擬合分析在高應(yīng)變檢測中的重要作用

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的大步推進(jìn)，各種工程質(zhì)量檢測方法得到了充分的應(yīng)用和發(fā)展，尤其是基樁動測技術(shù)更是得到了飛速的發(fā)展。我們從一開始的設(shè)備、技術(shù)等引進(jìn)，走到了完全獨立開發(fā)研究的階段，并結(jié)合我們自身的巖土工程特點，形成了更加適用、成熟的方法和理論。相對于傳統(tǒng)的技術(shù)手段，樁基動測法發(fā)展更加快速，尤其是對于大樣本容量的質(zhì)量普查來說，動測技術(shù)的優(yōu)越性是無法比擬的，這其中，近幾年充分發(fā)展和日趨成熟的高應(yīng)變動測法更是為我們的樁基質(zhì)量檢測和控制起到了至關(guān)重要的作用。高應(yīng)變相關(guān)理論的研究和應(yīng)用也得到了充分了認(rèn)證和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：基樁動測；擬合分析；擬合分析應(yīng)用

1 高應(yīng)變法的重要性

高應(yīng)變法是用重錘沖擊樁頂，實測樁頂部的速度和力時程曲線，通過波動理論分析，對單樁豎向抗壓承載力和樁身完整性進(jìn)行判斷的方法。在實際應(yīng)用中主要用于檢測基樁的豎向抗壓承載力和對低應(yīng)樁身變完整性檢測的驗證檢測。但是在基樁豎向抗壓承載力檢測的應(yīng)用中，高應(yīng)變實測的是對基樁動態(tài)沖擊下的承載力反應(yīng)，而我們實際工程中對基樁承載力的要求是長期的，是要求基樁在長期的豎向載荷下保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。怎樣由“動”來推理“靜”，并且保證結(jié)果的準(zhǔn)確性是我們一直在研究和探索的。

翻看現(xiàn)行的建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范（JGJ106-2003），我們可以發(fā)現(xiàn)，雖然高應(yīng)變檢測技術(shù)取得很大發(fā)展，我們的規(guī)范要求在實際應(yīng)用中還是增加了很多限制條款，可是從規(guī)范限制條款的用字來看，又給了我們很大的空間。規(guī)范規(guī)定“對于Q-S曲線具有緩變型特征的大直徑灌注樁。不宜采用本方法進(jìn)行豎向抗壓承載力檢測”，同時規(guī)定對規(guī)范重點講述的凱斯法判定基樁承載力值的方法又僅限于中小型直徑樁。可是現(xiàn)代建筑工程項目對基樁提出的更高的要求，對于基樁的規(guī)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)不僅僅是“中小”直徑的樁基那么簡單了。對于“不宜”應(yīng)用的地方，是否就“不能”應(yīng)用呢，當(dāng)然不是，只不過是應(yīng)用過程需要更加謹(jǐn)慎，需要檢測人員更加成熟的經(jīng)驗和智慧，需要更加合理可靠的檢測理論，那就是擬合分析。

2 高應(yīng)變法擬合分析

高應(yīng)變擬合分析，等于給高應(yīng)變檢測方法插上了有力和成熟的翅膀。擬合分析是利用現(xiàn)場實測的波形曲線，輸入到更加精密的波動理論計算程序當(dāng)中。通過計算至與實測值的反復(fù)比較，不斷修改人為假定的參數(shù)值，得到更加準(zhǔn)確的分析結(jié)果，并使分析過程的人為因素降低到最小。一般來說，擬合分析的結(jié)果比較接近于靜載荷檢測結(jié)果，或者通過擬合分析，可以使我們對基樁承載力的判定更加有力有據(jù)。可以說高應(yīng)變未來的發(fā)展，很大一方面取決于擬合分析的發(fā)展和成熟。

