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摘要：本文根据实际工程去分析讨论高应变检测技术在工程基桩检测中的应用，仅供参考。
关键词：高应变，检测技术，基桩工程，
前言
随着我国近几年来建筑工程检测技术的不断进步，基桩高应变检测技术也越随着提高，而且在建筑工程中的成桩质量验证及检测中得到广泛应用，本文主要针对基桩高应变检测技术在工程基桩检测中的应用进行分析论述。
1 工程概况
某工程为一桥坝工程，其标高为101．48m，基础采用泥浆护壁钻孔灌注桩，共18根(其中Z1 12根，Z2 6根)；基底标高97.70m，设计桩长:L1 =30.00m、L2 =27.00m，桩径1200mm；桩端持力层为第8层粉土；混凝土设计强度等级C25 单桩竖向抗压容许承载力：Z1为2500kN，Z2为2000kN。
2 基桩低应变检测情况分析
根据工程进度和建设方的要求，首先对该工程的18根基桩进行桩身完整性检测，仪器为美国PDI公司生产的PIT—V型桩身完整性检测仪。依据桩身完整性判定的分类标；结合实测时域或幅频信号特征进行判定，其结论为：在本工程18根基桩中，I类桩(完整桩)12根；II类桩(基本完整桩)6根：无III类桩(缺陷桩)和Iv类桩(严重缺陷桩)。
通过对18根基桩的检测，发现测试数据基本上都比较规则，均能够反映基桩的实际情况，与岩土勘察报告基本相符。但是6—1号桩测试曲线不够规则，出现多次反射信号，桩身完整性类别无法判定(后经高应变检测后定为I类桩)，具体典型测试数据见图1和图2。
3 基桩高应变动力检测分析
3．1 检测原理
用重锤冲击桩顶，使桩一土产生足够的相对位移，以充分激发桩周土阻力和桩端支承力，通过安装在桩项以下桩周两侧的力和加速度传感器接收桩的应力波信号，应用应力波理论和数学解析方法分析处理力和速度时程曲线，从而判定桩的承载力和评价桩身结构的完整性 。
3．2 检测数据的分析与判定
1)试验桩资料
用于进行高应变动力试验的两类基桩的有关参数如表l所示。
2)试验过程
本次高应变动力试验桩共计5根，其中Z1 类4根，桩号分别为2—1、3—1、4—1、5—1；Z2类1根，桩号为6—1。首先将2支加速度传感器和2支力传感器分别对称安装在距桩顶1.50m左右的桩侧表面，桩顶铺设30~50mm 的松木板，采用80kN重的自由落锤，自由下落锤击桩顶，落程高度为1.3～1.5m。瞬时冲击产生的加速度和力信号通过FEI-C2型桩基动测分析系统接收，同时进行放大和A／D转换，变成数字信号传送给计算机，信号经过软件处理后存入磁盘，同时显示实测波形。
3)分析方法
首先对系统所采集的信号进行回放，并选择贯入度合理、数据不偏心、测试通道齐全的数据作为分析对象，利用配套的专用软件FEIPWAPC进行分析。具体做法是：先假设桩一土模型及参数，以实测速度信号作为边界条件输入，利用特征线法求解波动方程，反算桩顶的力。如果计算的力曲线与实测的力波形(以及锤击数)不吻合，则继续调整桩一土模型及参数，再进行拟合计算，直至计算的力曲线的吻合程度不能进一步改善为止，最终给出桩的极限承载力、桩身剖面、荷载一沉降曲线及土阻力沿桩的分布图。限于篇幅，仅将数据异常的6—1号桩和正常的5—1号桩的测试及拟合曲线示如图3和图4。
4)拟合分析结果
在对5根桩进行数据分析时，依据该工程的岩土勘察报告选择岩土拟合参数，结合施工记录，根据基桩的成桩工艺特点以及实测曲线进行拟合分析。桩侧极限侧阻力在20~45kPa之间，桩端极限端阻力在650～800kPa之间，CASE阻尼系数为0.3～0.4，桩身阻抗除6一l号桩外，其他4根桩基本符合施工情况，也与混凝土的灌注量基本一致。6—1号桩在3.0～7.0m之间阻抗增大约2.3倍，在15.0-20.0m之间也有不同程度的增大。
另外根据当时施工和监理人员介绍，该桩桩径比设计桩径偏大，樁的桩身完整性系数ß和桩身缺 陷位置X应分别按有关公式计算。经分析计算，5根桩的桩身完整性系数均不小于1.0，其中6—1号桩在3.0～7.Om和15.0～20.Om 两处分别为1.8和1.3。根据建筑基桩检测技术规范有关规定，6—1号桩判定为I类桩。通过5根桩的拟合分析计算，主要拟合参数，如土阻力、CASE阻尼系数、桩身阻抗等均符合国家相关规范所列举的参数参考值;同时与该工程的岩土参数相符，与施工记录吻合，5根基桩单桩竖向抗压极限承载力均满足设计要求，桩身完整性均为I类桩。
4 检测结果分析
1)桩身阻抗Z
6—1号桩属于桩型2，设计桩径1200mm，桩长27.00m， 该桩型共计6根，设计混凝土灌注量为30.99m3 ，实际灌注量在33～39.04m3 之间。其中6—1号桩的实际混凝土灌注量却达到63.97m3 ，其用量是正常基桩的2倍，充盈系数高达2.06：另一方面，从混凝土浇灌时间分析，一般正常的基桩混凝土灌注时间在1.4～1.8h之间，而6—1号桩的用时却长达2.5h，从而可以进一步推断该桩阻抗Z(Z=pCA)一定存在大的变化。
