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摘要：随着人们生活水平的提高，对建筑行业的要求提高。在我国城市建设中，高层建筑已经成为城市建筑的主体，其集成化、高效化等特点成为了现代化的标志之一。然而高层建筑的稳定性取决于桩基础检测技术的科学可靠性，用ABAQUS模拟桩基工程单桩承载力，并结合规范计算法和桩基检测技术进行了对比分析。结果表明，桩周土沉降变形分布呈“马蹄铁”形，并随着距离的增大而减小;用规范计算法得到的单桩竖向极限承载力最为安全;高应变动力试验法比静荷载试验法在用时、便携和资源节省方面有优势，并结合有限元法试解释了不同方法所得值有误差的原因。
关键词：有限元;桩基检测;静荷载试验;高应变动力试验
1建筑施工中的桩基施工技术分析
1.1人工挖孔
人工挖孔是建筑桩基施工技术中的一项重点，需要安排在护壁工艺后。首先按照桩基施工的标高设计，促使标高到达井圈的指定位置，落实人工挖孔中的标准设计，按照先中间，后两边的顺序，设计人工挖孔的路线;然后在桩基中线的位置，采取十字控制的方法，辅助人工挖孔，一边进行现场测量，一边进行挖孔工作，人工挖孔的过程中，孔底到井口的距离≥6m时，需要设置照明系统，同时运行通风装置，提供足够的照明，并且保护井下挖孔的安全性;最后是人工挖孔成型后的验收工作，验收之前，施工人员需要清理桩基孔，防止人工挖孔的现场混乱，检查人工挖孔是否符合成孔的要求，确保人工挖孔的性能和质量。
1.2制作并安放钢筋笼
钢筋笼的制作和安放，是建筑桩基施工技术中的重点部分，与桩基稳定性存在直接的关系。待人工挖孔成型后，即可安排钢筋笼的制造与安放工作。钢筋笼制作对技术的要求比较高，严格按照桩基施工图纸的内容进行制作。为了保障钢筋笼在桩基施工中的稳定性，钢筋笼的主筋内侧，应该设计加强箍，控制加强箍的距离≈2m，标准直径=16m，加强箍在钢筋笼的内侧位置，使用十字撑的加固方法，预防加强箍发生偏位。钢筋笼制作技术中，较为重要的是主筋焊接，一般情况下，可以选择闪光焊接的方法，分隔焊接的牢固点，在距离主笼4m的位置，加装耳环，用于保护钢筋笼的整体安全性能，完善钢筋笼的制作过程。钢筋笼在桩基孔中的安放技术，主要以吊装为主，吊起钢筋笼的重量≤1.2t，以现场的實际作业为主，合理分配塔吊工艺，根据桩基施工时的地形分配，设计塔吊作业的方式，以便加快钢筋笼在孔内的安放速度。钢筋笼安放的过程中，必须注重现场的安全控制，避免出现人员伤亡，钢筋笼安放的现场，需要由专业的人员监督，现场不能出现非施工人员以外的人群，降低钢筋笼安放时的安全隐患。
2高层建筑桩基单桩检测技术应用
2.1高应变动力检测法计算单桩极限承载力
高应变动力检测法即是利用特殊定制的击锤对桩顶进行击打，击打产生的锤击力会以压缩波的形式在桩体内向下传播，当这种压缩波到达桩底后，会有一部分反射回桩顶，达到桩顶后也会有一部分压缩波被向下反射回桩底。从而使振动波不断在桩顶和桩底间反射循环，并不断衰减。通过安装在桩顶的速度和应变传感器可以捕获到这种振动信号。这种振动信号通过一系列数字处理后可以计算出单桩竖向的极限承载力。桩周土达到极限承载力的标志之一是是否完全进入塑性状态。然而利用高应变法测试比较难以让土体完全进入塑性，这会对该方法的准确性带来影响。另外，土体的内部孔隙水压力、土体结构的破坏以及液化作用等都会导致计算得到的承载力偏低。本次试验使用的方式为波动方程拟合分析法（CAPWAP法），是国内常用的高应变试验法，现场图见图1。
