JGJ106-高应变法解读课件.ppt

《《建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范》》JGJ 106-2003JGJ 106-2003高应变法高应变法1建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法高应变法• 符号与术语• 基本方法• 适用范围• 仪器设备• 现场检测• 分析与判定2建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法高应变法符号与术语（1）：桩身完整性• 综合定性指标• 分类依据：对承载力的影响• 关于连续性： 桩长：短与断桩（区别方法） 桩径：设计值，允许偏差 （动测法只能“相对”）3建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变高应变法法符号与术语（2）：桩身缺陷• 理论依据：波阻抗变小！• 分类依据：地质资料，桩型， 成桩工艺，施工记录• 关于波形特征的议论（频率，幅度 ）4建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法高应变法符号与术语（3）：高低应变• 动荷载造成的桩身应变• 桩周土进入塑性变形状态• 应变：低于< 0.01% 高于> 0.1%依据5建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法高应变法符号与术语（4）：承载力• 桩身结构承载力• 桩周岩土承载力6建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：修改背景高应变法：修改背景高应变法修改背景方法问题检测技术问题应用范围人员素质问题7建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：修改背景高应变法：修改背景背景：方法问题—CASE法模型问题CASE法模型问题• 缺陷，变界面，桩长• 动阻力假定，Jc含义• 阻力的发挥时段• 对某些震荡成分的认识（灌注桩）8建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：修改背景高应变法：修改背景背景：方法问题—拟和法模型问题• 单元参数问题 弹限，动阻模型，缺陷模型• 多解性9建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：修改背景高应变法：修改背景背景：检测技术问题• 锤的制作与选用• 桩头预处理与桩垫• 检测系统• 贯入度• 灌注桩的困难• 检测原理与重锤低击10建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：基本原理高应变法：基本原理背景：应用范围问题CASE法：摩擦型，中小直径，界面均匀拟合法：参数及结果的取值在合理范围11建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：修改背景高应变法：修改背景背景：人员素质问题• 对原理的理解 低应变，高应变，拟合法的关系• 对应用范围的限制• 对技术细节的关注• 对波形质量的识别 精益求精的态度12建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：基本原理高应变法：基本原理高应变法基本原理• 波动理论：一维均质线性弹性杆• 基本特性：阻力与反射13建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：基本原理高应变法：基本原理一维弹性杆（杆底自由）中的波动：14建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：基本原理高应变法：基本原理一维弹性杆（杆底固定）中的波动：15建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：基本原理高应变法：基本原理一维弹性杆（刚度变小）中的波动：16建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：基本原理高应变法：基本原理一维弹性杆（刚度变大）中的波动：17建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：基本原理高应变法：基本原理一维弹性杆中的波动：速度波与力波（1）18建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：基本原理高应变法：基本原理一维弹性杆中的波动：速度波与力波（2）19建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：适用范围高应变法：适用范围适用范围（1-1）主要：竖向抗压承载力 是否满足设计要求附带：桩身完整性 能量大，深度深，有效特有：监测桩身应力与锤击能量传递限制：灌注桩—经验与对比资料不宜：Q-s缓变形，大直径扩底 异型桩，组合型桩（平面波）20建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：适用范围高应变法：适用范围适用范围（1-2） JGJ/T 93-95 适用范围判定极限承载力评价桩身完整性监测桩身应力与桩锤效率估计土阻力分布21建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：适用范围高应变法：适用范围适用范围（2）应进行静载试验的情况• 设计等级为甲级• 地质复杂，施工可靠性低• 本地区新桩型，新工艺• 挤土群桩施工产生挤土效应数量：>1% 且 >= 3 (总数<50 时 >2 )无相应条件下的动静对比验证资料22建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：适用范围高应变法：适用范围适用范围（3）打桩监测• 控制桩身应力• 选择沉桩设备与工艺参数• 选择桩端持力层23建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：适用范围高应变法：适用范围适用范围（4）抽样原则• 有疑问• 重要• 局部地质异常• 工艺不同• 完整性 III 类• 其他：均匀随机24建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：适用范围高应变法：适用范围适用范围（5）检测数量• 打桩监测：>= 3根• 验收补充：>=5 且 >=5%25建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：适用范围高应变法：适用范围适用范围（7）验证与扩检验证：• 浅缺陷：开挖• 裂隙：高应变• 低应变中的问题桩：其他方法扩检• 承载力不符设计要求，• 低应变，高应变，声波法 III类与IV类值和>20%26建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：适用范围高应变法：适用范围关于适用范围的议论• 单桩竖向抗压承载力 极限值与检测值 • 灌注桩的特点（桩身，锤）• 大直径扩底桩（不宜） 原因：持续荷载与位移量27建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：仪器设备高应变法：仪器设备仪器设备：重锤（1）• 材质均匀• 形状对称• 锤底平整• 高径比 >1 （导向）自由落锤测力 • 整体铸造• 高径比 1.0--1.5 （质点）28建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：仪器设备高应变法：仪器设备仪器设备：重锤（2）• 锤重：1.0%--1.5%预估极限承载力 D>600 或 L>30 取1.5% 桩长—发挥摩阻力时间 桩径—发挥端阻力时间• 贯入度测试：精密水准仪 (可) 关于加速度计的两次积分（时段，精度） 关于架设基准梁的位移测试 • 导向装置 ：（宜）29建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：仪器设备高应变法：仪器设备仪器设备：加速度计• 量程2倍的预估值关于精度影响的讨论• 非线性（正负方向的不对称性）• 零漂• 积分对误差的“放大”30建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：现场检测高应变法：现场检测现场检测（1）休止期31建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：现场检测高应变法：现场检测现场检测（2）准备工作• 桩头预处理 ：平整，加固。

