技术交流

测试有关问题

1 试桩的要求

高应变测试及分析是基于一维弹性波理论，要求受测桩有一定的长径比，同时要求桩身混凝土材料有一定的抗压强度。对于广泛使用的挖孔灌注桩，桩一般较短，桩径变化较大，特别是对大直径、大扩大头的挖孔桩，用一维近似分析测试信号会有较大的误差。

“重锤低击”试验方法

重锤低击有以下几点好处：

（1）重锤低击可避免“轻锤高击”产生的应力集中，而应力集中容易使桩身材料产生塑性甚至破坏；

（2）重锤低击荷载脉冲作用时间长，且荷载变化缓慢，可以使桩产生较大的沉降位移；

（3）重锤低击，桩体产生的速度较小，速度变化率也较小，因此动阻力的影响较小，可减少动阻尼参数误差对拟合分析影响，提高拟合分析精度；

（4）重锤低击作用可类似静荷载中快速加载及静动法试验。

锤重一般不小于预期静承载力的1.5%。

落锤高度

控制落锤高度一般基于以下条件：

（1）冲击力不宜过高，否则桩体材料会塑性变形甚至破坏；

（2）桩体有一定的沉降位移，确保桩被打动；

（3）要求落锤稳定。

以上条件对重锤(>1.5%极限承载力)很容易满足，但对轻锤则往往是矛盾的，因为降低落高控制冲击力，无法使桩体有沉降，要使桩体产生沉降，非增加落高，提高冲击力不可。

2 信号处理有关问题

信号组合

为了消除偏心锤击造成的一边受拉、一边受压的情况，一般将两侧的信号进行平均后作为分析信号。这种平均仅在一边受拉、一边受压情况下有效，理论上要求锤击点与两侧传感器在一条连线上。现场实验，落锤方向有时难以控制，偏心落锤可能导致两边侧点信号同时受拉、受压，采用平均迭加是无法消除这种影响。此外，由于两侧的桩况、安装环境不同，有时可能导致某侧传感器安装较差，有时可能两侧的F、ZV 曲线只有一个较好，用平均只能起到更坏的效果，因此，对信号进行优化组合在实际检测是很必要。特别是在对心锤击情况，偏心影响可以不考虑，轴对称两侧测点信号应该是比较接近的，若仅因安装、连线等原因导致部分通道记录信号不理想，可选择某种组合的信号进行分析。当某通道没有记录到信号，作信号平均已不具有修正偏心作用，实际上是将该参数幅值减半，是不恰当的。

测试信号校正

F(t)曲线是通过F(t) = E × e (t)× A = rAC2安e (t装) 在桩侧的应变计（应变环） 测量的应变计算出来的， ，Z·V(t)曲线是由安装在桩侧的加速度计测量的加速度积分计算出来的，即Z V(t) A c a(t)dt t × = × × ò0r。测量处波速值与平均波速是不同的，用平均波速代替测点波速引起的误差。因此，ρ、A、C 三参数会影响F(t)、ZV(t)曲线幅值，且对两者影响程度不一样，这些参数设置不当，会影响F(t)、ZV(t)幅值。此外，应变计是两点安装，两点之间混凝土与其它处混凝土差异程度及安装匹配耦合程度也会影响应变的测量。在作拟合分析之前，对F(t)、ZV(t)幅值差别作校正是必要的。当冲击脉冲起跃较陡的情况下，F(t)、ZV(t)曲线由零点到达峰值点走时很短，在这段时间内，应力波传播距离很小，由此激发的土阻力也不大，F(t)、ZV(t)上升段基本吻合，峰值相差也不大。根据这一原则，可对F(t)、ZV(t)曲线进行校正。校正的参考曲线一般以ZV(t)为主，因为加速度计是单点安装，测量精度相对较高。将待校的曲线上升段及峰值调整与参考曲线比较接近。

冲击力与极限承载力关系

在动荷载作用下，桩体要运动必须克服静阻力、动阻力、惯性力，因此，要使桩体有一定动位移，冲击力必须大于极限承载力。静阻力与桩周土层、桩底土层有关，与外部荷载变化形式无关，动阻力、惯性力大小与质点速度、速度变化率、土层性质等有关。一般来说，质点速度越小，速度变化率越小，动阻力、惯性力就越小，冲击力与极限承载力差距就越小。对“重锤低击”实验方式，由于脉冲持续时间长，荷载大小变化缓慢，在桩体产生一定沉降后，激发的承载力与冲击力差别可以在较小范围内。“轻锤高击”方式，脉冲持续时间短，荷载变化幅度大，动阻力、惯性力也较大，要使桩体打动，冲击力要远远大于桩的极限承载力。对于颗粒比较密实的土层，由于阻尼系数较大，动阻力也较大，冲击力与极限承载力差距也相应较大。在冲击力脉冲一定的情况下，桩截面越大，质点速度越小，动阻力在总阻力比例也越小，对大直径桩极限承载力与冲击力差距可能较小。