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五、问答题

1.可以采用高应变法进行单桩竖向抗压承载力验收检测的范围是哪些？抽检数量如何确定？

2．当采用高应变法对单桩承载力验收检测时对被检桩有哪些要求？

3．高应变检测时出现哪些情况应采用静载法进一步验证？ 4．高应变动力试桩应如何选择锤重和落高？对传感器的安装有什么要求？为什么？

5．基桩高应变动力检测的锤击设备应符合哪些规定？ 6．高应变测试重锤的选择要点有哪些？

7合分析？．“重锤低击”有哪些好处？“轻锤高击”为什么不利于拟

8对灌注桩进行高应变检测，对桩头的处理有什么要求？ 9符合哪些规定？．采用高应变法进行试打桩与打桩监控时，传感器的安装应 10应变法传感器宜安装在距桩顶不小于，《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106(1)的桩侧表面处一2003）规定：高(D为试桩的直径或边宽）够的距离？

。为什么传感器的安装点与桩顶之间应有足11.如何判定高应变检测时所采集的力和速度信号的优劣？ 12否可以进行比例调整？为什么？．高应变实测的力和速度信号第一峰起始比例失调时，是

13．出现哪些情况时，高应变锤击信号不得作为分析计算的依据？

14．采用CASE法判定桩承载力应符合哪些规定？ 15．简述CASE法的基本假定、局限性及优缺点。

16请叙述通过动静对比试验方法确定去值的方法，并列出有关．CASE法判定桩承载力时，需用到CASE阻尼系数Jc，公式。

17算公式的适用范围。哪些情况下不适用该公式？如何进行修，请写出CASE法判定的单桩承载力计算公式，说明该计正？ 18．采用实测曲线拟合法判定桩承载力，应符合哪些规定？ 19．简述波形拟合法的数学模型、基本原理和成果分析。 20．为什么需要动静对比？动静对比成立应满足哪些条件？ 21.基桩高应变检测与低应变检测有哪些不同？

22mm．高应变动力检测，预制方桩截面尺寸为，桩长为52m，为1：6 斜桩，采用打桩锤做冲击设6佣mm × 6佣备。在桩顶下线与桩中心轴保持垂直，采用在受检桩附近架设基准梁安置1. 0m处4个侧面安装传感器，传感器安装轴百分表的方法实测桩的贯人度，并由加速度信号2次积分得到的最终位移作为校核。请指出以上测试方法的不妥之处，并写出正确的测试方法。

23，上行波曲线wu(t)能反映哪些桩土特征？

24．上行波曲线wu(t)能给出哪些桩侧阻力信息？

25静阻力是否为桩的极限承载力值？．每一次锤击都能求到一个最大的静阻力，如何判断这个

26．什么情况下会出现桩侧土的卸载？

27．某钻孔灌注桩，低应变检测时发现严重缩径。施工单位委托某检测机构拟用高应变法检测单桩承载力。高应变锤击信号的分析、计算采用实测曲线拟合法。请问该方案是否可行？

28．简述CAPWAPC的典型分析过程。

29．举例说明什么情况下应考虑使用辐射阻尼？

30．简要说明主要土参数单独变化时对拟合曲线的影响。 31.感器直接测量冲击力的方式。自由落锤为整体铸造，高径比某高应变检测人员采用在自由落锤锤体对称安装加速度传为()r2。加速度传感器对称安装在靠近自由落锤锤体打）。请问：为锤体高度） 0，5Hr处

，桩顶上放置尺寸和质量较大的桩帽（替(1)比，采用在自由落锤锤体对称安装加速度传感器直接测量冲与在桩头附近的桩侧表面安装应变式传感器的测力方式相击力的方式有哪些优点？

在上述操作中该检测人员有哪些错误之处？

对称安装在桩侧表面的加速度传感器距桩顶的距离应符合哪些规定？

32．打桩引起的桩身破坏有哪几种形式？

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33波速是不一致的，为什么？．同一根钢筋混凝土桩，采用高应变法、低应变法检测的 34哪个是初打，哪个是．图）、图(b)是同一根桩的初打、复打波形曲线，请判断 复打，并说明理由。

35限承载力约．某工程302根佣kNPHC。某检测机构在高应变检测时使用管桩的高应变动力检测，单桩预估极2t重锤。在出具的检测报告中，将实际使用锤重约3t2t改为锤重达到设计极限承载力的约，而且其高应变检测结果反映，该工程单桩极限承载力只 50％。后经委托其他检测单位对同2力符合设计要求。请问：该检测机构有哪些违规之处？根桩高应变检测和同2根桩的静荷载试验，单桩极限承载

36．下面4根桩在沉桩28d后采用2型柴油重锤进行复打测试，试述测试时需输人的桩参数。传感器安装点在桩顶下Omo 1?

