摘 要：采用高应变试验对基桩极限承载力进行监测，在国内外被广泛应用。该检测试验能够准确地对单桩极限承载力进行测定，并且对桩身结构进行完整性的判定。经过实践证明，由于受到诸多因素影响，有时候检测的结果未必全部准确，因此应该对高应变试验进行原理的分析，对其在基桩极限承载力的应用上需要注意的地方进行深入的研究。
关键词：高应变试验；基桩极限承载力；适用条件
桩基检测的主要内容是单桩的承载力以及桩身的完整性，整个桩基工程中，这两项检测资料和结果决定了整个工程的检测和评定工作的效果。虽然现有的对基桩的桩身和单桩的监测方法有很多，但是高应变检测方法，在对桩身结构以及单桩极限承载力的完整性以及准确性上的判定上，是具有国际认可的权威性的。
1、高应变检测的基本原理和检测方法
1.1进行高应变法进行桩基的监测，使用重锤对桩顶进行冲击，桩周土受力产生强塑变形，通过采集桩顶，形成了速度时程的曲线以及桩顶附近的截面的力，应用应力波理论分析，可以对桩的桩身和承载力进行完整性的计算[1]。
1.2采用1960年史密斯创设的波动方程法，对基桩变动进行监测，提出弹簧、质量块以及阻尼器组成的离散化计算的模型，其以锤心初速度作为临界条件，借助分程序进行编程，得到计算结果，数值解非常精确，用于计算机编程处理所用。
1.3采用 case法作为假设条件，对封闭解进行求证，运用一维波动方程，建立桩顶波和土阻力，得到了基桩极限承载力和桩顶压力以及质点速度值之间的函数关系，此方法的特点是简单易用，但是具有一定的理论缺陷，在准确度上稍显逊色[2]。
1.4采用波形拟合法进行数值试算，有效克服case法的缺点，在锤击的过程中，可以采集到两组曲线，这两组曲线实测的结果显示出时间变化曲线和速度的变化曲线，借助其中一组曲线就能推算出桩身的阻抗以及土阻力，进而把得到的曲线值和推求值进行比对，然后试算调整后的假设值，力求实测值和计算值能够吻合。这种检测方法能够对动测方法进行试算，经过采用计算机的方法，测算出基桩的承载力，大量的测试实践证明，这是一种较为成熟的方法，在可信度和准确性上属于高应变动测法的主流，具有很高的可靠性[3]。
2、工程概况
某住宅工程第一期部分的施工，经过对地形地貌的检测，工程所在的区域的岩性为素填土：黄色为主，局部为灰色，稍湿，松散，土质不均匀，主要成分为粘性土，局部含少量碎石，淤泥为深灰色，饱和，以粘粉粒为主，上不含有较多种细粒沙，下部见少量贝壳碎片，偶然见腐殖质。
2.1在工程中采用高应变和静载结合的方法，进行桩基监测，在采用高应变检测的方法的时候，发现建筑物的某个桩基出现了数据异常，因此使用波形拟合法进行了数据拟合。
经过检测，得到该桩号总承载力为2326.6KN,总侧摩阻力为1490.5KN,桩端阻力为836.6KN,最大沉降为68.74mm,最大动位移为22.58mm。
之后又使用了静载荷法进行了测试，两种方法得到的结果十分接近，证明了高应变检测方法的可信度和准确性[4]。
2.2对于现场的测试，需要采集信号以验证测试的准确度，高应变动力测试现场对数据的采集质量的要求，是必须保证计算结果的准确性，由于在采集现场受到的干扰因素较多，因此工地上的人员对于测试结果的因素进行分析和总结的时候，非常注意数据的准确性。
首先，在桩头处理上注意了对测试的影响。由于桩头质量的好坏影响了波的传播效果，因此在桩头的处理上，当进行高应变测试的时候，给予严格的要求，桩头的浮浆必须彻底清除，使用高标号的混凝土将桩头接好，然后保证桩头的主筋通到桩顶，与筋顶位于同一水平面，箍筋的设置间距小于0.15m,并且桩顶设置了钢筋网片，间距保持在60-100mm之间，最后对桩头进行整平的时候要求按照规范进行养护。这是由于如果桩头没有清理干净的话，会导致波出现衰减的状况，而桩的极限承载力就会受到限制，如果能够将落锤的高度提高，则可能会导致桩头由于强度不够发生断裂或者碎裂。这样测试就意味着失败，传感器很可能会受到损坏，出现不必要的损失[5]。
例如在本案例中进行高应变测试的过程中，有部分的桩由于桩头没有清理干净，导致波迅速地衰减，指示极限承载力的真实情况无法达到设计的要求，进行打桩的误差过大，因此在提高了落锤的高度之后，出现了桩头碎裂的结果。
桩头重新处理前后结果对比
2.3采用锤击的时候，还要注意锤击的能量对测试的影响。锤击的能量能够影响桩尖土的阻力，将高应变测试的结果加以激发，产生大量的数据，这些数据表明，多次的锤击使得桩顶发生了永久性位移，宽度达到了3.0mm, 进行桩的极限的承载力的测试的时候，可能对这个位移有所忽略，但是可以根据工作经验加以推断，如果发现测试的曲线出现明显的发射，桩底在使用case法进行计算后，出现了3毫米到10毫米不等的位移，则可能是同一根桩在不同锤击能量下产生了不同的承载力，从而使得桩的极限承载力超出了承受的范围。
高应变拟合土参数
3.结语
采用高应变对基桩承载力进行检测，如今在计算机技术的帮助下，已经形成基桩检测方法的主流。现场测试中，桩头的处理的选择和锤击的能量受到的影响因素很多，都会影响检测的精度，因此应该引起监测人员的重视。
参考文献：
[1] 杨志琛.基桩高应变动力检测试验参数的研究[D].山东建筑大学,2012.DOI:10.7666/d.y2084915.
[2] 梁师俊,诸葛政桦,朱海东等.杭州深厚软土层钻孔灌注桩单桩承载特性研究[J].建筑科学,2013,29(5):44-48.
[3] 时磊,陈宝军.干作业钻孔灌注桩在大型储油罐中的应用研究[J].西部探矿工程,2016,28(6):5-7,10.
[4] 梁冠军,张秉鹤,刘灿等.浙江省某电厂桩基原体试验研究[C].//2014年全国工程勘察学术大会论文集.2014:598-604.
[5] 徐勇,亓军.某工程后压浆钻孔灌注桩承载力异常的原因分析[J].工程建设与设计,2016,(13):48-49.
[6] 吴滨.新型高应变基桩检测液压脱锤器简介[J].建筑?建材?装饰,2014,(12):144-144.
论文作者:蒋舟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/24
标签：承载力论文; 桩头论文; 应变论文; 测试论文; 桩基论文; 极限论文; 曲线论文; 《防护工程》2017年第15期论文;