摘要：随着我国基本建设事业的发展,桩基工程的日益增多,各种类型混凝土灌注桩的大量应用,又出现了许多新的质量问题,因此桩的检测工作量很大。传统的检测方法是桩的静载荷试验,由于其费用高、时间长,通常检测数量只能达到总桩数的1 %左右。因而,高应变动力检测以其技术相对先进、操作较为简便,近年来得到了广泛的推广和应用。
关键词：高应变法桩基检测;数据
引言
在桩基检测技术中用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力时程曲线，通过波动理论分析，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，这就是高应变法。高应变法的主要功能是判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。桩基动测具有费用低、快速、轻便、适于普查等优点，这大大地促进了桩基动测技术的研究和应用。
1.测试原理
高应变测试是用重锤冲击桩顶,使桩周土产生弹塑变形,通过采集桩顶附近截面的力和速度时程曲线,经应力波理论分析,计算出桩的承载力和桩身的完整性。
高应变动力试桩法的具体做法是:
（一）用高能量的冲击荷载实际考核桩土体系。一般说来,冲击下的桩身瞬时动应变峰值要不小于静载荷试验至极限承载力的静应变值。
（二）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Fm(t)和轴向平均运动速度Vm(t)。
（三）在实测数据中包含了桩身阻抗和土阻力的分段分层信息。
（四）根据桩土体系的实际工作机理建立数学模型,运用一维波动方程分析实测数据,就能获得有关桩身完整性和桩土体系承载力的结果。
（五）在长期的和大量的静动对比基础上,可以根据上述的实测数据和分析结果有根据地推断单桩极限承载力。
2.现场测试技术
2.1桩头处理对数据曲线的影响。桩头质量好坏直接影响波的传播效果，对于桩头的处理应先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土，对灌注桩、桩头严重破损的混凝土预制桩和桩头已出现屈服变形的钢桩，试验前应对桩头进行修复或加固处理。桩头顶面应水平、平整，桩头中轴线与桩身中轴线应重合，桩头截面积应与原桩身截面积相同，桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同一高度上。距桩顶上1倍桩径范围内，宜用3mm―5mm钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范围内设箍筋，间距不宜大于100mm。桩顶应设置钢筋网片2―3层，间距60mm―100mm，桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1―2级，且不得低于C30。桩头应高出桩周土2―3倍桩径，桩周1.2m以内应平整夯实。桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1～2级，且不得低于C30。
2.2锤击能量对高应变测试的影响。高应变动力测试时，锤击能量大，对桩头的处理要求也更高，一定要高度重视认真对待。对于混凝土钻孔灌注桩，要认真截除污浆或不密实部分，然后外接一段等截面桩头，其长度一般不小于2倍桩径，混凝土强度等级提高1―2级（不得低于C30）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆外接桩头时要将桩身主筋延伸至桩顶，桩顶还应设置二三层钢筋网片，网片间距5cm左右，顶层网片要有适当的混凝土保护层（一般5cm）这样既可防止桩头开裂，保证试验成功，又可保护传感器不至损伤。桩头几何轴线要求与桩身重合，桩头表面要水平，桩头外壁要求光滑密实，以利于安装传感器并采集到良好的应力应变信号。
