關(guān)于高應(yīng)變法在樁基檢測中的應(yīng)用實踐

我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展推動了建筑企業(yè)的突飛猛進，城市現(xiàn)代化建設(shè)中，各種工程項目施工重點不斷涌現(xiàn)，其中樁基施工是工程項目中非常重要的環(huán)節(jié)。樁基檢測技術(shù)能夠提高樁基施工質(zhì)量，排除安全隱患，對此展開探究，概述了高應(yīng)變動力測樁法的基本原理，并進行了現(xiàn)場測試與應(yīng)用，最后分析與討論結(jié)果，以期為端承樁樁基施工技術(shù)提供理論依據(jù)。

高應(yīng)變荷試驗； 樁基檢測； 應(yīng)用探論

TU473.1+6 B

［定稿日期］2022-04-06

［作者簡介］楊棟廷（1983—），男，本科，工程師，從事地基基礎(chǔ)檢測工作。

工程建設(shè)中樁基檢測方法多種多樣，根據(jù)我國建筑行業(yè)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，樁基檢測方法主要有靜載法、鉆芯法、高應(yīng)變法、低應(yīng)變法等技術(shù)［1］。相比較而言，通過靜載荷試驗檢測承載力特征值或極限值是最復(fù)雜、最直接、更準(zhǔn)確，但是實際工作中有時會因為工期、現(xiàn)場場地限制等原因放棄使用；鉆芯法具有直觀性，有較強的可操作性，對樁徑有一定要求，但目前僅對現(xiàn)場灌注樁使用；高應(yīng)變法主要是對樁基豎向抗壓承載力極限值進行檢測，并判斷其是否滿足設(shè)計要求，也可對樁身完整性進行判別，檢測速度較靜載荷試驗有很大幅度提高，還可以運用低應(yīng)變法進行輔助操作，互為補充驗證。

1 高應(yīng)變動力測樁法的基本檢測原理

高應(yīng)變動力測樁法的基本檢測原理是應(yīng)力波理論，在樁基施工檢測中運用應(yīng)力波和速度波來判斷樁身完整性、單樁豎向極限承載力等。高應(yīng)變動力測樁法主要是通過對頂部施加一個瞬時的沖擊力來激發(fā)樁土對樁體的阻力，進而對截面速度信號與應(yīng)力信號進行接收，根據(jù)計算公式進行計算，通過擬合得出樁基P-S曲線，極限承載力以及樁側(cè)各段阻力的分布等信息，并與之對應(yīng)地質(zhì)工程勘察報告中所提及相關(guān)分層和參數(shù)進行對比。高應(yīng)變動力測樁法具有檢測速度快的特點，同時也不會對樁基造成影響與破壞，此外根據(jù)實際操作情況，當(dāng)現(xiàn)場實際工程條件滿足高應(yīng)變法適用條件時，這種檢測方法的誤差也比較小，大多在可控范圍之內(nèi)，檢測過程中可以通過利用其他技術(shù)手段來提高檢測精準(zhǔn)度。但是高應(yīng)變動力測樁法的準(zhǔn)確性受到多方面因素的影響，比如樁身的性質(zhì)、測量儀器的精準(zhǔn)度、測試條件的配合程度、傳感器的安裝質(zhì)量、重錘偏心、樁帽處理質(zhì)量、測試人員專業(yè)水平等，因此在應(yīng)用實戰(zhàn)中應(yīng)當(dāng)按照規(guī)范操作，減小檢測誤差［2］。

2 現(xiàn)場測試與應(yīng)用

高應(yīng)變動力測樁法的數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確度直接影響計算結(jié)果的精度，因此應(yīng)力和速度信號的質(zhì)量采集是首要前提，影響信號的因素有樁頭處理質(zhì)量、錘擊位置與能量大小、傳感器的安裝、外界干擾、儀器質(zhì)量等［3］。

