5　单桩动力检测

5.1　高应变法

5.1.1　本方法适用于判定单桩竖向抗压承载力和检测桩身完整性，监测预制桩打桩过程。

5.1.2　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。

5.1.3　在没有动静对比资料或该地区工程经验时，对于大直径的扩底桩、大直径的嵌岩桩、超长的灌注桩和Q-s曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩，不宜采用本方法进行竖向抗压承载力检测。

5.1.4　存在严重缺陷的桩，采用本方法进行检测时不应提供桩的承载力。

5.1.5　检测前的准备工作应符合下列规定：

1　桩顶露出的高度应满足传感器安装和锤击装置架设的要求，重锤及桩头的纵轴线应与桩身中轴线重合，桩顶面应平整；

2　对不能承受重锤冲击的桩头，应在检测前进行加固处理。混凝土桩的桩头处理应按本标准附录A的规定执行；

3　传感器的安装应符合本标准附录C的规定；

4　桩头顶部应设置桩垫，桩垫宜采用10mm～30mm厚的木板或胶合板等材质均匀的材料，垫面宜略大于桩顶面积，桩垫受冲击损坏、变形后及时更换。

5.1.6　参数设定和计算应符合下列规定：

1　采样时间间隔宜为50μs～200μs，信号采样点数不宜少于1024点；

2　传感器的设定值应按计量检定或校准结果设定；

3　测点处的桩截面尺寸应按实际测量确定；

4　桩身波速可根据桩身混凝土强度等级及实测经验等综合设定，并应用实测桩底反射信号进行校核；

5　质量密度和弹性模量应按实际情况设定；

6　测点以下桩长可采用设计文件或施工记录提供的数据作为设定值，并应用实测时间和合理波速进行校核；

7　桩身材料质量密度应按表5.1.6的规定取值；

8　桩身材料弹性模量应按下式计算：

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）。

5.1.7　现场检测应符合下列要求：

1　检测前应对仪器、电源系统、传感器、连线、接地情况及设定参数等进行全面检查，确认无误后方可进行检测。检测时整个测试系统应处于正常工作状态；

2　采用自由落锤为锤击设备时，应重锤低击，最大锤击落距不宜大于2.5m；

3　试验目的为确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，应按本标准附录D的规定执行；

4　预制桩承载力的时间效应应通过初打、复打确定。

5.1.8　检测时根据采集数据的质量分析原因，进行检查、调整、改正，当出现下列情况之一时，应重新试验或停止检测：

1　测试波形紊乱，信号异常；

2　同一根桩多锤测试信号无规律；

3　两侧力信号幅值相差超过一倍；

4　一侧力信号呈现明显的受拉特征；

5　力信号未归零；

6　桩身有明显缺陷不闭合或缺陷程度加剧；

7　四通道数据不全。

5.1.9　承载力检测前的休止时间宜满足最短休止期。

5.1.10　承载力分析计算前，应结合地质条件、设计参数，对所有实测信号进行定性检查分析，观察各实测波形特征反映出的桩的承载性状和桩身缺陷程度和位置，连续锤击时缺陷的扩大或逐步闭合情况，选取锤击能量较大的击次的信号进行分析计算。

5.1.11　出现下列情况之一时，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；

2　严重锤击偏心，两侧力信号幅值相差超过1倍；

3　四通道测试数据不全。

5.1.12　桩底反射明显时，桩身波速可根据速度波第一峰起升沿的起点到速度反射峰起升（下降）沿的起点之间的时差与已知桩长值确定（图5.1.12）；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确定。

5.1.13　采用实测曲线拟合法判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相应岩土层性状的合理范围内，同一场地相似条件下的各桩，其同一参数不宜相差太大；

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；

6　贯入度的计算值应与实测值接近。

5.1.14　单桩竖向抗压承载力特征值Ra应按本方法得到的单桩承载力检测值的一半取值。

5.1.15　桩身完整性判定应采用以下方法进行：

1　采用实测曲线拟合法判定时，拟合时所选用的桩土参数应符合本标准第5.1.13条第1款、第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、包括混凝土预制桩的接桩缝隙拟合；

2　对于等截面桩且缺陷深度x以上部位的土阻力Rx未出现卸载回弹时，桩身完整性系数β和桩身缺陷位置x应分别按式（5.1.15-1）和式（5.1.15-2）计算，桩身完整性可按表5.1.15的规定并结合经验判定。

式中：β——桩身完整性系数，其值等于缺陷x处桩身截面阻抗与x以上桩身截面阻抗的比值；

tx——缺陷反射峰对应的时刻（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（图5.1.15）。

5.1.16　当出现下列情况之一时，桩身完整性判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他检测方法综合进行：

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；

5　对于等截面桩且缺陷深度x以上部位的土阻力Rx出现卸载回弹。

5.1.17　桩身最大锤击拉、压应力和桩锤实际传递给桩的能量应按本标准附录D中相应公式计算。