分析高應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試技術(shù)在樁基檢測(cè)中的應(yīng)用

尚耀憲

【摘要】高應(yīng)變動(dòng)力法是一種由上個(gè)世紀(jì)70年代產(chǎn)生和發(fā)展的樁基檢測(cè)方法。具有許多靜載荷實(shí)驗(yàn)法無(wú)法比擬的有點(diǎn)，能夠進(jìn)行大噸位的樁基監(jiān)測(cè)工作，是當(dāng)前樁基檢測(cè)中的較為優(yōu)秀的樁基檢測(cè)方法。本文通過(guò)對(duì)高應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試技術(shù)的概念、原理、主要的測(cè)試方法以及影響因素等方面進(jìn)行分析，總結(jié)高瑩白動(dòng)力測(cè)試技術(shù)的先進(jìn)性。

【關(guān)鍵詞】高應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試技術(shù)；樁基檢測(cè)；應(yīng)用分析

樁基工程作業(yè)中，需要對(duì)樁基進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)的主要項(xiàng)目為樁基的單樁垂直承載力是否能夠達(dá)到項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的單樁垂直承載力的檢測(cè)方式是靜載荷實(shí)驗(yàn)。這種方法要通過(guò)對(duì)錨樁或堆載物進(jìn)行稱量，然后通過(guò)試驗(yàn)獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的準(zhǔn)備工作，耗費(fèi)大量的人力物力，并且在大噸位的單樁測(cè)試中無(wú)法使用。而高應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試技術(shù)，則是業(yè)界當(dāng)前比較推崇的檢測(cè)技術(shù)，這種測(cè)試技術(shù)不需要對(duì)錨樁或堆載物進(jìn)行檢測(cè)，從而解決了大噸位單樁檢測(cè)的問(wèn)題。而高應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試技術(shù)，已經(jīng)漸漸取代了傳統(tǒng)的靜載荷試驗(yàn)方法，成為樁基檢測(cè)的主流檢測(cè)方法。

一、高應(yīng)變動(dòng)力法的概念和原理

高應(yīng)變動(dòng)力法測(cè)試技術(shù)是20世紀(jì)70年代左右產(chǎn)生于美國(guó)，80年代進(jìn)入我國(guó)。并于90年代在我國(guó)迅速的發(fā)展，涌現(xiàn)了一批應(yīng)用該技術(shù)的軟件和儀器。高應(yīng)變動(dòng)力法測(cè)試技術(shù)的主要原理，是通過(guò)對(duì)樁基進(jìn)行應(yīng)力波和速度波的激發(fā)，并在樁基頂部進(jìn)行接收和測(cè)量，以達(dá)到確定樁基承載力的目的。這種方法對(duì)樁基測(cè)驗(yàn)的要求較低，并且能夠適應(yīng)在多處樁基的測(cè)驗(yàn)中，目前較為成熟的測(cè)驗(yàn)方法有凱斯法理論、實(shí)測(cè)曲線擬合法理論、阻力系數(shù)法等。

二、高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)的方法

2.1凱斯法理論

凱斯法理論是一種建立在應(yīng)力波理論的基礎(chǔ)上的檢測(cè)方法，凱斯法將所要測(cè)試的單樁當(dāng)作一種連續(xù)的彈性桿件，并將其當(dāng)作等截面樁。并根據(jù)波形理論，將實(shí)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，最終確認(rèn)所檢測(cè)的單樁的極限承載力，并對(duì)照項(xiàng)目要求，得出單樁承載力是否處于合格狀態(tài)。而凱斯法理論所檢測(cè)出的數(shù)據(jù)，是對(duì)土阻力進(jìn)行鋼塑法而得到的數(shù)據(jù)，所計(jì)算出的承載力，是單樁承載力的一次估算值，雖然近似于單樁的承載力，但無(wú)法完全將一次估算值當(dāng)作單樁檢測(cè)的最終結(jié)果。這種方法的檢測(cè)方法簡(jiǎn)單，應(yīng)用時(shí)間短，且需要對(duì)樁基進(jìn)行打擊，因此，適合在進(jìn)行打樁工作過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.2實(shí)測(cè)曲線擬合法理論

