高应变检测
高应变检测是一种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，实验时用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力时程曲线，通过波动理论分析。
一、基本原理
高应变动力试桩法是用瞬态的高应变状态来考验桩，揭示桩土体系在接近极限阶段的实际工作性能，从而对桩的合格性作出正确的评价。其具体步骤如下：
1、用动态的冲击荷载代替静态的维持荷载进行试验，冲击下的桩身瞬时动应变峰值要和静载试验至极限承载力时的静应变值大体相当；在此情况下，桩土体系进入充分的非弹性工作阶段，桩和桩周土之间出现瞬时的剪切破坏模式，从而相当充分地激发桩周土对桩的全部阻力作用。
因此，高应变试桩实际上是一种快速的载荷试验；
2、实测时采集桩顶附近有代表性的桩身轴向应变（或内力）和桩身运动速度（或加速度）的时程曲线，通过必要的布点和计算，获得传感器安装截面的轴向平均内F(t)和轴向平均运动速度V(t)；
3、由于所施加的锤击力是一个相对较短暂的脉冲力，在桩身中可观察到应力波的传播过程；因此，可以运用一维波动方程对桩身阻抗和土阻力实现分段分层的分析和计算，推算桩周土对桩的阻力分布（包括静阻力和动阻力）和土的其它力学参数，在充分的冲击作用下，就能获得岩土对桩的极限阻力；得到比静载试验更加丰富的实际数据；
4、根据岩土阻力分布和其它力学参数，进行分级加载的静载模拟计算，求得静载试验下的Q～s曲线，最终确定合理的单桩竖向极限承载力。
高应变的分析方法分为两种：CASE法和实测曲线拟合法。
CASE法认为只要桩身符合等阻抗，桩侧无动阻力、静阻力恒定，无能量损耗三条，给于桩顶充分的冲击荷载，使桩土体系进入充分的非弹性工作阶段，岩土对桩的总阻力就可用以下公式计算得出：
Rz(t)=（Fm,t1+Z*Vm,t1）/2+（Fm,t2－Z*Vm,t2）/2
而岩土对桩的总阻力由动阻力和静阻力两部分组成，从总阻力中扣除动阻力后就所要求岩土对桩的静阻力；于是CASE法又衍生出多种算法：阻尼系数法、最大阻力法、最小阻力法、自动法等，其中最基本的方法还是阻尼系数法，其计算静阻力的计算公式为：
RSP=（Fm,t1+Z*Vm,t1）（1－Jc）/2+（Fm,t2－Z*Vm,t2）（1+Jc）/2
其中Jc称为CASE阻尼系数，是CASE法求取承载力关键，最直接的求取方法是同一工程场地的动静对比试验，无可靠的动静对比方法确定时，可取以下经验值：
| 土质 | 纯砂 | 粉砂 | 粉土 | 亚粘土 | 粘土 |
| Jc | 0.1～0.15 | 0.15～0.25 | 0.25～0.4 | 0.4～0.7 | 0.7～1.0 |
实测曲线拟合法的基本原理是：在一维波动理论的基础上，利用数值方法求解一维连续线弹性的桩及非线性弹塑性土的波动模型(一维桩～土波动模型)，并以桩顶实测力或实测速度为边界条件，求得力或速度的响应，通过计算值与实测值之间的比较拟合，从而逐步求得实际桩土参数以确定单桩极限承载力及相应参数；
实测曲线拟合法的计算步骤如下：正确选取信号，确定波速平均值——根据工程地质报告和施工记录，假定桩和土的力学模型及其模型参数——利用实测的速度（或力、上行波、下行波）曲线作为输入的边界条件，通过波动方程数学求解，反算桩顶的力（或速度、上行波、下行波）曲线——根据计算的曲线同实测的曲线的吻合情况，有针对性地调整桩土模型及参数，直至吻合良好（一般拟合质量不宜大于5）——最后，也应使贯入度的计算值和拟合值吻合良好。
其具体做法是：将力传感器与加速度传感器对称安装于距桩顶不小于1倍桩径的桩侧面，利用重锤自由落体或动态打桩机械产生的能量使桩产生一定量的位移，同时用力传感器与加速度传感器采集桩输出的力与加速度信号；然后将信号输入桩基动测仪进行拟合分析。其典型实测曲线如下：
高应变典型实测曲线
评价桩身结构完整性。由于高应变动力检测荷载起升时间一般大于2ms，因此对于桩的浅部缺陷判定存在盲区，因此在有浅部缺陷的时候，应采用低应变动力检测法进行辅助检测。基于高应变动力检测的特点，评价桩身结构完整性实际上只是对桩身阻抗变化的评价，一般不宜判断缺陷的性质，必要时，则需结合桩型、地质资料、施工工艺和施工记录综合判定。
二、检测依据
中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014。
三、检测方法
a.高应变动力试桩是用高能量的冲击荷载实际考核桩土体系。一般来说，冲击下的桩身瞬时动应变峰值要和静载荷试验至极限承载力时的静应变值大体相当。在这种情况下，桩土体系进入充分的非弹性工作阶段，桩和桩周土之间出现瞬时的剪切破坏模式，从而相当充分地激以桩周土对桩的全部阻力作用。因此，它实际上仍属于载荷试验的范畴，只是利用快速施加的动荷载取代了缓慢的静荷载。
b.实测时，采集桩顶附近有代表性的桩身截面的轴向应变和桩身运动加速度的时程曲线，通过必要的布点和计算，获得该截面的轴向平均内力F（1）和轴向平均运动速度V（t）。
c.由于所施加的锤击力是一个相对较短暂的脉冲力，在桩身中可以观察到应力波的传播过程。因此，可以运用一维波动议程对桩身阻抗和土阻力实现分段分层的分析和计算，从而在桩身的完整性和桩周土的承载力方面，得到比静载荷试验更加丰富和详细的实际数据。
d.基于上述全部数据和分析结果，可以有根据地推断单桩极限承载力。在一定条件下，还可以完成模拟的静力计算，推断相应的静载荷试验下的Q-S曲线。
测试的波动原理分析采用FEIWAPC程序和实测曲线拟合法，通过以实测的力、速度、上行力波、下行力波为已知边界条件，建立相应的波动方程，通过特征线法求解。具体步骤为：
(a)假定各桩单元参数（如A、E、C、桩身阻尼等）；
(b)建立与桩单元相邻的土阻力模型；
(c)以实测的速度或力（或下行力波、上行力波）做为桩顶边界条件输入，通过求解特征线议程，反算出桩顶的力或速度，上行力波或下行力波；
(d)将计算所得曲线与实测曲线比较，如不符，则调整单元参数和土“模型”参数，重新计算直到计算曲线与实测曲线不能进一步完善为止；
(e)输出并打印拟合曲线及实测曲线及相应的荷载—沉降曲线，桩身剖面图以及桩身力与土阻力分布图。
3.3 凯司法计算方法
应力波沿桩身传播满足一维应力波动方程。
根据边界条件和上述假设可得出极限承载力的解析解：
对于等截面桩，当桩身截面发生变化时，进一步的理论推导可以求的位置的完整性指数，其表达式为：
表2：桩身完整性判定表
| 桩身完整性类别 | 缺陷程度 | β |
| Ⅰ | 无缺陷 | 1.0 |
| Ⅱ | 轻度缺陷 | 0.8≤β＜1.0 |
| Ⅲ | 明显缺陷 | 0.6≤β＜0.8 |
| Ⅳ | 严重缺陷 | β＜0.6 |