• 锤击装置 ：垂直，轴线重合• 桩头设置桩垫：10-30mm 木板或胶合板32建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：现场检测高应变法：现场检测现场检测（3-1）：传感器安装-自由落锤33建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：现场检测高应变法：现场检测现场检测（3-2）：传感器安装-自由落锤• 避免桩头非线性变形的影响• 避免桩头弹性参数取值误差• 加速度计只能安装在桩头• 带来桩垫的影响（惯性，波动） 只能使用薄层桩垫• 整体要求导致锤重不可能较大34建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：现场检测高应变法：现场检测现场检测（3-3）：传感器安装-混凝土方桩35建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：现场检测高应变法：现场检测现场检测（3-4）：传感器安装-管桩36建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：现场检测高应变法：现场检测现场检测（3-5）：传感器安装-H型钢桩37建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：现场检测高应变法：现场检测现场检测（4-1）参数的选取• 纪录时段：拟合法 > 2L/c + 20ms > 2L/c + 30ms柴油锤• 时间间隔：50-200us • 测点参数：截面，密度，波速，弹模38建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：现场检测高应变法：现场检测现场检测（4-2）参数的选取—桩身参数• 桩长，截面（设计，记录）• 密度(表：9.3.2)• 波速（设定，调整） 预制桩：沉桩前实测波速平均值 灌注桩：预设波速经验值，实测调整 讨论测点参数与桩身参数39建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：现场检测高应变法：现场检测现场检测（4-3）重锤低击 重锤低击 ：落距<2.5m• 稳定性与偏心力• 瞬态力值与能量传递• 土的动阻力响应• CASE法对作用力的要求40建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：现场检测高应变法：现场检测现场检测（4-4）关注特征值• 桩顶位移• 桩身应力• 贯入度 2-6mm • 缺陷及其发展意义：强调检测人员的定性检查与判断，高质量的波形本身就能定性反映桩的基本性状41建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：分析与判定高应变法：分析与判定分析与判定：波形有效性波形的基本特征（特征值）选取能量较大的击次结合地质资料设计参数定性取舍42建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：分析与判定高应变法：分析与判定分析与判定：不得作为计算依据的情况• 测点缺陷或严重塑性变形 力的时程曲线不归零• 锤击严重偏心（>33%）• 预制桩多次锤击下承载力下降• 4通道数据不全43建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：分析与判定高应变法：分析与判定分析与判定：桩身波速的确定（1）44建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：分析与判定高应变法：分析与判定分析与判定：桩身波速的确定（2）桩有缺陷或桩底反射变宽桩较短且锤击力波上升缓慢反射不明时可综合考虑• 根据桩长，波速的合理范围• 临近桩的桩身波速关于波速调整的说明：测点波速与桩身波速测点波速与桩身波速45建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：分析与判定高应变法：分析与判定分析与判定：测点力波与速度波比例问题力波与速度波比例失调的原因• 桩身阻抗变化• 土阻力• 测点非线性• 短桩或力波上升缓慢时禁止力波与速度波的比例调整46建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：分析与判定高应变法：分析与判定分析与判定：验证——静载 高应变出现特定情况• 缺陷导致无法判断承载力• 缺陷对水平承载力有影响• 承载性状与地质资料不符• 嵌岩桩底同向反射且无端阻力反射47建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：分析与判定高应变法：分析与判定分析与判定：CASE法基本假定与限定（1）• 桩身阻抗恒定• 动阻力只与桩底质点速度有关• 阻力发挥时段：2L/c计算公式与位移无关48建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：分析与判定高应变法：分析与判定分析与判定：CASE法基本假定与限定（2）• 中小直径• 桩身材质，截面应基本均匀• Jc ：同条件下静载结果校核 相近条件下，拟合法确定 拟合数量 30%,>3根 相近地质，相同桩型 极差 <30%(平均值)• 贯入度：2—6mm (综合控制参数)49建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：分析与判定高应变法：分析与判定分析与判定：关于Jc的讨论• CASE法简化公式的需要• 与土中细颗粒含量的定性关系• 经验性的取值• 取值范围过大根本性的解决：动静对比，拟合校核50建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：分析与判定高应变法：分析与判定分析与判定：CASE法——计算公式51建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：分析与判定高应变法：分析与判定分析与判定：CASE法——计算图例• 阻力的延迟与卸载修正：拟合分析• 不得调整力与速度信号第一峰的比例52建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：分析与判定高应变法：分析与判定分析与判定：CASE法——完整性系数53建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：分析与判定高应变法：分析与判定分析与判定：拟合法的基本规定• 模型明确合理• 参数取值范围合理• 拟合时段：t1+2L/c + 20ms t1+2L/c + 30ms (柴油锤)• 单元土最大弹性位移值 < 单元最大位移值结果（应）• 土阻力响应段：与实测曲线吻合• 贯入度基本吻合54建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 高应变法：分析与判定高应变法：分析与判定分析与判定：拟合法的问题• 拟和过程简介• 桩土作用机制的复杂性• 模型的不统一• 优化控制参量的不统一• 数学上的多解性55。