高应变法在建筑桩基检测中的应用

高应变法在建筑桩基检测中的应用

王政富

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云南省建设投资控股集团有限公司

摘要：桩基础的检测技术有很多种，具有不同技术特征的检测方法在不同的检测工作中有着不同的适用范围和技术要求。本文对高应变动态测桩法展开了分析，并利用现场测试和应用，对高应变动态测试法在桩基检测工作中的技术要点进行了探讨。经过实践，我们发现，在现场桩基检测的过程中，任何一个细节上的失误都有可能对检测结果产生影响，从而导致较大的精度误差。

关键词：建筑工程；桩基检测；高应变法

1高应变法桩基检测的概念

随着建设进程的加快，桩基作为建筑物的支承结构，对工程质量有很大的影响，所以，在施工过程中，有必要对其进行质量检验，以便及时发现施工中的安全隐患，确保施工质量。在目前阶段，高应变法是一种常用的桩基检测技术，它始终是有关工作顺利进行的基础，它的技术含量非常高，但是有关人员在操作的时候仍然存在着许多问题，在一定程度上会对检测的准确性造成影响。所以，有必要对高应变方法进行深入的研究，在充分掌握高应变方法的基础上，才能更好地运用高应变方法进行桩基础的检测。通过该技术，可以对桩基的承载能力和完整性进行检测，对桩基的整体状态有一个全面的了解，可以提前发现并对其进行处理，从而确保相关工作的顺利开展。

2高应变动力测桩法的基本检测原理

高应变动态测桩技术以应力波理论为基础，以应力波、速度波为依据，对桩身完整性、单桩竖向极限承载力等进行了判定。高应变动力测桩法主要是利用在顶部施加一个瞬时的冲击力，来激发桩土对桩体的阻力，进而接收截面速度信号与应力信号，以计算公式为依据，进行计算，经过拟合，得到桩基P-S曲线，极限承载力，桩侧各段阻力的分布等信息，并与其相应的地质工程勘察报告中所提到的相关分层和参数相比较。高应变动态测桩法不仅可以快速地进行检测，而且不会对桩基础产生任何的影响和损伤。除此之外，从实际操作的角度来看，如果现场的实际工程条件符合高应变法的适用条件，那么这种检测方法的误差也是很小的，大部分都在可控制的范围内。在检测的过程中，还可以借助其他的技术手段，来提高检测的准确性。然而，高应变动态测桩法的精度与桩身的性质、测量仪器的精度、测试条件的配合程度、传感器的安装质量、重锤偏心、桩帽处理质量、测试人员的专业水平等因素都会对高应变动态测桩法的精度产生影响。所以，在实际应用的过程中，应该严格遵守标准，减少检测误差。

3高应变动力检测技术方法

3.1CASE法

这种方法是以对应力波的检测为基础，CASE法在进行检测的时候，要将检测的单桩当作连续的等截面桩，然后运用波形理论对检测到的结果进行计算，最后将检测的结果和桩基工程的要求相比较，看桩基质量是否达到了要求。CASE法检测后计算出的桩基承载力数据，是对单桩承载力的估计值，因此不太准确，但检测的过程比较简单，适用于桩基工程打桩时的检测。

3.2阻力系数法

利用一维波方程求解岩土体对桩身的支护阻力，并给出了相应的计算公式。该方法有三个基本假设：桩的阻抗值为等值；桩周桩尖土体对桩身产生的抗力可分成两个方面：一是动力抗力，二是静抗力，动力抗力主要集中于桩顶，而桩侧土体抗力可忽略不计；静力抗力模型是一个完全刚性的塑性材料，它不考虑应力波在桩体内的内部阻尼损失以及其向桩周土的散失。

3.3波形拟合法

波形拟合是目前公认的最为精确的单桩承载力计算方法。该方法将桩基-土体系转化为一个离散的弹性介质模型，假设每一单元的桩基及土体参数，并以实测的桩端速度波（或力波）为边界条件，采用特征线方法，对桩端力波（或或波速）进行数值模拟，并将计算结果与实测结果相吻合。如果二者不一致，则重新调整桩-土参数，重新进行计算，直到达到一致为止。在此条件下，各个参数均为最优估计值，并得到了承载能力、侧阻分布及Q—S曲线。

4高应变法在建筑桩基检测中的应用

4.1 处理桩头

桩头处理的好坏对探伤效果有较大影响，应引起足够的重视。首先，因破碎层及软土对探伤效果有较大影响，施工前必须对破碎层及软土进行开挖，以避免对探伤效果的影响。其次，对于钻孔灌注桩、桩头严重损坏的预制桩、桩头已经发生屈曲的钢桩，工人们必须在施工前对桩头进行应急修补和加固，以避免因钢筋破坏而造成的破坏。四是要熟练掌握桩盖的制作工艺。施工人员在制作桩盖的时候，要确保桩顶面的水平、平整，桩头的中轴线要与桩身的上部中轴线一致，并且其截面积要与原桩身的截面面积一样，以确保桩基的标准和桩头的质量。另外，锤击对桩头的质量也会有不同程度的影响，所以在试验过程中，应该根据桩头的处理来制造桩盖，既要防止桩头的裂缝，又要防止它对传感器的影响。

4.2 安装传感器

在桩基础测试过程中，传感器是最主要的一个环节，如何确保传感器的质量就显得尤为重要。首先，在桩身布置时，应尽量避开桩身应力集中区域，同时也要保证在桩身与桩身之间有足够的间距，以避免产生过大的应力集中。其次，目前所使用的传感器有两种，一种是应力传感器，另一种是加速度传感器，在安装过程中，操作者必须将这两种传感器保持在一个水平线上，并且这两种传感器之间的横向间距不能超过80毫米，这样才能最大程度地发挥出它们的作用。第三，传感器的功能还与其自身材质和安装面的材质相关，在实际的作业环节中，要确保安装面材质的均匀性、密实性和平稳性。最后，在安装点周围，还要进行专门的检测，以避免出现裂纹，对波峰造成影响。另外，在安装传感器的过程中，必须对锚杆进行钻孔，使锚杆与桩身保持垂直；同时，为了避免以后可能发生的变形，传感器必须与桩表面保持紧密接触，并具备一定的防震性能。

4.3 强化数据分析

在桩的检验过程中，需要进行许多参数的计算，其中最重要的就是数据的准确性。首先，必须强化试验曲线的解析。测试曲线可以将桩基础的完整性和受力情况反映出来，有关人员需要根据实际情况，对锤击是否偏心、锤击能量是否足够、传感器工作是否正常、是否对数据曲线进行合理的解释等进行分析，确保数据的准确性。其次是对波浪速度的测定。其中，以波速为代表的弹性波在桩中传播的速度，其数值对桩的检测效果有很大的影响，应引起有关人员的足够关注。当前，由于缺乏对地震波速度进行分析的技术，有关部门主要是通过对地震波的上行波和下行波的计算来确定地震波速度。第四，人才的培育。在这一过程中，既要有专门的仪器，又要有专门的技术人才，所以，有关部门要在人才培养上下功夫。一是引入先进的计算机技术，提高操作人员的综合素质；另外一方面，通过增加利益来吸引更多的技术人才，从而达到全面提高运算能力。 

结语：

总之，高应变法主要用于检测桩基竖向抗压承载力极限值，并判断其是否符合设计要求，同时还能判别桩身的完整性，与静载荷试验相比，检测速度有了很大的提高，还可以利用低应变法作为辅助操作，相互补充验证。在实际的应用过程中，检测人员应该持续地提升自己的专业技术水平，并且还要严格地遵守规范，从而提升检测工作的质量。

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