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问答题

1.答：对于下列4种情况应采用单桩竪向抗压静载试验进行验收检测：

(1)设计等级为甲级的桩基；

地质条件复杂、桩施工质量可靠性低； 采用新桩型或新工艺；

挤土群桩施工产生挤土效应。

对于以上的灌注桩，可采用高应变法进行单桩竖向抗压承载力验收检4种情况以外的预制桩和满足高应变适用检测范围测。

当有相近条件下的对比验证资料时，高应变法可以作为情况下单桩竖向抗压承载力验收检测的补充。 4种抽检数量不应少于总桩数的5％，且不少于5根。 2被检桩应具有代表性。

对不能承受锤击的桩头应加固处理。

被检桩应满足桩顶部分的自由长度大于头测点处截面尺寸应与原桩身截面尺寸相同。2倍桩径或边宽。桩

被检桩的休止期和混凝土龄期（或设计强度）应满足相应设计规范的规定。若验收检测工期紧，无法满足休止时间规定时，应在检测报告中注明。

3．答：当出现下列情况时应采用静载法进一步验证： (1)桩身存在缺陷，无法判定桩的竖向承载力； 桩身缺陷对水平承载力有影响；

单击贯人度大，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；

嵌岩桩桩底同向反射强烈，且在时间射。

2L/c后无明显端阻力反4极限承载力的．答：进行高应变承载力检测时，锤的重量应大于预估单桩1. 0％、

1. 高值。5％，混凝土桩的桩径大于

600mm或桩长大于30m时取采用自由落锤为锤击设备时，宜重锤低击，最大锤击落距不得大于2．5mo

检测时至少应对称安装冲击力和冲击响应（质点运动速度）测量传感器各2个。传感器宜分别对称安装在距桩顶不小于(1)传感器与桩顶之间的距离可适当减小，但不得小于的桩侧表面处(D为试桩的边宽或外径）；对于大直径桩，面处的材质和截面尺寸应与原桩身相同，传感器不得安装在IDO安装截面突变处附近。

各传感器的安装面材质应均匀、密实、平整，并与桩轴线平行，否则应采用磨光机将其磨平。

应变传感器与加速度传感器的中心应位于同一水平线上，同侧的力传感器和加速度传感器间的水平距离不宜大于80mmo行。

安装完毕后，传感器的中心轴应与桩中心轴保持平安装螺栓的钻孔应与桩侧表面垂直。安装完毕后的传感器应紧贴桩身表面，锤击时传感器不得产生滑动。安装应变式传感器时应能保证锤击时的可测轴向变形余量。当连续锤击监测时，应将传感器连接电缆有效固定。

5装置（导杆式柴油锤除外）都可作为锤击设备。重锤应材质．答：锤击设备宜具有稳固的导向装置。打桩机械或类似的均匀、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。当采取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。

6.(1)高径（宽）比不得小于高应变检测用重锤应材质均匀、形状对称、锤底平整，1，并采用铸铁或铸钢制作。当采取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 （2）进行高应变承载力检测时，锤的重量应大干预估单桩极限承载力的1?0％、

1. 5高值。％，混凝土桩的桩径大于

6佣mm或桩长大于30m时取7.“重锤低击”的好处：

“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；

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“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，

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

“重锤低击”作用类似静载试验中快速维持荷载法或静动法试验。

“轻锤高击”不利于拟合分析的原因：

(1) 至破坏；“轻锤高击”产生的应力集中容易使桩身材料塑性变形甚

由于冲击脉冲窄小，应力波在向下传播时，桩的一部分处于加载状态，另一部分处于卸载状态，桩的沉降位移一般是很小的，桩甚至没有沉降位移；

由于加载速率较高，动阻力及惯性力较大，使用阻尼系数误差对结果影响很大，同时应力波衰减也较快，到达桩深部甚至变得比较微弱。

8如下处理：，答：为了确保高应变检测时锤击力的正常传递，桩头应做

(1)混凝土桩应先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土。

桩头顶面应平整，桩头中轴线与桩身上部的中轴线应重合。 桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同一高度上。

距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为3、5m的钢板围裹或距桩顶顶应设置钢筋网片l. 5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于2一3层，间距 100mm。桩60、100mm。

桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高于C30。

1、2级，且不得低桩头测点处截面尺寸应与原桩身截面尺寸相同。

桩头顶部应设置桩垫，桩垫可采用合板等材料。

10、30mm厚的木板或胶9装应符合下列规定：．答：采用高应变法进行试打桩与打桩监控时，传感器的安

(1)应变传感器与加速度传感器的中心应位于同一水平线上；同侧的应变传感器和加速度传感器间的水平距离不宜大于80mmo行。

安装完毕后，传感器的中心轴应与桩中心轴保持平各传感器的安装面材质应均匀、密实、平整，并与桩轴线平行，否则应采用磨光机将其磨平。

安装螺栓的钻孔应与桩侧表面垂直；安装完毕后的传感器应紧贴桩身表面，锤击时传感器不得产生滑动。安装应变式传感器时应对其初始应变值进行监视，安装后的传感器初始应变值应能保证锤击时的可测轴向变形余量为：于± 1佣0些；钢桩应大于± 1500些。

