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自從上個世紀(jì)90年代EPC引進(jìn)美國基樁動力學(xué)公司PDI動力測樁技術(shù)開始，就一直受到國內(nèi)檢測同行的信賴。PIT低應(yīng)變檢測是基樁完整性普檢的有效手段，PDA高應(yīng)變測試在各個不同的應(yīng)用場景如承載力復(fù)核、打樁監(jiān)控、巖土勘察中占有重要的地位。還有一些新的前沿技術(shù)如熱法樁身完整性測試TIP、混凝土厚度測試ACT、沉渣厚度定量測試SQUID等，在國外應(yīng)用廣泛，我們EPC也正在積極的做國內(nèi)推廣，目的是為了更好的服務(wù)基樁檢測客戶、更好的服務(wù)國內(nèi)建設(shè)項目。

如同所有的物探方法論一樣，基樁動力測試也需要在滿足一定的應(yīng)用場景、滿足合適的應(yīng)用條件下，才能得出符合實際的結(jié)果。不能背離了這個前提，不能濫用。為了讓大家更好的理解動力測試技術(shù)，我們將分10期來詳細(xì)討論一下基樁動力檢測的一些細(xì)節(jié)問題。

今天講第一期，PDA高應(yīng)變測試現(xiàn)場檢測階段問答整理，下一期我們探討一下PIT測試問題，后面我們會講到PDA高應(yīng)變測試數(shù)據(jù)解析、沉渣定量測試及成孔質(zhì)量測試、TIP熱法樁身完整性測試等。請大家關(guān)注。

大家都很清楚，高應(yīng)變測試結(jié)果的可靠性100%依賴現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量，高質(zhì)量數(shù)據(jù)才能得出可靠的結(jié)果。下面就各位同行咨詢的現(xiàn)場測試階段的問題整理回答如下。

1丨首先傳感器的安裝位置應(yīng)避免樁身中可能會產(chǎn)生應(yīng)力集中效應(yīng)部位，如鋼樁變徑變壁厚處、焊點、吊耳、接樁、排氣孔等。

2丨傳感器對稱安裝在距樁頂不小于2D處。如果是大直徑樁比如海上風(fēng)電樁基礎(chǔ)，可以稍微放寬點限制，但不應(yīng)小于1D。（D為樁直徑），同側(cè)的加速度傳感器與應(yīng)變傳感器距離不宜大于8公分，推薦5公分以內(nèi)。

3丨這里強(qiáng)調(diào)一下必須對稱安裝，海上風(fēng)電測試中，有時由于現(xiàn)場測試環(huán)境比較惡劣，有些同行將4或8只傳感器都安裝在同一側(cè)，采集信號當(dāng)然理想，但其實這不符合測試要求。

4丨樁頂測力裝置傳感器安裝

PDI的樁頂測力裝置是灌注樁PDA測試的一個輔助設(shè)備，可以解決灌注樁測力不精準(zhǔn)與開挖、接樁等準(zhǔn)備工作繁雜的問題。由于預(yù)先打了孔，直接安裝傳感器即可。

這是PDA用戶問的最多的一個問題，松緊度有兩個方面

1丨傳感器自身的松緊度，這個主要是應(yīng)變傳感器打眼問題。

PDI應(yīng)變傳感器上下安裝孔標(biāo)準(zhǔn)76mm，如果現(xiàn)場打孔小了或大了，那么傳感器就會產(chǎn)生一個初始應(yīng)變值，小了處于受壓狀態(tài)，反之大了處于受拉狀態(tài)。

一般情況下，孔間距與76mm輕微的偏差，不會影響實際應(yīng)變測量結(jié)果和測量精度，但是會影響傳感器的測試量程。

但一些特殊情況下，比如初始應(yīng)變值直接超過極限測試量程8000με了，那么傳感器可能會被破壞掉。所以盡量使孔間距保持在76mm。

2丨傳感器與樁身緊貼的松緊度。

有些同行擔(dān)心傳感器在高能量錘擊下產(chǎn)生松動問題，所以在緊固螺栓的時候，使勁擰，在遇到安裝面不平整又沒有打磨的時候，甚至都把傳感器擰到變形了。我們統(tǒng)計過傳感器損壞的原因，90%以上的傳感器損壞都是這種情況導(dǎo)致的。

其實只要將傳感器緊貼住混凝土或鋼安裝面，左右不能晃動或轉(zhuǎn)動即可。

這里主要講一下鋼樁的傳感器安裝工具，因為鋼樁應(yīng)用場景稍微少一些，有些同行是第一次接觸。一般情況下，鋼樁上安裝傳感器的流程是：先用5.2或5.3的鉆頭鉆孔，再用6個的攻絲錐攻絲，最后用螺桿安裝傳感器即可。

海上測試的時候，由于在船上，安裝設(shè)備盡量在陸上調(diào)試好或多配置幾套，以免現(xiàn)場出現(xiàn)狀況就麻煩了。

另外，很多同行用一些其他的方法在鋼管樁上安裝傳感器。比如將螺桿或螺帽焊在樁身上，不建議使用這種方法，如果焊點沒處理好，會影響測試的精度。

如果是采用打樁錘，液壓錘和柴油錘都是很好的選擇，對中性好，錘重足夠。這里要注意：一般情況下，導(dǎo)桿式柴油錘不適合PDA測試。

自由落錘一般建議錘的高徑比不小于1，一個是為了保證測試安全，另一個重要的原因是能保證沖擊應(yīng)力在錘中傳播的時候，錘體的各個橫截面運動不均勻性比較小，錘體可近視看成是剛體。

