9.2.1 檢測(cè)儀器的主要技術(shù)性能指標(biāo)不應(yīng)低于現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《基樁動(dòng)測(cè)儀》JG／T 3055規(guī)定的2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
9.2.2 錘擊設(shè)備可采用筒式柴油錘、液壓錘、蒸汽錘等具有導(dǎo)向裝置的打樁機(jī)械，但不得采用導(dǎo)桿式柴油錘、振動(dòng)錘。
9.2.3 高應(yīng)變檢測(cè)專用錘擊設(shè)備應(yīng)具有穩(wěn)固的導(dǎo)向裝置。重錘應(yīng)形狀對(duì)稱，高徑(寬)比不得小于1。
9.2.4 當(dāng)采取落錘上安裝加速度傳感器的方式實(shí)測(cè)錘擊力時(shí)，重錘的高徑(寬)比應(yīng)為100～105。
9.2.5 采用高應(yīng)變法進(jìn)行承載力檢測(cè)時(shí)，錘的重量與單樁豎向抗壓承載力特征值的比值不得小于0002。
9.2.6 當(dāng)作為承載力檢測(cè)的灌注樁樁徑大于600mm或混凝土樁樁長(zhǎng)大于30m時(shí)，尚應(yīng)對(duì)樁徑或樁長(zhǎng)增加引起的樁-錘匹配能力下降進(jìn)行補(bǔ)償，在符合本規(guī)范第90205條規(guī)定的前提下進(jìn)一步提高檢測(cè)用錘的重量。
9.2.7 樁的貫入度可采用精密水準(zhǔn)儀等儀器測(cè)定。

條文說(shuō)明

9.2 儀器設(shè)備

9.2.1 本條對(duì)儀器的主要技術(shù)性能指標(biāo)要求是按建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《基樁動(dòng)測(cè)儀》JG／T 3055提出的，比較適中，大部分型號(hào)的國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口儀器能滿足。因動(dòng)測(cè)儀器的使用環(huán)境較差，故儀器的環(huán)境性能指標(biāo)和可靠性也很重要。本條對(duì)安裝于距樁頂附近樁身側(cè)表面的響應(yīng)測(cè)量傳感器——加速度計(jì)的量程未做具體規(guī)定，原因是對(duì)不同類型的樁，各種因素影響使最大沖擊加速度變化很大。建議根據(jù)實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)來(lái)合理選擇，宜使選擇的量程大于預(yù)估最大沖擊加速度值的一倍以上。如對(duì)鋼樁，宜選擇20000m／s²～30000m／s²量程的加速度計(jì)。
9.2.2 導(dǎo)桿式柴油錘荷載上升時(shí)間過(guò)于緩慢，容易造成速度響應(yīng)信號(hào)失真。
    本條沒(méi)有對(duì)錘重的選擇做出規(guī)定，因?yàn)槔么驑稒C(jī)械測(cè)試不一定是休止后的承載力檢測(cè)，軟土場(chǎng)地對(duì)長(zhǎng)或超長(zhǎng)樁的初打監(jiān)控，出現(xiàn)錘重不符合本規(guī)范第9.2.5～9.2.6條規(guī)定的情況屬于正常。另外建工行業(yè)多采用筒式柴油錘，它與自由落錘相比沖擊動(dòng)能較大，輕錘也可能完成沉樁工作。
9.2.3 本條之所以定為強(qiáng)制性條文，是因?yàn)殄N擊設(shè)備的導(dǎo)向和錘體形狀直接關(guān)系到信號(hào)質(zhì)量與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的安全。
    無(wú)導(dǎo)向錘的脫鉤裝置多基于杠桿式原理制成，操作人員需在離錘很近的范圍內(nèi)操作，缺乏安全保障，且脫鉤時(shí)會(huì)不同程度地引起錘的搖擺，更容易造成錘擊嚴(yán)重偏心而產(chǎn)生垃圾信號(hào)。另外，如果采用汽車吊直接將錘吊起并脫鉤，因錘的重量突然釋放造成吊車吊臂的強(qiáng)烈反彈，對(duì)吊臂造成損害。因此穩(wěn)固的導(dǎo)向裝置的另一個(gè)作用是：在落錘脫鉤前需將錘的重量通過(guò)導(dǎo)向裝置傳遞給錘擊裝置的底盤，使吊車吊臂不再受力。扁平狀錘如分片組裝式錘的單片或混凝土澆筑的強(qiáng)夯錘，下落時(shí)不易導(dǎo)向且平穩(wěn)性差，容易造成嚴(yán)重錘擊偏心，影響測(cè)試質(zhì)量。因此規(guī)定錘體的高徑(寬)比不得小于1。