．混凝土桩应大当连续锤击监测时，应将传感器连接电缆有效固定。

10的面力，变换为分布不同但静力等效的面力，那么近处的应，答：依照圣维南原理：“如果把物体的一小部分边界上力分布将显著改变而远处所受的影响可以不计” 9 当传感器安装在离桩顶一定距离时，可以避开桩顶附近复杂的应力状态，使所测信号符合一维弹性波的理论要求；同时也可以避免一旦桩头被打裂而对传感器造成的损坏。 738 11.答：

(1)到的问题有桩周饱和黏性土在锤击振动下强度剧烈降低，桩连续锤击下，信号应具有稳定性、重复性。试验中可能碰的承载力在多次锤击下不断下降，波形曲线变化很大。对此，《建筑基桩检测技术规范》应变信号来提供承载力。 (JGJ 106一2003）规定不得以高力曲线和速度曲线在开始阶段有正比例关系，但峰值不一定重合。这是由波动理论决定的，在没有上行波产生之前，力与加速度应该成正比。如果地表有较大土阻力，或传感器安装截面下不远处有变阻抗，都会使力和速度峰值不重合。 力曲线和速度曲线在结束阶段应归零。力信号不归零，或者由于安装压力不足，传力过程中产生相对错动，这时需重新拧紧膨胀螺栓；或者由于安装位置的混凝土产生塑性变形或开裂等，这时必须选择适当的位置重新安装传感器。速度信号不归零，一般可看作是低频加速度信号混人的结果。 贯人度必须足够大以充分激发基桩承载力。术规范》(JGJ 106一2003）建议单击贯人度在《建筑基桩检测技2—6mm之

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间。贯人度小，使检测得到的承载力低于极限值；贯人度过大造成的桩周土扰动大，承载力分析所用力学模型与实际情况相差较大，与静载试验对比，统计结果离散性很大。

12．答：在多数情况下，正常施打的预制桩，力和速度信号第一峰应基本成比例。但在以下几种情况下比例失调属于正常：

(1)桩浅部阻抗变化和土阻力影响；

采用应变式传感器测力时，测点处混凝土的非线性造成力值明显偏高；

锤击力波上升缓慢或桩很短时，土阻力波或桩底反射波的影响。

除第2种情况减小力值可避免计算的承载力过高外，其他情况的随意比例调整均是对实测信号的歪曲，并产生虚假的结果。因此，禁止将实测力或速度信号重新标定。

13．答：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)传感器安装处混凝土开裂或出现严重塑性变形使力曲线最终未归零；

严重偏心锤击，两侧力信号幅值相差超过1倍； 触变效应的影响，预制桩在多次锤击下承载力下降； 四通道数据不全。

14，答：采用CASE法判定桩承载力应符合下列规定： (1)只限于中、小直径桩； 桩身材质、截面应基本均匀；

阻尼系数六宜根据同条件下静载试验结果校核，或应在己取得相近条件下可靠对比资料后，采用实测曲线拟合法确定Jc值，拟合计算的桩数不应少于检测总桩数的 30％，且不应少于3根；

在同一场地、地质条件相近和桩型及其截面积相同的情况下，六值的极差不宜大 于平均值的30％。

15.答：CASE法的基本假定是桩身截面没有变化，应力波在传播过程中没有能量耗散和信号畸变，桩周土的动阻力忽略不计，桩底土的动阻力与桩端的运动速度成正比。 CASE法的局限性如下：

(1)假设条件苛刻且桩土模型理想化，与工程桩实际差别较大，计算结果的可靠性降低；

CASE法阻尼系数Jc为地区性经验系数，物理意义不明确，取值的人为因素较多，需要通过动、静对比试验来确定； 桩身阻抗有较大变化时，CASE法无法考虑，严重影响计算结果；

CASE法不能将桩侧摩阻力与桩端承力分开，且不能得到桩侧摩阻力分布。

CASE是一个半经验的方法，它的优点是简明快速，可以在锤击的同时计算出承载力值。因此非常适合对打人桩打人过程中的质量控制和对打桩设备性能的测定。它的缺点是选择六有一定的随意性，在计算时仅用到实测曲线的几个特征值，有一定的误差。

16．答：CASE阻尼系数Jc是CASE法高应变动力试桩中一个关键的地区性无量纲经验系数。在满足CASE法动力试桩的基本假设条件下，该系数的取值合理与否直接影响到 CASE法判定的单桩竖向抗压承载力的准确性，而该系数的合理取值一直是动测人员较难解决的问题，需要通过动、静对比试验来确定。