對于過于細(xì)長的錘體，錘內(nèi)各個橫截面運動不均勻性增強(qiáng)，此時，錘體應(yīng)視為一個彈性桿件進(jìn)行沖擊響應(yīng)分析。

組合錘，中間連接部位要緊密，保證測試安全，盡量不要采用片式組合錘。

一般規(guī)定，錘重為期望承載力或極限承載力的2%較合適。

采用重錘低擊更好。

輕錘高擊即提高落距雖然也能提高輸入能量，但在充分激發(fā)承載力的前提條件下，可能會造成樁頂局部受力過大而破壞，特別是混凝土樁。另外，輕錘的沖擊脈沖相比重錘窄，應(yīng)力波傳播的不均勻性增強(qiáng)，即樁身受力和運動的不均勻性明顯，動阻力影響加劇，與位移相關(guān)的靜阻力分段發(fā)揮，使數(shù)據(jù)分析誤差增加。

另外，國外有些經(jīng)驗，打鋼樁的錘重易大于樁身自重的8%，大家也可以參考一下。

我們測試的時候一般有初打與復(fù)打兩種情況。進(jìn)行承載力分析時，初打信號一般選取停錘前EMX或FMX最大的幾錘進(jìn)行擬合分析較適宜。

復(fù)打，即樁經(jīng)過一定時長的休止期后再進(jìn)行PDA測試，如果復(fù)打的錘擊數(shù)過多，可能會造成樁土重新被擾動，此時承載力會急劇下降。所以承載力復(fù)打測試建議錘擊數(shù)不要過多，滿沖程下20-30錘以內(nèi)即可。一般以連續(xù)擊打能量發(fā)揮最大的前幾錘作為分析數(shù)據(jù)較合適。

我們在基樁公眾號里專門寫了一篇文章來分析高應(yīng)變的波速問題。在高應(yīng)變測試中，有兩個波速，一個為平均波速或叫計算波速，用來定義2L/C區(qū)間，另外一個為彈性波速或叫預(yù)設(shè)波速，用來計算彈性模量的。兩者功能不一樣，不要混淆了。

數(shù)據(jù)采集前，我們在儀器里設(shè)置的波速為彈性波速，由傳感器安裝面的材質(zhì)確定。比如說，我們混凝土預(yù)制樁打樁作業(yè)，用了鋼替打，將傳感器安裝在鋼替打上，那么此時的波速應(yīng)設(shè)置為鋼的5123或5120，就不能設(shè)置為混凝土的。

另外，很多同行喜歡在做高應(yīng)變測試前做一下低應(yīng)變，這是個很好的措施，可以相互驗證一下樁身完整性信息。但不適宜用低應(yīng)變的波速來替代高應(yīng)變的平均波速。

在滿足一定的長徑比的前提下，樁可視為非線性彈性體，高頻信號的波速會大于低頻，由于沖擊激勵的錘重不同，低應(yīng)變激振頻率比高應(yīng)變高，所以低應(yīng)變測試的波速要比高應(yīng)變測試的波速大一些。而PDA測試又是一個定量分析，波速每增減10%，測得的力就要增減21%，所以不能用低應(yīng)變的波速來替代。

106-2014規(guī)范里要求曲線擬合時長在T1+2L/c時刻后延續(xù)時間不應(yīng)小于20ms；對于柴油錘打樁信號，在T1+2L/c時刻后延續(xù)時間不應(yīng)小于30ms。

原因有兩個，一是沖擊脈沖持續(xù)的時長一般不超過20ms；二是與位移相關(guān)的總靜阻力一般會不同程度地在2L/C滯后發(fā)揮，特別是端承樁，端阻力的激發(fā)需要很大的位移，所以總土阻力的發(fā)揮嚴(yán)重滯后，因此2L/c后延時足夠的時間，使得曲線擬合能包含全部的土阻力信息。

一般情況下，我們選擇200ms的總采樣時間是可以滿足大部分測試的，采樣頻率這里，如果是鋼對鋼沖擊，采樣頻率可以選大一些，如20KHz。

另外，這里有個pretrigger buffer time，我們一般叫預(yù)觸發(fā)時間，預(yù)觸發(fā)延遲時間設(shè)置的是傳感器觸發(fā)并產(chǎn)生信號之前，儀器提前記錄的時間。對于非柴油錘，這個時間是固定的；而對于柴油錘，儀器會根據(jù)用戶所選擇的采樣時間和采樣頻率以及錘型自動計算一個默認(rèn)值，當(dāng)然，這個值是可以修改的，點擊相應(yīng)區(qū)域就可以進(jìn)行輸入。預(yù)觸發(fā)延遲時間不可以低于其最低限值。

如果這個值設(shè)置的不對，比如說本來是柴油錘，在錘型選擇里設(shè)置成了液壓錘，那么就可能造成以下情況，導(dǎo)致信號前段過長。請見下面案例演示：

我們在做高應(yīng)變測試有一些誤區(qū)，其中最大的誤區(qū)在于注重CAPWAP擬合的技巧，而忽視現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量。這有一點本末倒置了。數(shù)據(jù)質(zhì)量好，如海上風(fēng)電鋼管樁測試，由于現(xiàn)場測試條件良好，后期的數(shù)據(jù)處理就簡單。請各位工程師一定要將更多的注意力放在現(xiàn)場測試這一塊。如果您遇到更多的現(xiàn)場測試問題，可以隨時來咨詢歐美大地基樁測試部。