9.2.4 自由落錘安裝加速度計(jì)測(cè)量樁頂錘擊力的依據(jù)是牛頓第二和第三定律。其成立條件是同一時(shí)刻錘體內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)和受力無(wú)差異，也就是說(shuō)，雖然錘為彈性體，只要錘體內(nèi)部不存在波傳播的不均勻性，就可視錘為一剛體或具有一定質(zhì)量的質(zhì)點(diǎn)。波動(dòng)理論分析結(jié)果表明：當(dāng)沿正弦波傳播方向的介質(zhì)尺寸小于正弦波波長(zhǎng)的1/10時(shí)，可認(rèn)為在該尺寸范圍內(nèi)無(wú)波傳播效應(yīng)，即同一時(shí)刻錘的受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均勻。除鋼樁外，較重的自由落錘在樁身產(chǎn)生的力信號(hào)中的有效頻率分量(占能量的90％以上)在200Hz以內(nèi)，超過(guò)300Hz后可忽略不計(jì)。按不利條件估計(jì)，對(duì)力信號(hào)有貢獻(xiàn)的高頻分量波長(zhǎng)一般也不小于20m。所以，在大多數(shù)采用自由落錘的場(chǎng)合，牛頓第二定律能較嚴(yán)格地成立。規(guī)定錘體高徑；(寬)比不大于105正是為了避免波傳播效應(yīng)造成的錘內(nèi)部運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不均勻。這種方式與在樁頭附近的樁側(cè)表面安裝應(yīng)變式傳感器的測(cè)力方式相比，優(yōu)缺點(diǎn)是：
    1. 避免了樁頭損傷和安裝部位混凝土質(zhì)量差導(dǎo)致的測(cè)力失敗以及應(yīng)變式傳感器的經(jīng)常損壞。
    2. 避免了因混凝土非線性造成的力信號(hào)失真(混凝土受壓時(shí)，理論上講是對(duì)實(shí)測(cè)力值放大，是不安全的)。
    3. 直接測(cè)定錘擊力，即使混凝土的波速、彈性模量改變，也無(wú)需修正；當(dāng)混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的非線性嚴(yán)重時(shí)，不存在通過(guò)應(yīng)變環(huán)測(cè)試換算沖擊力造成的力值放大。
    4. 測(cè)量響應(yīng)的加速度計(jì)只能安裝在距樁頂較近的樁側(cè)表面，尤其不能安裝在樁頭變阻抗截面以下的樁身上。
    5. 樁頂只能放置薄層樁墊，不能放置尺寸和質(zhì)量較大的樁帽(替打)。
    6. 錘高一般以200m～205m為限，則最大使用的錘重可能受到限制，除非采用重錘或厚軟錘墊減少錘上的波傳播效應(yīng)。
    7. 錘在非受力狀態(tài)時(shí)有負(fù)向(向下)的加速度，可能被誤認(rèn)為是沖擊力變化：如撞擊前錘體自由下落時(shí)的—g(g為重力加速度)加速度；撞擊后錘體可能與樁頂脫離接觸(反彈)并回落而產(chǎn)生負(fù)向加速度，錘愈輕、樁的承載力或樁身阻抗愈大，反彈表現(xiàn)就愈顯著。
    8. 重錘撞擊樁頂瞬時(shí)難免與導(dǎo)架產(chǎn)生碰撞或摩擦，導(dǎo)致錘體上產(chǎn)生高頻縱、橫干擾波，錘的縱、橫尺寸越小，干擾波頻率就越高，也就越容易被濾除。
9.2.5 我國(guó)每年高應(yīng)變法檢測(cè)樁的總量粗估在15萬(wàn)根樁以上，已超過(guò)了單樁靜載驗(yàn)收檢測(cè)的總樁數(shù)，但該法在國(guó)內(nèi)發(fā)展不均衡，主要在沿海地區(qū)應(yīng)用。本條強(qiáng)制性條文的規(guī)定連同第90206條規(guī)定之涵義，在2003年版規(guī)范中曾合并于一條強(qiáng)條來(lái)表述。為提高強(qiáng)條的可操作性，本次修訂保留了錘重低限值的強(qiáng)制性要求。錘的重量大小直接關(guān)系到樁側(cè)、樁端巖土阻力發(fā)揮的高低，只有充分包含土阻力發(fā)揮信息的信號(hào)才能視為有效信號(hào)，也才能作為高應(yīng)變承載力分析與評(píng)價(jià)的依據(jù)。