對于擬合分析的種種優(yōu)勢不再累述，我們先就前文提到的“大直徑灌注樁”檢測看一工程實例。大直徑灌注樁，設(shè)計極限承載力可達(dá)到上千噸甚至幾千噸，要想利用高應(yīng)變法充分激發(fā)出大直徑灌注樁的的極限承載力，單單對設(shè)備要求的就很高。而實際應(yīng)用中，由于各種安全系數(shù)的取舍和設(shè)置，其實際承載力可能遠(yuǎn)大于設(shè)計承載力，這對于我們的檢測工作更是增加困惑。

3 擬合的應(yīng)用實例

某項目工程，設(shè)計為直徑800mm的鋼筋混凝土灌注樁，設(shè)計極限承載力值為6600kN。現(xiàn)場檢測采用60kN鑄鐵錘（錘重略低于規(guī)范要求，客觀上也增加了檢測難道），現(xiàn)場實測曲線凱斯法分析計算，極限承載力不足3500kN，采用擬合法進(jìn)一步分析，在保證擬合效果較好的情況下，調(diào)整各樁土模型參數(shù)，極限承載力剛剛到5000kN。該檢測樁通過低應(yīng)變檢測和高應(yīng)變曲線分析，該樁樁身完整性判定不低于Ⅱ類樁，通過分析巖土工程勘察報告和基樁成樁記錄，該場地地基條件穩(wěn)定，成樁質(zhì)量可靠，那么，是什么原因?qū)е鲁休d力檢測結(jié)果偏低呢？我們是否有可靠依據(jù)判定該樁承載力滿足設(shè)計要求呢？只有通過進(jìn)一步擬合分析各過程數(shù)據(jù)，果然有進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)。

我們發(fā)現(xiàn)，該樁擬合分析提供的土阻力呈倒梯形分布，這跟正常情況下基樁受到充分激發(fā)后的土阻力分布是完全不同的，從第四段開始，土阻力呈明顯下降趨勢，擬合分析各段土阻力值如表1所示。

如果第4段以下都至少能夠達(dá)到第4段的土阻力狀態(tài)，那么在實際中這種假設(shè)還算是比較保守的，我們再來看至少有1406kN的土阻力未被激發(fā)，如表2所示。

將這1406kN加在擬合分析的極限巖土阻力之上，可以發(fā)現(xiàn)這個數(shù)值僅比6600kN低不到3%。這僅是考慮樁側(cè)阻力且很保守情況的外推，尚未考慮樁端阻力。這樣結(jié)合該項目樁基工程的其他相關(guān)資料，再由上述分析，就可充分判斷實際檢測樁的單樁極限承載力是滿足設(shè)計要求的。

以上僅僅是擬合分析對于大直徑灌注樁的一種小的嘗試。在實際檢測工作中，擬合分析信號的采集、選擇等，均對我們檢測結(jié)果的判斷有較大影響。一般來說，好的擬合效果與檢測結(jié)論并不矛盾，可是怎么樣取得理想的擬合效果，怎樣利用擬合分析做出充分的判斷，仍是廣大一線檢測人員任重道遠(yuǎn)的任務(wù)。但是有一點我們堅信，高應(yīng)變檢測技術(shù)的成熟和發(fā)展離不開擬合分析，運用好是掌握和運用高應(yīng)變檢測方法的有力武器。

4 結(jié)束語

基樁動測需要扎實的理論基礎(chǔ)和豐厚的實際經(jīng)驗，而高應(yīng)變的擬合分析法為我們提供可靠的理論基礎(chǔ)，基本解決了由“動”推理“靜”的問題。擬合分析在運用過程中，需要我們積累大量的經(jīng)驗，需要廣大檢測人員充分的交流和學(xué)習(xí)。隨著設(shè)備、技術(shù)和理論的不斷成熟，擬合分析法在高應(yīng)變檢測中必將得到更加充分的應(yīng)用，發(fā)揮至關(guān)重要的作用！

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：楊為東（1979-），男，漢族，山東省五蓮縣人，2003年西北工業(yè)大學(xué)大學(xué)土木工程專業(yè)本科畢業(yè)。