动、静对比试验宜“动在先，静在后”。动、静试验时桩的承载力时间效应基本相同，支撑桩结构的地基岩土承载力应充分发挥。静载试验的破坏模式不应是桩身结构破坏，否则动、静试验没有可比性。 CASE法判定单桩承载力实测值宜按下式计算： 该式适用于2L/c时刻桩侧和桩端土阻力均已充分发挥的摩擦型桩。

对于土阻力滞后于21-/c时刻明显发挥或先于2L/c时刻发挥并造成桩中上部强烈反弹这两种情况，应分别采用以下两种方法对&值进行提高修正：

(1)适当将2L在延时，确定R。的最大值；

（2）考虑卸载回弹部分土阻力对&值进行修正。

17．答：CASE法判定单桩承载力可按下列公式计算：

Rc一（1一六）·〔F）+Z · V()i月/2 +（1 4-Jc) · CF()I + 2L应）一Z，V()i + 2L在）] / 2

式中，Rc为由CASE法判定的单桩承载力实测值，单位是kN；Jc为CASE法阻尼系数；0为速度第一峰所对应的时刻，单位是ms；F（0为'1时刻测点处实测的锤击力，单位是kN；V（0）为0时刻的质点运动速度，单位是m/s；Z为桩身截面广义波阻抗，单位是kN ? 5/m；，A为桩的截面积，单位是m；L为测点下桩长，单位是m。

该式适用于2L/c时刻桩侧和桩端土阻力均已充分发挥的摩擦型桩。

对于土阻力滞后于2L在时刻明显发挥或先于2L在时刻发挥并造成桩中上部强烈反弹这两种情况，应分别采用以下两种方法对Rc值进行提高修正：

(1)适当将2L/c延时，确定R。的最大值；丿40 （2）考虑卸载回弹部分土阻力对&值进行修正。 18．答：

(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。

拟合分析选用的参数应在岩土工程的合理范围内。

曲线拟合时间段长度在有+ 2L应时刻后延续时间不应小于20mso对于柴油锤打桩信号，在+ 2L在时刻后延续时间不应小于30mso

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。

拟合完成时，土阻力响应区段的计算曲线与实测曲线应吻合，其他区段的曲线应基本吻合。 贯人度的计算值应与实测值接近。 19．答： (1) 数学模型

波形拟合法的数学模型分为桩身和土的模型。 A?桩身模型

波形拟合法采用连续杆件模型，即把桩看作连续的、不变的、线性的和一维的弹性杆件。将桩分成NP个弹性杆件单元，不同截面的各单元长度值不等，但各单元长度的取值必须使应力波通过每个单元时所需的时间相等。 B.土模型

波形拟合法将土简化为理想弹塑性模型：土位移小于最大弹性位移Q时，应力和应变呈线性关系；一旦位移大于Q值，应力不再随应变增加而增加，而进人塑性状态。

灌注桩桩底有可能存在沉渣或虚土，预制桩由于打桩挤土效应会使桩上抬，桩底产生缝隙，故设置“土隙”参数GAP0 基本原理

波形拟合法把桩划分若干段（单元），假定各分段的桩、土参数。然后用现场实测得到两根实测波形F(t)和v(t)，或下行波，作为已知边界条件进行波动程序计算，求得力或速度波形，或上行波。也就是用计算波形去拟合实测波形，两者进行比较，直到两者吻合程度达到要求为止。从而得到单桩极限承载力、桩侧阻力分布、计算的荷载一沉降曲线（05曲线）。 成果分析

单桩竖向抗压承载力检测值、完整性系数、桩侧及桩端土阻力分析、模拟的邻曲线。

20、答：高应变动测属半直接法。其直接测试值是重锤冲击桩顶过程中桩身某截面的力变量和运动变量。以直接测试量作为基础采用一维纵波理论，对桩一土体系、桩型作简化假定后间接获得单桩承载力和桩身完整性。因此，必须通过大量的动静对比试验，为高应变动测试验提供对比参照，以检验高应变试验、桩一土模型及参数选择的合理性及方法的适用性等。 高应变动测方法在理论和实践方面都是较为严谨的，它可独 立完成对单桩承载力的判 定，但是目前CASE法还属于半经验的方法，而CAPWAPC法在拟合过程中从若干个优选解中选取最终解时，人为因素的影响仍然较大。为了提供较准确的单桩承载力，必须通过同样地质条件、施工工艺和桩型的动静对比，来减少桩．土模型及参数选择的随意性，从而提高高应变单桩承载力检测的精度。

要使动静结果对比有意义，两种测试方法必须满足下列条件：

试验时的桩土体系必须相同

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