基樁檢測技術的進展及趨勢研究

【摘要】本文分別對傳統靜載試驗和自平衡試驗的測試原理與測試方法特點和不足進行了簡要闡述，并指出自平衡測試法可以彌補傳統靜載試驗的不足，它在我國將會擁有廣闊的應用前景。

【關鍵詞】基樁檢測技術；靜載試驗；自平衡試驗

一、基樁檢測技術的發展及現狀

樁基礎能否既經濟又安全的通過設置在土中的基樁，將外荷載傳遞到深層土體中，主要取決于基樁樁身質量與基樁承載力是否能達到設計要求。基樁檢測是指：（1）對基樁樁身質量進行檢測，查清樁身缺陷及位置，以便對影響樁基承載力和壽命的樁身缺陷進行必要的補救，同時達到對樁身質量普查的目的；（2）對基樁承載力進行檢測，達到判定與評價基樁承載力是否滿足設計要求的目的。基樁檢測可進一步延伸到對樁基礎質量的驗收與評定。目前，基樁承載力的較普遍測試方法:包括靜荷載試驗；動力測試。靜荷載試驗通過反力裝置用千斤頂給樁施加豎向荷載，樁頂沉降量采用大量程百分表或位移傳感器量測。該方法可以確定單樁豎向極限承載力，結合在樁身和樁端預埋測試元件還可以測定樁側摩阻力分布情況、樁端反力和樁身軸力等。靜荷載試驗方法按提供反力的方式可分為下列三種形式：錨樁法、堆載法、錨樁——堆載法。動力測定樁承載力的方法最早出現在國外，其初始主要是以能量守恒或動量原理為基礎，根據牛頓撞擊定律通過打樁時的貫入度來計算樁的極限承載力。國外近代動測技術是以應力波理論為基礎發展起來的。動力測樁法一般是在樁頂作用一動荷載，使樁產生顯著的加速度和土阻尼效應，通過在樁側安裝傳感器測量樁土系統的振動響應，并用波動理論分析和研究應力波沿樁土系統的傳遞和反射，從而判斷樁身阻抗變化和確定單樁承載力。早在20世紀30年代，應力波理論就開始被用來分析打樁工程，到1960年史密斯發表了“打樁分析的波動方程法”，波動方程開始進入實用階段。此后在世界各國相繼開展了動力試樁的動測設備和計算軟件的研制和應用。按測試時土的動應變大小，動測法又可以分為低應變動測法和高應變動測法兩類。

二、當前各種檢測技術的適用性對比分析

（1）測試結果的準確性。1994年進行的全國樁動測單位資質考核結果及近年來各地位基動測單位資質考核情況也表明，目前動力試樁精度還較低，檢測隊伍的理論水平和實踐經驗也不足，因而只能是靜載試驗的一種補充，可作為工程樁驗收的手段之一，尚不能代替樁的靜載試驗。（2）適用條件。傳統的靜荷載試驗(包括錨樁法、堆載法及錨樁——堆載法)，需專門的反力系統。如錨樁法需要增加4根錨樁，每根錨樁的規模等同于試樁，且需要通長配筋，同時也需要強大的反力架來承受試樁的反力，試驗準備時間長，工程量大，試驗費用高；堆載法同樣需要強大的反力架，同時必須配備大量的規則的堆載物來代替錨樁。錨樁——堆載法是介于錨樁法和堆載法之間的一種試驗方法，同樣存在上述問題。由于靜載試驗費時、費力、費用高、環境條件要求高，做不到隨機抽檢，檢測樁數也不可能太多，對整個基礎工程不能進行概率統計分析，所以靜載試驗的代表性不高。多數工程樁的承載力均參照勘測部門已有的試驗資料或根據設計人員的經驗確定。

相對而言，動力測樁方法更為簡便、快速，因而，就一根樁而言，靜載試驗結果的精度高于動測法，就整個工程而言，由于樁基工程的復雜性以及抽樣檢查的樣本數量，其保證率反而不如抽檢率高的動測結果。但同時，動力檢測方法也因加載需要，如拼裝試驗反力架或力錘進場等問題，同樣對試驗場地有著較高的要求。

三、自平衡試樁法研究現狀

基樁自平衡測試方法思路最早由日本的中山（Nakayama）和藤關（Fujiseki）提出，并在1973年取得鉆孔樁的測試專利。清華大學李廣信教授于1993年將此法引入國內，但因自平衡試樁法作為一種新興的測試技術其自身并不完善以及限于當時國內環境、技術、信息等條件的限制，并未引起國內工程界的注意。直到浙江省建筑科學研究院史佩棟教授在《工業建筑》1996年第12期“國際科技交流”專欄發表了《國外高層建筑深基礎及基坑支護技術若干新進展》一文，并報道了美、日、英、加、新加坡等國和我國香港特別行政區等地正在廣泛應用的自平衡試樁法之后，才引起了廣泛關注。東南大學土木工程學院在理論研究的基礎上，首先于1996年開始將該法應用于實際工程。目前，我國的北京、江蘇、甘肅等地己開始小范圍試用此方法，但試樁類型只限于鉆孔灌注樁。

參考文獻

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