具体情况综合拟定。必要时可增长试桩数量。
3单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承载力特性值Ra应按本方法得到的单桩承载力记录值的一半取值。
9.4.12桩身完整性鉴定可采用以下方法进行:
1采用实测曲线拟合法鉴定期,拟合所选用的桩土参数应符合本规范第9.4.10条第1~2款的规定;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(涉及混凝土预制桩的接桩缝隙)拟合。
2对于等截面桩,可按表9.4.12并结合经验鉴定;桩身完整性系数β和桩身缺陷位置χ应分别按下列公式计算:
式中β—桩身完整性系数;
tx—缺陷反射峰相应的时刻(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
表9.4.12桩身完整性鉴定
类别
β值
类别
β值
I
β=1.0
III
0.6≤β<0.8
II
0.8≤β<1.0
IV
β<0.6
9.4.13出现下列情况之一时,桩身完整性鉴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创始检测方法综合进行:
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. 锤击力波上升缓慢,力与速度曲线比例失调的桩。
9.4.14桩身最大锤击拉、压成力和桩锤实际传递给桩的能量应分别按本规范的附录G相应公式计算。
9.4.15高应变检测报告应给出实测的力与速度信号曲线。
9.4.16检测报告除应涉及本规范第3.5.5条内容外,还应涉及下列内容:
1.计算中实际采用的桩身波速值和Jc值;
2.实测曲线拟合法所选用的各单元桩土模型参数,拟合曲线、土阻力沿桩身分布图;
3.实测贯入度;
4.试打桩和打桩监控所采用的桩锤型号、锤垫类型,以及监测得到的锤击数、桩侧和桩端静阻力、桩身锤击拉应力和压应力、桩身完整性以及能量传递比随入土深度的变化。
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