2.1 樁頭處理對數(shù)據(jù)曲線的影響

現(xiàn)場實際測試過程中，通過重錘錘擊樁頭，產(chǎn)生瞬時沖擊力與壓力波，壓力波順樁體向下傳遞，并通過傳感器的測量，獲取應(yīng)力波與速度波的信號，計算樁基的極限承載力。測試中，首先對灌注樁樁頭的浮漿或軟弱或不密實混凝土，必須進行全面清除處理，并用比樁身強度等級高1～2級混凝土進行澆灌，主筋直接通到樁頂混凝土保護層下方，各主筋應(yīng)在同一高度上，外面設(shè)置箍筋，間距不宜大于100 mm。在樁頂裝設(shè)鋼筋網(wǎng)片1～2層，間距60～10 mm。進行處理后，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進行養(yǎng)護。樁帽尺寸與樁身一致。

測試發(fā)現(xiàn)，灌注樁樁頭如果處理不到位，殘余量較大的浮漿或軟弱、或不密實混凝土就會抑制應(yīng)力波的傳遞，無法有效發(fā)揮樁的極限承載力，進而影響檢測效果。此外，如果僅僅提高落錘高度增加能量，將會導(dǎo)致樁頭強度不夠，最終出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，導(dǎo)致檢測失敗，甚至損壞傳感器，還可能發(fā)生安全事故。

檢測中進行了對比試驗，發(fā)現(xiàn)在浮漿或軟弱、或不密實混凝土清除未徹底的情況下，最大承載力無法滿足設(shè)計要求。因此對樁頭重新進行處理，得到了新的測試結(jié)果，數(shù)據(jù)對比如表1所示。

2.2 錘擊能量對高應(yīng)變測試的影響

高應(yīng)變動力測樁法要求錘擊能力必須滿足一定的要求，才能夠充分激發(fā)樁端土的阻力，一般按預(yù)估單樁豎向極限承載力的1%～1.5%配置整體錘及導(dǎo)向保護裝置。通常來說，經(jīng)過錘擊后，樁頂如果出現(xiàn)了3.0 mm左右的位移，則表明樁最大承載力已經(jīng)全部得到發(fā)揮。但是實際操作中很難測量這種位移，一般都是根據(jù)專業(yè)人員的經(jīng)驗來判斷。如果測試曲線出現(xiàn)較為明顯的樁底反射，同一樁在不同錘擊情況下承載力大體相同，則基本說明達(dá)到了承載力極限值。

試驗證明，不斷提高落錘距離并不能保證樁體發(fā)揮最大承載力，距離太大會影響誤差，引起過大的重錘偏心，甚至造成樁體的破壞。測試中，對樁長8 m、樁徑600 mm、持力層為密實卵石層、設(shè)計承載力為1 250 kN的灌注樁進行錘擊試驗，試驗采用30 kN落錘距離80 cm，在導(dǎo)向架內(nèi)自由下落，應(yīng)力曲線出現(xiàn)異常，對待測樁樁身進行查看后發(fā)現(xiàn)，已造成樁頭破壞。計劃對本樁進行重新測試，采用高強度速強混凝土重新處理樁頭，待養(yǎng)護期滿足要求后，測試發(fā)現(xiàn)曲線起始段良好重合，樁底反射較為明顯，承載力極限值大于設(shè)計值的2倍，反映樁底部及樁側(cè)具有設(shè)計要求的良好的持力性能。

2.3 傳感器的安裝對高應(yīng)變測試的影響

傳感器安裝位置應(yīng)當(dāng)與樁身緊貼，經(jīng)驗表明，安裝的剛度適中（傳感器廠商或儀器廠商基本都會提供參考值），則測試的效果就越好。在測試之前對測點進行嚴(yán)格處理，在樁身上確定2個對稱點位，距離樁頂約為2倍的樁徑，兩點位基本代表樁身性質(zhì)，安裝應(yīng)力環(huán)，將中心連線保持與樁軸線平行，加速度計的安裝點位與應(yīng)力環(huán)中心點在同一水平面上。測試中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)力值曲線末端無法歸零，分析得知是由于傳感器安裝點位不平行，導(dǎo)致安裝過程中受力，因此重新進行安裝；發(fā)現(xiàn)應(yīng)力曲線與速度抗阻曲線的起點不同，則說明就力環(huán)中心與加速度計不再同一水平面上，須進行重新調(diào)整，加速度計基本在應(yīng)力環(huán)2個固定螺絲之間的水平位置70 mm附近。

