分析高应变动力测试技术在桩基检测中的应用

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  【摘要】高应变动力法是一种由上个世纪70年代产生和发展的桩基检测方法。具有许多静载荷实验法无法比拟的有点,能够进行大吨位的桩基监测工作,是当前桩基检测中的较为优秀的桩基检测方法。本文通过对高应变动力测试技术的概念、原理、主要的测试方法以及影响因素等方面进行分析,总结高莹白动力测试技术的先进性。
  【关键词】高应变动力测试技术;桩基检测;应用分析
  桩基工程作业中,需要对桩基进行质量检测,检测的主要项目为桩基的单桩垂直承载力是否能够达到项目标准。传统的单桩垂直承载力的检测方式是静载荷实验。这种方法要通过对锚桩或堆载物进行称量,然后通过试验获得相关数据。需要进行长时间的准备工作,耗费大量的人力物力,并且在大吨位的单桩测试中无法使用。而高应变动力测试技术,则是业界当前比较推崇的检测技术,这种测试技术不需要对锚桩或堆载物进行检测,从而解决了大吨位单桩检测的问题。而高应变动力测试技术,已经渐渐取代了传统的静载荷试验方法,成为桩基检测的主流检测方法。
  一、高应变动力法的概念和原理
  高应变动力法测试技术是20世纪70年代左右产生于美国,80年代进入我国。并于90年代在我国迅速的发展,涌现了一批应用该技术的软件和仪器。高应变动力法测试技术的主要原理,是通过对桩基进行应力波和速度波的激发,并在桩基顶部进行接收和测量,以达到确定桩基承载力的目的。这种方法对桩基测验的要求较低,并且能够适应在多处桩基的测验中,目前较为成熟的测验方法有凯斯法理论、实测曲线拟合法理论、阻力系数法等。
  二、高应变动力检测技术的方法
  2.1凯斯法理论
  凯斯法理论是一种建立在应力波理论的基础上的检测方法,凯斯法将所要测试的单桩当作一种连续的弹性杆件,并将其当作等截面桩。并根据波形理论,将实测到的数据进行计算,最终确认所检测的单桩的极限承载力,并对照项目要求,得出单桩承载力是否处于合格状态。而凯斯法理论所检测出的数据,是对土阻力进行钢塑法而得到的数据,所计算出的承载力,是单桩承载力的一次估算值,虽然近似于单桩的承载力,但无法完全将一次估算值当作单桩检测的最终结果。这种方法的检测方法简单,应用时间短,且需要对桩基进行打击,因此,适合在进行打桩工作过程中进行监测。
  2.2实测曲线拟合法理论
  实测波形拟合法,顾名思义,就是要将单桩的检测中的波形进行假设、测量和计算的一种测量方法。要在进行测量前,通过假设对单桩的桩顶的力曲线进行假设。然后通过对单桩进行实验,得出桩顶的实际力曲线,将两者进行对比并观察,如果发现假设计算出的曲线和实测的曲线不吻合,则对单桩的力曲线进行再次的假设,并最终得到与实测曲线相吻合的曲线,在得出该曲线后,曲线中的承载力则为该单桩的承载力。实测波形拟合法对假设和测试过程中的测试数值要求很高,需要严格的按照桩基检测的相关规定进行,各部分数值要严格的遵守计算规則和力学标准进行计算和假设。确保计算的数值符合实际。
  2.3阻力系数法
  阻力系数法的主要原理,是将岩土对桩的支撑阻力通过方程计算得出的方法,这种方法主要通过3种假设进行计算:首先要假设桩身本身是等抗阻的,其次,在进行桩周和桩尖土进行假设时,将单桩的动阻力集中在桩尖,忽略桩侧的土阻力,最后在进行静阻力假设过程中,将静阻力检测中的应力波的传播能耗忽略。将假设值设定为较为理想的数值,并进行计算和检测。
  三、影响因素
  3.1原始资料掌握情况
  原始资料的准确度和对原始资料的把握程度,是保证桩基检测成功和准确性的重要因素。高应变动力技术在进行单桩测试时,主要会通过对单桩的原始数据和测验数据进行对比和判断,最后得出结论。这种方法的准确性和合理性,需要大部分依赖于技术人员对原始数据的掌握。对地质勘查报告要做到非常明确且精准,才能做到最大的减少误差。
  3.2锤击的能量
  锤击的能量会直接影响桩基检测中的土阻力的数值,并且间接的影响了桩基检测的结果。锤击的能量的主要影响因素是锤重和锤距,二者结合起来会使锤击的能量产生变化,因此,要对实验所激发的土阻力进行控制,就要掌握好锤重和锤距。当锤击的能量太低,就会无法激发出桩基周围的土阻力,而如果过高,则会使桩基产生偏移。二者都会使检测结果产生较大的误差,进而导致检测的失败。
  3.3传感器的使用
  传感器是整个高应变动力检测过程中的最重要的环节,在进行检测时,需要通过传感器对检测过程中的数据进行传回,然后再通过技术人员进行计算,得出最后的数值。可见,传感器的使用在整个检测过程中占有重要的位置。传感器所传回的数据越精确,所得出的数据值就会越接近实际数值,检测的结果准确度越高。
  四、总结
  高应变动力检测技术在桩基检验中,具有速度快、消耗低、准确性强、适用范围广等特点。与传统的静载荷实验相比,具有非常高的应用优势。但在高应变动力检测技术,在检测过程中,已受到多种因素的影响,导致其可靠性和准确性都需要提高。因此,在通过高应变动力检测技术进行检测时,主要在一下几个方面进行注意:首先,高应变动力检测技术的应用过程中,要重视试验中的动静对比,要在实验数据并不是充足的情况下,进行静载荷实验的对比分析,将两种实验结果进行对比,从而修正和完善高应变动力检测的结果。增加该区域内的地质数据;最后,在进行检验过程中,桩身的混凝土强度值与单桩自身的极限承载力的数值较为接近,且一定程度上会出现低于单桩承载力的情况。因此,在选择桩锤的锤重和锤距时,要关注桩身的混凝体强度值,保证桩体不会受到破坏。
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