2.3传感器的安装对高应变测试的影响。传感器直接测到的信号是检测面上的应变和加速度的信号，要根据其他参数设定值计算后才能得到力和速度信号。检测截面选择不当，如传感器过分靠近桩顶或在变截面附近，实测的应变不具代表性；传感器安装处局部混凝土质量差，不利传感器的固定，在锤击力作用下还可能产生严重的非弹性变形，同时截面的阻抗也估算不准等，都会影响承载力的计算结果。尤其对于灌注桩传感器的安装应符合以下几点。①传感器不得安装在变截面附近，因为该截面应力集中，所测的力不准。安装点也不该离桩顶太近，一般为1.5D―2.0D为佳，这样就可以减少应力集中的偏心的影响。②应变传感器与加速度传感器的中心应位于同一水平线上；同侧的应变传感器和速度传感器间的水平距离不宜大于80mm，传感器的中心轴应与桩中心轴保持平行，这样安装可以对量测的信号进行平均，以消除锤击偏心的影响。③传感器的安装面材质应均匀、密实、平稳，并与桩轴线平行，否则应用磨光机磨平。若安装点附近有裂缝或塑性变形，易使波形峰值处速度大于力，力波尾部不归零。④安装螺栓的钻孔与桩侧表面垂直，安装完毕后的传感器应紧贴桩身表面，不能由于锤击振动引起松动或接触不良，以保证传感器和桩身一起变形。
3.数据分析技术
3.1测试曲线的分析
数据曲线应该反映桩的完整性和桩的动力及静力特性。判断数据曲线是否合格，主要根据以下几个方面：
1)数据曲线的优劣：包括是否锤击偏心，传感器工作是否正常；F(t)曲线和 ZV(t)曲线起跳点是否重合等。
2)锤击能量是否充分：桩的贯入度不够，曲线的分离程度较小，桩底反射不明显。此时应提高落锤距离重新试验。
3)能否合理解释数据曲线：数据曲线无法解释时，应重新进行测试。若多次测试结果均无法解释时，应考虑在相近的桩上进行试验。
3.2波速的确定
波速的含义是指传感器安装点的弹性波在桩身的传播速度，它的大小直接影响到桩的阻抗大小，也就影响到桩的极限承载力。在目前的测试实线中，还没有可靠的方法直接测定桩身波速，只能根据桩身混凝土的等级及敲击桩身的感觉和经验。有些测试者在计算时应用小应变测试的波速，这是不适宜的。因为机械波速与其频率有关，两者的频率相差很大，波速也就必然不同。再则，由于小应变测得的波速是按施工单位提供的桩长计算的，这本身就不太可靠，所以很难有比较准确的波速。在实际工作中，若桩长已知，在测试过程，可以利用上下行波找出桩底反射，求得桩身平均波速，这是比较准确的。如果桩底反射明显，也可利用桩底反射计算波速。
3.3 Jc值的选取
Jc值选取是否准确直接影响到桩的极限承载力。在国际上有一个推荐的不同地基土条件下 Jc的取值范围，一般情况下，我们可以应用。实际上，Jc是一个与桩型、桩径、地基土类型以及桩体穿过土层的力学性质等许多因素有关的综合参数，本人认为应用时不能简单套用。某工地桩型为夯扩桩，持力层为硬塑粉土,是在不同的 Jc值下得出的结果，按国际推荐表取值，桩尖土的阻尼系数范围应在 0.15 ~ 0.40 之间。按桩基检测规程，同一场地内的 Jc 值应大致相同，最大相差不得超过0.1。通过对比，在此工地若采用推荐值结果都偏小，比推荐值高一级取值(取 0.1)，动静对比结果趋于一致。后来的工程桩检测证明，这样的取值是合适的。
4.结束语
桩基检测工作是一项严谨而细致的工作，现场测试中的任何疏忽都可能引起测试的失败，数据处理时任何参数的误差都可能给结果带来超精度的误差，甚至得到错误的结果。因此，它要求测试人员不但要有精湛的专业技能，严肃的工作态度，而且要有丰富的实践经验，能够及时准确地发现并解决问题。
参考文献：
[1]潘志远 高应变动力测桩法在桩基检测中的应用[J] 城市建设理论研究 2012年37期 .
[2]顾玉山 基桩高低应变检测相关问题探讨[J] 科技与企业 2012年05期 .
[3]《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106―2014）.
论文作者:罗嘉辉1,漆丹萍2
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/10
标签：桩头论文; 应变论文; 波速论文; 传感器论文; 截面论文; 桩基论文; 承载力论文; 《基层建设》2016年18期论文;