高应变低应变桩基检测

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一、定义
根据建筑基桩检测技术规范 JGJ106-2003
第2.1.6条，低应变：采用低能量瞬态或稳态激励方式在桩顶激励，实测桩顶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，对桩身完整性进行判断的检测方法。
第2.1.7条，高应变：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判定的检测方法。
高大钊版的《土力学与地基基础》关于大小应变的定义
大应变：指激励能量足以使桩土之间发生相对位移，使桩产生永久贯入度的动测法
小应变：指在激励能量较小，只能激发桩土体系（甚至只有局部）的某种弹性变形，而不能使桩土之间产生相对位移的动测法。
桩达到极限承载力时，即为桩周土达到塑性破坏。唯有大应变才能使桩产生一定的塑性沉降（贯入度），所测的土阻力才是土的极限阻力；小应变只能测得桩土体系的某些弹性特征值，而土的弹性变形与其强度之间并没有确定的关系。因此从理论上讲，小应变不能提供确切的单桩极限承载力，只能用于检验桩身质量。
二、何种桩需要检测
建筑基桩检测技术规范 JGJ106-2003第3.3.3条，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性检测中判定的Ⅲ类桩；
6 除上述规定外，同类型桩宜均匀随机分布。
解释：对于基桩的检测包括单桩承载力及桩身完整性两个部分，这两个部分要求检测的数量不同。
三、低应变与高应变适用范围
低应变：适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。低应变法的理论基础以一维线弹性杆件模型为依据。因此受检桩的长细比、瞬态激励脉冲有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比均宜大于5，设计桩身截面宜基本规则。另外，一维理论要求应力波在桩身中传播时平截面假设成立，所以，对薄壁钢管桩和类似于H型钢桩的异型桩，本方法不适用。本方法对桩身缺陷程度只做定性判定，尽管利用实测曲线拟合法分析能给出定量的结果，但由于桩的尺寸效应、测试系统的幅频相频响应、高频波的弥散、滤波等造成的实测波形畸变，以及桩侧土阻尼、土阻力和桩身阻尼的耦合影响，曲线拟合法还不能达到精确定量的程度。对于桩身不同类型的缺陷，低应变测试信号中主要反映出桩身阻抗减小的信息，缺陷性质往往较难区分。例如，混凝土灌注桩出现的缩颈与局部松散、夹泥、空洞等，只凭测试信号就很难区分。因此，对缺陷类型进行判定，应结合地质、施工情况综合分析，或采取钻芯、声波透射等其他方法。
高应变：适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。高应变法的主要功能是判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。这里所说的承载力是指在桩身强度满足桩身结构承载力的前提下，得到的桩周岩土对桩的抗力(静阻力)。所以要得到极限承载力，应使桩侧和桩端岩土阻力充分发挥，否则不能得到承载力的极限值，只能得到承载力检测值。与低应变法检测的快捷、廉价相比，高应变法检测桩身完整性虽然是附带性的，但由于其激励能量和检测有效深度大的优点，特别在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时，能够在查明这些“缺陷”是否影响竖向抗压承载力的基础上，合理判定缺陷程度。当然，带有普查性的完整性检测，采用低应变法更为恰当。高应变检测技术是从打入式预制桩发展起来的，试打桩和打桩监控属于其特有的功能，是静载试验无法做到的。
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