高應(yīng)變動(dòng)力測(cè)樁在樁基檢測(cè)中的技術(shù)初探

丘祥波

（福建省建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心漳州分公司， 福建 漳州 363007）

1 高應(yīng)變動(dòng)力法的概念和原理

高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)在二十世紀(jì)七十年代左右源于美國，并在八十年代傳入我國，九十年代時(shí)被得到迅猛的發(fā)展。高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)的原理就是通過激發(fā)樁基中的應(yīng)力波和速度波，并將激發(fā)的動(dòng)力波和引力波在樁基的頂部進(jìn)行接收和測(cè)量，來達(dá)到確定樁基承載力和判斷樁身完整性的目的。這種高壓變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)在樁基的檢測(cè)中要求比較低，可以適應(yīng)多處的樁基檢測(cè)，現(xiàn)在對(duì)于高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)有了相當(dāng)成熟的檢測(cè)方法，主要是凱斯法理論、實(shí)測(cè)曲線擬合法理論和阻力系數(shù)法等。

2 高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)的方法

2.1 凱斯法理論

凱斯法理論的檢測(cè)方法是建立在應(yīng)用波理論的基礎(chǔ)上，它是將要被測(cè)試的單樁作為是一種連續(xù)的彈性桿件，并把這種單樁當(dāng)作是截面樁。根據(jù)波形理論把實(shí)際測(cè)試到的數(shù)據(jù)通過計(jì)算分析，最終得出所測(cè)得單樁的承載力，并結(jié)合項(xiàng)目的具體要求，比較單樁的承載力在不在合格的范圍內(nèi)。凱斯法理論所檢測(cè)出來的數(shù)據(jù)是通過鋼塑法得出土阻力的數(shù)據(jù)，它計(jì)算出的承載力是單樁承載力的一次估算值，雖然估算值近似于單樁的承載力，但是一次的估算并不能得出單樁檢測(cè)的最終結(jié)果。這種方法在檢測(cè)的過程中比較交單，應(yīng)用的時(shí)間也很短，需要在對(duì)樁基進(jìn)行擊打中完成。所以比較適用于打樁工作中而進(jìn)行的檢測(cè)及打樁監(jiān)控。

2.2 實(shí)測(cè)曲線擬合法理論

實(shí)測(cè)曲線擬合法的測(cè)量方法就是將單樁檢測(cè)中的波形進(jìn)行假設(shè)。測(cè)量和計(jì)算的一種方法[3]。在測(cè)量之前，要對(duì)單樁樁頂力的力曲線進(jìn)行假設(shè)。然后在通過對(duì)單樁的實(shí)際實(shí)驗(yàn)中得出單樁樁頂?shù)膶?shí)際的力曲線，并同假設(shè)的力曲線進(jìn)行對(duì)比觀察，如果在對(duì)比的過程中，假設(shè)的對(duì)單樁樁頂?shù)牧η€與實(shí)際測(cè)出的力曲線不相符，那么對(duì)單樁再次進(jìn)行力曲線的假設(shè)，然后實(shí)際測(cè)試再與假設(shè)的力曲線進(jìn)行比對(duì)，直至假設(shè)的力曲線與實(shí)際測(cè)出的力曲線相吻合，得出該單樁的力曲線后，曲線中的承載力為測(cè)試單樁的承載力。實(shí)測(cè)曲線擬合法針對(duì)假設(shè)和數(shù)值和實(shí)際測(cè)試的數(shù)值要求都很高，需要在樁基檢測(cè)的相關(guān)規(guī)定下嚴(yán)格操作，在進(jìn)行各部分?jǐn)?shù)值的計(jì)算和假設(shè)時(shí)都要遵守力學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算規(guī)則，以此來確保數(shù)值與實(shí)際相符合。

2.3 阻力系數(shù)法

阻力系數(shù)法的主要原理就是通過方程的計(jì)算得出巖土對(duì)樁的支撐阻力的方法[4]。這種方法的計(jì)算主要要通過三種假設(shè)。第一種假設(shè)是要假設(shè)樁的本身是等抗阻的。第二種假設(shè)是對(duì)樁周和樁尖土進(jìn)行假設(shè)，把單樁的動(dòng)力和阻力都集中在樁尖，然后忽略巖土對(duì)樁側(cè)的阻力。第三種假設(shè)是對(duì)靜阻力假設(shè)的過程中，忽略靜阻力檢測(cè)中應(yīng)力波的傳播能耗。把這些假設(shè)的數(shù)值都設(shè)定為比較理想的數(shù)值之后再進(jìn)行計(jì)算和檢測(cè)。

