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【摘 要】高应变法对超短桩进行检验时，是一种先使用重锤冲击桩顶，再通过相应的仪器分析桩侧对称安装的记录仪上的力的变化曲线以及加速度曲线，以此来对桩土的性能进行检测。高应变法在对桩身检测的时候具有经济性好、简便、快速、数据量大，可进行大面积普查等优点，但是也存在一定的局限性：其解释具有多解性，对地形、设备的要求较高，对预制桩出现焊接裂缝的质量判断不准确。本文基于实际的工程检测，介绍高应变法在超短桩中的应用，具体说明其检测方法和局限性所在。
【关键词】高应变法 超短桩检测 局限性
引言
在超短桩桩的动力检测中，高应变法主要提供的是超短桩的竖向的抗压承载力、桩身的完整性检测作为附带的功能出现，对于桩身进行完整性的判断主要是应用低应变法。在长桩以及预制多截桩的检测中，高应变法具有低应变法无可比拟的优势，但是对于短桩以及超短桩的检测中，高应变法存在较多的局限性，需要低应变法以及其他方法作为补充。
1 高应变法简介
所谓的高应变法就是指所有能使桩土间产生永久变形（或较大动位移）的动力检测基桩承载力的方法。在实际的工程项目中，使用最为频繁的两种高应变分析方法为CASE和CAPWAP两种方法。在检测的过程中，在桩顶下部的一段距离的对称位置安装应变计和加速度计。重锤冲击桩头顶部，此时的应力波就会沿着桩身向下传播，并产生一定的位移，负责记录的仪器记录下应力波的数据和桩土的位移大小，并将记录的数据传入到分析仪当中去，对这些数据进行储存并使用相应的软件进行数据分析和处理，从而得出基桩的承载力和质量完整系数。两种方法中，CASE方法可以当场得出数据，这是因为在进行桩基承载力的分析时，其影响承载力的系数只有一个CASE系数，在实际的工程当中被称为波动方程实时分析法。另一种方法即拟合法则和CASE方法大不相同，它需要进行大量的拟合反演运算，由于计算的数据量太大，一般只能在室内进行，这个方法为桩基提供竖向的承载力数据。高应变完整性测试的过程中，仅需要CASE方法就能对桩基的完整性进行识别，在工程中的检测方法如图1所示。
2 CASE法的检测原理
2.1 基本的模型
基桩模型：CASE法将桩体视为一个具有弹性的连续均质体，基桩模型基本上不考虑自身缺陷的影响，质点速度与应变之间符合协调方程。
庄周土动力模型：在实验研究中，为了控制其中的变量，排除其中土体动力的干扰，CASE法在进行研究时，假设全部的动阻力集中于桩尖，且广义波的阻抗和桩尖速度成正比例（Z=pCA）。
庄周土动力模型：在实验研究中，为了确保波动方程解耦，能够准确的得到半经验的解析解，所以在研究的过程中将动力阻力和桩侧的速度分离开来。我们认为精力模型为完美的刚塑性体，如果有扰动情况的发生，那么阻力就会达到极值。从描述中我们不难看出，这种模型仅仅在桩土间超过一定变形时才适用。
2.2桩身完整性的界定以及计算方法
β（桩身完整性系数的计算）：
Rx表示缺陷以上部位土阻力的估算值，它等于等于缺陷反射波起始点的力与速度乘以桩身截面力学阻抗之差值，取值方法如图2所示。
等截面桩桩身的完整性的界定：结合工程的实际经验以及β（桩身完整性系数）我们将桩身的完整性分为四类。其中第一类为 β=1.0；第二类为0.8≤β＜1；第三类为0.6≤β＜0.8；第四类为β＜0.6。
三、高应变法对于超短桩检测的局限性
同其他的检测方法相比，高应变法具有很好的优势，但是这种优势是建立在一定的条件之上的，高应变法在基桩的检测中也有很多的局限性。总的来说，有以下几点：
其解释具有多解性，具体的来说，其Jc值以及桩土参数不容易获得精确的值；进行检测的时候受地面地形影响严重；受到桩型的影响严重；对于起重设备的限制条件较多；在对超短桩进行焊缝缺陷的质量判断不准确。
3.1 解释具有多解性
如果超短桩的检测使用，就是在检测的过程中需要对系统的计算值进行认为的取舍，其中的一部分计算值需要进行人为的取舍，所以，检测的结果和检测人员的水平有关，其检测结果也存在着一定的不稳定性。在很多计算值难以取舍的情况下，算出所有的结果数值，计算量过于庞大，计算时间过长。即使计算出所有情况的数据，利用一些手段排除误差较大的数据，得到了结果只能认为与正确结果相近，并非准确的结果。
3.2 仪器安装条件受限制
在使用高应变方法对超短桩进行检测时，由于使用的仪器的限制，难以在超短桩安装检测所使用的仪器，当基桩桩身没有合适的安装位置时需要寻找等效的位置进行替代，但是寻找到的等效位置，但是等效位置测量的数据与标准值存在较大的偏差。高应变法适合长桩以及超长桩的检测，在短桩以及超短桩的测量中有着很大的局限性。
3.3 数据分析系统不一致
高应变法在进行设计的时候倾向于长桩以及超长桩的检测，其起重设备以及仪器的安装条件较为苛刻，在超短桩的检测中很难满足所有的安装条件。高应变方法中的获得数据以后需要进行数据分析，但是其分析系统是针对于长桩，并非短桩以及超短桩，如果使用高应变法进行检测，还需要使用针对于超短桩的数据分析系统进行数据分析。
四、结束语
高应变法在对基桩进行检测的时候具有很多优点，例如检测速度快、经济性强、简便，能检测到基桩的多种缺陷，但是其设计最适合长桩以及超长桩的检测，在进行超短桩的检测时，设备的安装条件，起重设备所需条件，分析计算软件不能满足高应变法的使用条件，利用高应变方法无法对超短桩进行精准的缺陷判断。
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论文作者:范洪湛
论文发表刊物:《低碳地产》2016年6月第11期
论文发表时间:2016/11/16
标签：超短论文; 数据论文; 方法论文; 局限性论文; 完整性论文; 承载力论文; 应变论文; 《低碳地产》2016年6月第11期论文;