利用击锤将一定的能量以振动波的形式从桩顶输入，振动波在桩体内的振动反射与阻尼作用下可以反映出桩周土的摩阻力和桩端的承载力，从而得到与桩的承载力有关的波形数据。根据波动议程和行波理论，可以推导出单桩竖向极限承载力的公式如下：
式中，Rs为单桩竖向极限承载力;R为激发总摩阻力;F与V为t时刻对应的力与速度读数;Z为桩身阻抗系数，与桩径有关;Jc为系统的阻尼系数，可以根据经验和试验得出，此处取为0.85。t1和t2是振动波出现第一个峰值和到达桩底时的时刻。以上数值确定后，即可通过公式计算得出单桩竖向承载力的数值。经过击锤击打、传感器数据收集和软件运算与分析，可以确定的单桩竖向极限承载力如表1。
三根桩的单桩竖向极限承载力相近，其平均值为6952kN。
2.2单桩承载不足的解决措施
建筑桩基施工中的单桩承载不足问题，最根本的解决方法是提前做好桩基现场的勘察工作，明确建筑桩基施工现场的地质环境，规范单桩承载力的设计，符合单桩承载设计的基础需求。除此以外，桩基施工的过程中，也要注重单桩承载设计，提高单桩承载设计能力的同时，加强单桩施工实践的控制力度。
结语
本文利用ABAQUS有限元软件分析法、规范计算法、静荷载试验法和高应变动力试验法等方法计算了单桩竖向承载力，通过对比分析来探究高层建筑单桩监测技术在单桩竖向承载力检测中的应用，可以得出以下结论：1）通过有限元数值模拟，可以知道在桩顶荷载下，桩周土的沉降分布呈现出“马蹄铁”的形状，且越靠近桩体沉降越大，主要的平面影响范围在5m之内。2）不同的单桩竖向承载力计算方法计算结果不同。通过规范计算法得出的结果是最小的，这是因为这种方法较少考虑地基土的承载能力。用这种方法计算得到的单桩竖向承载力最安全。3）通过对比分析两种现场试验法，可知高应变动力试验法不仅准确度接近静荷载试验法，而且在时效性、便捷性和资源节省方面更具有优势。因此完善这种方法并逐步成为高程桩基检测方法的主流是未来的方向。
参考文献
[1]温留超，高述强.建筑施工的桩基施工技术分析[J].建设科技，2013，18：82～83.
关键词：有限元;桩基检测;静荷载试验;高应变动力试验
1建筑施工中的桩基施工技术分析
1.1人工挖孔
人工挖孔是建筑桩基施工技术中的一项重点，需要安排在护壁工艺后。首先按照桩基施工的标高设计，促使标高到达井圈的指定位置，落实人工挖孔中的标准设计，按照先中间，后两边的顺序，设计人工挖孔的路线;然后在桩基中线的位置，采取十字控制的方法，辅助人工挖孔，一边进行现场测量，一边进行挖孔工作，人工挖孔的过程中，孔底到井口的距离≥6m时，需要设置照明系统，同时运行通风装置，提供足够的照明，并且保护井下挖孔的安全性;最后是人工挖孔成型后的验收工作，验收之前，施工人员需要清理桩基孔，防止人工挖孔的现场混乱，检查人工挖孔是否符合成孔的要求，确保人工挖孔的性能和质量。
1.2制作并安放钢筋笼
钢筋笼的制作和安放，是建筑桩基施工技术中的重点部分，与桩基稳定性存在直接的关系。待人工挖孔成型后，即可安排钢筋笼的制造与安放工作。钢筋笼制作对技术的要求比较高，严格按照桩基施工图纸的内容进行制作。为了保障钢筋笼在桩基施工中的稳定性，钢筋笼的主筋内侧，应该设计加强箍，控制加强箍的距离≈2m，标准直径=16m，加强箍在钢筋笼的内侧位置，使用十字撑的加固方法，预防加强箍发生偏位。钢筋笼制作技术中，较为重要的是主筋焊接，一般情况下，可以选择闪光焊接的方法，分隔焊接的牢固点，在距离主笼4m的位置，加装耳环，用于保护钢筋笼的整体安全性能，完善钢筋笼的制作过程。钢筋笼在桩基孔中的安放技术，主要以吊装为主，吊起钢筋笼的重量≤1.2t，以现场的實际作业为主，合理分配塔吊工艺，根据桩基施工时的地形分配，设计塔吊作业的方式，以便加快钢筋笼在孔内的安放速度。钢筋笼安放的过程中，必须注重现场的安全控制，避免出现人员伤亡，钢筋笼安放的现场，需要由专业的人员监督，现场不能出现非施工人员以外的人群，降低钢筋笼安放时的安全隐患。