錘重不變時(shí)，隨著樁橫截面尺寸、樁的質(zhì)量或單樁承載力的增加；錘與樁的匹配能力下降，試驗(yàn)中直觀表象是錘的強(qiáng)烈反彈，錘落距提高引起的樁頂動(dòng)位移或貫入度增加不明顯，而樁身錘擊應(yīng)力的增加比傳遞給樁的有效能量的增加效果更為顯著，因此輕錘高落距錘擊是錯(cuò)誤的做法。個(gè)別檢測(cè)機(jī)構(gòu)，為了降低運(yùn)輸(搬運(yùn))、吊(安)裝成本和試驗(yàn)難度，一味采用輕錘進(jìn)行試驗(yàn)，由于土阻力(承載力)發(fā)揮信息嚴(yán)重不足，遂隨意放大調(diào)整實(shí)測(cè)信號(hào)，導(dǎo)致承載力虛高；有時(shí)，輕錘高擊還引起樁身破損。
    本條是保證信號(hào)有效性規(guī)定的最低錘重要求，也是體現(xiàn)高應(yīng)變法“重錘低擊”原則的最低要求。國(guó)際上，應(yīng)盡量加大動(dòng)測(cè)用錘重的觀點(diǎn)得到了普遍推崇，如美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)ASTM在2000年頒布的《樁的高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》D4945中提出：錘重選擇以能充分調(diào)動(dòng)樁側(cè)、樁端巖土阻力為原則，并無(wú)具體低限值的要求；而在2008年修訂時(shí)，針對(duì)灌注樁增加了“落錘錘重至少為極限承載力期望值的1％～2％”的要求，相當(dāng)于本規(guī)范所用錘重與單樁豎向抗壓承載力特征值的比值為2％～4％。
    另需注意：本規(guī)范第9.2.3條關(guān)于錘的導(dǎo)向和形狀要求是從避免出現(xiàn)表觀垃圾信號(hào)的角度提出，不能證明信號(hào)的有效性，即承載力發(fā)揮信息是否充分。
9.2.6 本條未規(guī)定錘重增加范圍的上限值，一是體現(xiàn)“重錘低擊”原則，二是考慮以下情況：
    1. 樁較長(zhǎng)或樁徑較大時(shí)，一般使側(cè)阻、端阻充分發(fā)揮所需位移大；
    2. 樁是否容易被“打動(dòng)”取決于樁身“廣義阻抗”的大小。廣義阻抗與樁身截面波阻抗和樁周土巖土阻力均有關(guān)。隨著樁直徑增加，波阻抗的增加通?？煊谕磷枇?，而樁身阻抗的增加實(shí)際上就是樁的慣性質(zhì)量增加，仍按承載力特征值的2％選取錘重，將使錘對(duì)樁的匹配能力下降。
    因此，不僅從土阻力，也要從樁身慣性質(zhì)量?jī)煞矫婵紤]提高錘重是更科學(xué)的做法。當(dāng)樁徑或樁長(zhǎng)明顯超過(guò)本條低限值時(shí)，例如，1200mm直徑灌注樁，樁長(zhǎng)20m，設(shè)計(jì)要求的承載力特征值較低，僅為2000kN，即使將錘重與承載力特征值的比值提高到3％，即采用60kN的重錘仍感錘重偏輕。
9.2.7 測(cè)量貫入度的方法較多，可視現(xiàn)場(chǎng)具體條件選擇：
    1. 如采用類似單樁靜載試驗(yàn)架設(shè)基準(zhǔn)梁的方式測(cè)量，準(zhǔn)確度較高，但現(xiàn)場(chǎng)工作量大，特別是重錘對(duì)樁沖擊使樁周土產(chǎn)生振動(dòng)，使受檢樁附近架設(shè)的基準(zhǔn)梁受影響，導(dǎo)致樁的貫入度測(cè)量結(jié)果可靠度下降；
    2. 預(yù)制樁錘擊沉樁時(shí)利用錘擊設(shè)備導(dǎo)架的某一標(biāo)記作基準(zhǔn)，根據(jù)一陣錘(如10錘)的總下沉量確定平均貫入度，簡(jiǎn)便但準(zhǔn)確度不高；
    3. 采用加速度信號(hào)二次積分得到的最終位移作為貫入度，操作最為簡(jiǎn)便，但加速度計(jì)零漂大和低頻響應(yīng)差(時(shí)間常數(shù)小)時(shí)將產(chǎn)生明顯的積分漂移，且零漂小的加速度計(jì)價(jià)格很高；另外因信號(hào)采集時(shí)段短，信號(hào)采集結(jié)束時(shí)若樁的運(yùn)動(dòng)尚未停止(以柴油錘打樁時(shí)為甚)則不能采用；
    4. 用精密水準(zhǔn)儀時(shí)受環(huán)境振動(dòng)影響小，觀測(cè)準(zhǔn)確度相對(duì)較高。