3 數(shù)據(jù)分析與討論

3.1 測試曲線分析

數(shù)據(jù)曲線主要反映了樁基的極限承載力與完整性等特性。數(shù)據(jù)合理性分析主要依據(jù)有3個方面：

（1）錘擊偏心情況、傳感器運行情況、應(yīng)力曲線與速度抗阻曲線是否中和。

（2）樁貫入程度、曲線分離程度、樁底反射情況。

（3）是否能科學(xué)解釋性能，如果不科學(xué)，則進行重新測試，多次測量發(fā)現(xiàn)始終不能夠科學(xué)解釋則進行查找原因，分析問題，換樁試驗。

3.2 波速的確定

傳感器的彈性波傳播速度決定了樁阻抗的測量數(shù)值大小，即影響樁的最大承載力數(shù)值。實際測試中，暫時沒有可靠的方法能夠?qū)鞲衅鳂渡砩系膹椥圆úㄋ龠M行測量，大多

根據(jù)混凝土的等級來推斷。測試計算中如果采用低應(yīng)變反射波法測試波速，是不太合理的，機械波與頻率相關(guān)，頻率差距較大，波速必然具有明顯的差距。

測試中對不同波速下樁最大承載力進行測量分析與比較，如表2所示。在樁長確定的情況下，測試中可以采用上下行波判斷樁底反射，并求出平均波速，提高計算準(zhǔn)確度。或在反射明顯的情況下采用樁底反射計算波速。

3.3 Jc的取值

阻尼系數(shù)Jc值的正確選取決定了端承樁最大承載力。通常在實際應(yīng)用中，考慮不同地基土的條件來去確定阻尼系數(shù)的取值，Jc值的主要影響因素包括樁型、樁徑、地基土類型、力學(xué)性質(zhì)等，是綜合參數(shù)，在測試中不應(yīng)當(dāng)隨意選取。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)，樁尖土阻尼系數(shù)的范圍在0.15～0.40之間，本測試便根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)在同一場地采用基本相同的Jc值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)結(jié)果都普遍偏小，而采用高一級的取值，即高0.1的取值發(fā)現(xiàn)，動靜對比結(jié)果基本保持一致，該取值具有合理性。

4 結(jié)論

綜合全文，樁基檢測技術(shù)種類較多，不同的技術(shù)特點的檢測方法在不同的檢測工作中有不同的適應(yīng)范圍及技術(shù)要求，本文對高應(yīng)變動力測樁法進行分析，通過現(xiàn)場測試與應(yīng)用來探究樁基檢測工作中高應(yīng)變動力測試法的技術(shù)要點，實戰(zhàn)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場樁基檢測過程中，任何一個細(xì)節(jié)的疏忽都可能會影響檢測結(jié)果，造成較大的精準(zhǔn)度誤差，比如落錘高度、樁頭處理、Jc值選取等，因此，在實際的應(yīng)用中，檢測人員應(yīng)當(dāng)不斷提高自身專業(yè)技能，同時也要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)操作，提高檢測工作質(zhì)量。

參考文獻

［1］ 劉元輝.高應(yīng)變法在基樁檢測中的應(yīng)用及實例分析［J］.廣州建筑，2015（4）：27-28.

［2］ 李鵬，向明，李學(xué)專.高應(yīng)變法在完整性檢測中的應(yīng)用實例［J］.城市建設(shè)理論研究， 2015（19）：45-46.

［3］ 王健.高應(yīng)變動力測樁法在特殊工程中的應(yīng)用［J］.土工基礎(chǔ)，2014（3）：98.

［4］ 建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范：JGJ106-2014［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.