實(shí)測(cè)波形擬合法，顧名思義，就是要將單樁的檢測(cè)中的波形進(jìn)行假設(shè)、測(cè)量和計(jì)算的一種測(cè)量方法。要在進(jìn)行測(cè)量前，通過(guò)假設(shè)對(duì)單樁的樁頂?shù)牧η€進(jìn)行假設(shè)。然后通過(guò)對(duì)單樁進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出樁頂?shù)膶?shí)際力曲線，將兩者進(jìn)行對(duì)比并觀察，如果發(fā)現(xiàn)假設(shè)計(jì)算出的曲線和實(shí)測(cè)的曲線不吻合，則對(duì)單樁的力曲線進(jìn)行再次的假設(shè)，并最終得到與實(shí)測(cè)曲線相吻合的曲線，在得出該曲線后，曲線中的承載力則為該單樁的承載力。實(shí)測(cè)波形擬合法對(duì)假設(shè)和測(cè)試過(guò)程中的測(cè)試數(shù)值要求很高，需要嚴(yán)格的按照樁基檢測(cè)的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，各部分?jǐn)?shù)值要嚴(yán)格的遵守計(jì)算規(guī)則和力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算和假設(shè)。確保計(jì)算的數(shù)值符合實(shí)際。

2.3阻力系數(shù)法

阻力系數(shù)法的主要原理，是將巖土對(duì)樁的支撐阻力通過(guò)方程計(jì)算得出的方法，這種方法主要通過(guò)3種假設(shè)進(jìn)行計(jì)算：首先要假設(shè)樁身本身是等抗阻的，其次，在進(jìn)行樁周和樁尖土進(jìn)行假設(shè)時(shí)，將單樁的動(dòng)阻力集中在樁尖，忽略樁側(cè)的土阻力，最后在進(jìn)行靜阻力假設(shè)過(guò)程中，將靜阻力檢測(cè)中的應(yīng)力波的傳播能耗忽略。將假設(shè)值設(shè)定為較為理想的數(shù)值，并進(jìn)行計(jì)算和檢測(cè)。

三、影響因素

3.1原始資料掌握情況

原始資料的準(zhǔn)確度和對(duì)原始資料的把握程度，是保證樁基檢測(cè)成功和準(zhǔn)確性的重要因素。高應(yīng)變動(dòng)力技術(shù)在進(jìn)行單樁測(cè)試時(shí)，主要會(huì)通過(guò)對(duì)單樁的原始數(shù)據(jù)和測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比和判斷，最后得出結(jié)論。這種方法的準(zhǔn)確性和合理性，需要大部分依賴于技術(shù)人員對(duì)原始數(shù)據(jù)的掌握。對(duì)地質(zhì)勘查報(bào)告要做到非常明確且精準(zhǔn)，才能做到最大的減少誤差。

3.2錘擊的能量

錘擊的能量會(huì)直接影響樁基檢測(cè)中的土阻力的數(shù)值，并且間接的影響了樁基檢測(cè)的結(jié)果。錘擊的能量的主要影響因素是錘重和錘距，二者結(jié)合起來(lái)會(huì)使錘擊的能量產(chǎn)生變化，因此，要對(duì)實(shí)驗(yàn)所激發(fā)的土阻力進(jìn)行控制，就要掌握好錘重和錘距。當(dāng)錘擊的能量太低，就會(huì)無(wú)法激發(fā)出樁基周圍的土阻力，而如果過(guò)高，則會(huì)使樁基產(chǎn)生偏移。二者都會(huì)使檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差，進(jìn)而導(dǎo)致檢測(cè)的失敗。

3.3傳感器的使用

傳感器是整個(gè)高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)過(guò)程中的最重要的環(huán)節(jié)，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要通過(guò)傳感器對(duì)檢測(cè)過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳回，然后再通過(guò)技術(shù)人員進(jìn)行計(jì)算，得出最后的數(shù)值?？梢?jiàn)，傳感器的使用在整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中占有重要的位置。傳感器所傳回的數(shù)據(jù)越精確，所得出的數(shù)據(jù)值就會(huì)越接近實(shí)際數(shù)值，檢測(cè)的結(jié)果準(zhǔn)確度越高。

四、總結(jié)

高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)在樁基檢驗(yàn)中，具有速度快、消耗低、準(zhǔn)確性強(qiáng)、適用范圍廣等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的靜載荷實(shí)驗(yàn)相比，具有非常高的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。但在高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)，在檢測(cè)過(guò)程中，已受到多種因素的影響，導(dǎo)致其可靠性和準(zhǔn)確性都需要提高。因此，在通過(guò)高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，主要在一下幾個(gè)方面進(jìn)行注意：首先，高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，要重視試驗(yàn)中的動(dòng)靜對(duì)比，要在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并不是充足的情況下，進(jìn)行靜載荷實(shí)驗(yàn)的對(duì)比分析，將兩種實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，從而修正和完善高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)的結(jié)果。增加該區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)數(shù)據(jù)；最后，在進(jìn)行檢驗(yàn)過(guò)程中，樁身的混凝土強(qiáng)度值與單樁自身的極限承載力的數(shù)值較為接近，且一定程度上會(huì)出現(xiàn)低于單樁承載力的情況。因此，在選擇樁錘的錘重和錘距時(shí)，要關(guān)注樁身的混凝體強(qiáng)度值，保證樁體不會(huì)受到破壞。

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