3 在樁基檢測(cè)中對(duì)高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)的影響因素

3.1 原始資料的掌握情況

在使用高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)對(duì)樁基進(jìn)行檢測(cè)的過程中，影響樁基檢測(cè)成功和準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素就是原始資料的準(zhǔn)確度和對(duì)原始資料的把握程度。在使用高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)對(duì)單樁進(jìn)行測(cè)試時(shí)，主要是將實(shí)際測(cè)試到的數(shù)據(jù)與對(duì)單樁的原始的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和判斷，然后得出最后的結(jié)論。但是這種方法的關(guān)鍵因素就是大部分要依賴于技術(shù)人員對(duì)原始數(shù)據(jù)的把握程度，對(duì)地質(zhì)勘查報(bào)告必須要做到非常精準(zhǔn)，才能保證這種方法科學(xué)的合理性和準(zhǔn)確性，才能最大限度的減少誤差，保證數(shù)據(jù)的可靠性。

3.2 錘擊的能量

在使用高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)對(duì)樁基進(jìn)行檢測(cè)的過程中，錘擊的能量也會(huì)對(duì)樁基的檢測(cè)產(chǎn)生影響，因?yàn)殄N擊的能量會(huì)直接影響到土阻力的數(shù)值，土阻力的數(shù)值又會(huì)影響樁基檢測(cè)的結(jié)果，所以錘擊的能量間接的影響了樁基的檢測(cè)。影響錘擊能量的兩個(gè)因素是錘重和錘距，兩個(gè)因素結(jié)合會(huì)影響錘擊能量的變化，所以在對(duì)實(shí)際操作中可能激發(fā)的土阻力進(jìn)行控制的同時(shí)，要掌控好錘重和錘距。如果錘擊的能量太高，會(huì)使得樁基發(fā)生偏移，而太低又無法激發(fā)出樁基周圍巖土對(duì)樁基的阻力，都會(huì)不同程度的引起檢測(cè)結(jié)果的失誤，從而導(dǎo)致樁基檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確導(dǎo)致檢測(cè)失敗。

3.3 傳感器的使用

在使用高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)對(duì)樁基進(jìn)行檢測(cè)的過程中，傳感器的使用是高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)在進(jìn)行樁基檢測(cè)中最重要的環(huán)節(jié)，它是在檢測(cè)過程中通過傳感器將實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行回傳。然后技術(shù)人員將回傳的數(shù)據(jù)通過相關(guān)計(jì)算得出最后的數(shù)值。所以說，在檢測(cè)的過程中數(shù)據(jù)的計(jì)算依靠的是傳感器，傳感器在整個(gè)檢測(cè)過程中占據(jù)重要的位置。當(dāng)傳感器回傳的數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確，所計(jì)算得出的檢測(cè)結(jié)果就越接近真實(shí)的實(shí)際數(shù)值，檢測(cè)的結(jié)果的準(zhǔn)確度和真實(shí)度就越高。因此，傳感器的使用直接影響著在樁基檢測(cè)中高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)。

4 在樁基檢測(cè)中對(duì)高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

在福建省漳州市的新城苑南區(qū)1#～10#樓及地下室工程在樁基檢測(cè)中采用了高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)，工地樁基主要采用的是灌注樁和管樁。在進(jìn)行檢測(cè)之前要對(duì)場(chǎng)地做好處理，讓試驗(yàn)單樁的周圍場(chǎng)地保持平整，在1·5mX1·5m范圍內(nèi)保持平整，然后將樁頂?shù)母{打掉，樁頭的頂面保持水平，中軸線和樁身的軸線要重合。在樁頭的頂部應(yīng)該放置木板或者細(xì)沙做樁墊。

在樁側(cè)對(duì)稱打孔使用膨脹螺絲將傳感器進(jìn)行安裝，使得傳感器與樁的頂面垂直。在采集曲線時(shí)，兩側(cè)的力與速度的曲線要保持基本一致，在位移時(shí)程曲線的尾部示值與實(shí)際測(cè)量的貫入度要一致，大小要適中，一般貫入度為2～6mm。在工程的現(xiàn)場(chǎng)得出高應(yīng)變測(cè)試試驗(yàn)的波形后，根據(jù)波形判斷打樁錘系統(tǒng)的情況。對(duì)試驗(yàn)單樁全程監(jiān)控的過程中得出樁身的最大承載力，然后進(jìn)行比對(duì)，得出檢測(cè)結(jié)果。結(jié)合靜載試驗(yàn)結(jié)果對(duì)高應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

5 結(jié)論

總結(jié)整篇文章的內(nèi)容，在通過應(yīng)用高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)的樁基檢測(cè)中，與傳統(tǒng)中使用的靜載荷試驗(yàn)相比具有速度快、消耗低、準(zhǔn)確性強(qiáng)、適用范圍廣等的優(yōu)勢(shì)。具有很高的使用價(jià)值，但是在實(shí)際應(yīng)用中，還有一些因素會(huì)直接或間接的影響著高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)在樁基檢測(cè)中的檢測(cè)結(jié)果，所以，在具體的操作中要重視試驗(yàn)中會(huì)被影響的因素，全面的掌握好在正確應(yīng)用這種技術(shù)的同時(shí)保證樁基檢測(cè)中檢測(cè)結(jié)果嗎，提高樁基質(zhì)量檢測(cè)的精確度和準(zhǔn)確度。保證樁基工程的整體質(zhì)量。