2高层建筑桩基单桩检测技术应用
2.1高应变动力检测法计算单桩极限承载力
高应变动力检测法即是利用特殊定制的击锤对桩顶进行击打，击打产生的锤击力会以压缩波的形式在桩体内向下传播，当这种压缩波到达桩底后，会有一部分反射回桩顶，达到桩顶后也会有一部分压缩波被向下反射回桩底。从而使振动波不断在桩顶和桩底间反射循环，并不断衰减。通过安装在桩顶的速度和应变传感器可以捕获到这种振动信号。这种振动信号通过一系列数字处理后可以计算出单桩竖向的极限承载力。桩周土达到极限承载力的标志之一是是否完全进入塑性状态。然而利用高应变法测试比较难以让土体完全进入塑性，这会对该方法的准确性带来影响。另外，土体的内部孔隙水压力、土体结构的破坏以及液化作用等都会导致计算得到的承载力偏低。本次试验使用的方式为波动方程拟合分析法（CAPWAP法），是国内常用的高应变试验法，现场图见图1。
利用击锤将一定的能量以振动波的形式从桩顶输入，振动波在桩体内的振动反射与阻尼作用下可以反映出桩周土的摩阻力和桩端的承载力，从而得到与桩的承载力有关的波形数据。根据波动议程和行波理论，可以推导出单桩竖向极限承载力的公式如下：
式中，Rs为单桩竖向极限承载力;R为激发总摩阻力;F与V为t时刻对应的力与速度读数;Z为桩身阻抗系数，与桩径有关;Jc为系统的阻尼系数，可以根据经验和试验得出，此处取为0.85。t1和t2是振动波出现第一个峰值和到达桩底时的时刻。以上数值确定后，即可通过公式计算得出单桩竖向承载力的数值。经过击锤击打、传感器数据收集和软件运算与分析，可以确定的单桩竖向极限承载力如表1。
三根桩的单桩竖向极限承载力相近，其平均值为6952kN。
2.2单桩承载不足的解决措施
建筑桩基施工中的单桩承载不足问题，最根本的解决方法是提前做好桩基现场的勘察工作，明确建筑桩基施工现场的地质环境，规范单桩承载力的设计，符合单桩承载设计的基础需求。除此以外，桩基施工的过程中，也要注重单桩承载设计，提高单桩承载设计能力的同时，加强单桩施工实践的控制力度。
结语
本文利用ABAQUS有限元软件分析法、规范计算法、静荷载试验法和高应变动力试验法等方法计算了单桩竖向承载力，通过对比分析来探究高层建筑单桩监测技术在单桩竖向承载力检测中的应用，可以得出以下结论：1）通过有限元数值模拟，可以知道在桩顶荷载下，桩周土的沉降分布呈现出“马蹄铁”的形状，且越靠近桩体沉降越大，主要的平面影响范围在5m之内。2）不同的单桩竖向承载力计算方法计算结果不同。通过规范计算法得出的结果是最小的，这是因为这种方法较少考虑地基土的承载能力。用这种方法计算得到的单桩竖向承载力最安全。3）通过对比分析两种现场试验法，可知高应变动力试验法不仅准确度接近静荷载试验法，而且在时效性、便捷性和资源节省方面更具有优势。因此完善这种方法并逐步成为高程桩基检测方法的主流是未来的方向。
参考文献
[1]温留超，高述强.建筑施工的桩基施工技术分析[J].建设科技，2013，18：82～83.