2)成孔质量分析因该工程位于地方景观湖下游，地下水位较高，虽然采取了围堰、导流渠等有效措施，但也给基桩的施工造成很大难度。其中6一l号桩施工时，在2.9-6.5m之间出现塌方，造成桩孔径增大，而在15.0～20.5m之间，混凝土的上升高度为其他基桩的2／3。这两个情况可以证明，6—1号桩孔径在2.9～6.5m和15.0～20.0m两处有着不同程度的增大。
5 结束语
1)在桩身阻抗变化或多变的情况下，采用低应变检测技术检测桩身完整性存在一定的局限性，既不能对基桩进行正确评价，又欠准确。
2)基桩高应变动力检测，在测试数据；隹确可靠、合理的前提下，能够对基桩的缺陷进行定量分析，同时对缺陷位置也可；隹确判定，能对基桩作出正确的评价。
3)虽然基桩高应变检测技术已较成熟，但在复杂的地质条件下，仍需要从事检测分析的工程技术人员不断总结、积累经验。这样既有助于对基桩作出正确的评价，也有利于推动基桩动测技术更好、更快地发展。
注：本章论文的所有图表及公式以PDF形式查看
关键词：高应变，检测技术，基桩工程，
前言
随着我国近几年来建筑工程检测技术的不断进步，基桩高应变检测技术也越随着提高，而且在建筑工程中的成桩质量验证及检测中得到广泛应用，本文主要针对基桩高应变检测技术在工程基桩检测中的应用进行分析论述。
1 工程概况
某工程为一桥坝工程，其标高为101．48m，基础采用泥浆护壁钻孔灌注桩，共18根(其中Z1 12根，Z2 6根)；基底标高97.70m，设计桩长:L1 =30.00m、L2 =27.00m，桩径1200mm；桩端持力层为第8层粉土；混凝土设计强度等级C25 单桩竖向抗压容许承载力：Z1为2500kN，Z2为2000kN。
2 基桩低应变检测情况分析
根据工程进度和建设方的要求，首先对该工程的18根基桩进行桩身完整性检测，仪器为美国PDI公司生产的PIT—V型桩身完整性检测仪。依据桩身完整性判定的分类标；结合实测时域或幅频信号特征进行判定，其结论为：在本工程18根基桩中，I类桩(完整桩)12根；II类桩(基本完整桩)6根：无III类桩(缺陷桩)和Iv类桩(严重缺陷桩)。
通过对18根基桩的检测，发现测试数据基本上都比较规则，均能够反映基桩的实际情况，与岩土勘察报告基本相符。但是6—1号桩测试曲线不够规则，出现多次反射信号，桩身完整性类别无法判定(后经高应变检测后定为I类桩)，具体典型测试数据见图1和图2。
3 基桩高应变动力检测分析
3．1 检测原理
用重锤冲击桩顶，使桩一土产生足够的相对位移，以充分激发桩周土阻力和桩端支承力，通过安装在桩项以下桩周两侧的力和加速度传感器接收桩的应力波信号，应用应力波理论和数学解析方法分析处理力和速度时程曲线，从而判定桩的承载力和评价桩身结构的完整性 。
3．2 检测数据的分析与判定
1)试验桩资料
用于进行高应变动力试验的两类基桩的有关参数如表l所示。
2)试验过程
本次高应变动力试验桩共计5根，其中Z1 类4根，桩号分别为2—1、3—1、4—1、5—1；Z2类1根，桩号为6—1。首先将2支加速度传感器和2支力传感器分别对称安装在距桩顶1.50m左右的桩侧表面，桩顶铺设30~50mm 的松木板，采用80kN重的自由落锤，自由下落锤击桩顶，落程高度为1.3～1.5m。瞬时冲击产生的加速度和力信号通过FEI-C2型桩基动测分析系统接收，同时进行放大和A／D转换，变成数字信号传送给计算机，信号经过软件处理后存入磁盘，同时显示实测波形。
3)分析方法
首先对系统所采集的信号进行回放，并选择贯入度合理、数据不偏心、测试通道齐全的数据作为分析对象，利用配套的专用软件FEIPWAPC进行分析。具体做法是：先假设桩一土模型及参数，以实测速度信号作为边界条件输入，利用特征线法求解波动方程，反算桩顶的力。如果计算的力曲线与实测的力波形(以及锤击数)不吻合，则继续调整桩一土模型及参数，再进行拟合计算，直至计算的力曲线的吻合程度不能进一步改善为止，最终给出桩的极限承载力、桩身剖面、荷载一沉降曲线及土阻力沿桩的分布图。限于篇幅，仅将数据异常的6—1号桩和正常的5—1号桩的测试及拟合曲线示如图3和图4。
4)拟合分析结果
在对5根桩进行数据分析时，依据该工程的岩土勘察报告选择岩土拟合参数，结合施工记录，根据基桩的成桩工艺特点以及实测曲线进行拟合分析。桩侧极限侧阻力在20~45kPa之间，桩端极限端阻力在650～800kPa之间，CASE阻尼系数为0.3～0.4，桩身阻抗除6一l号桩外，其他4根桩基本符合施工情况，也与混凝土的灌注量基本一致。6—1号桩在3.0～7.0m之间阻抗增大约2.3倍，在15.0-20.0m之间也有不同程度的增大。
另外根据当时施工和监理人员介绍，该桩桩径比设计桩径偏大，樁的桩身完整性系数ß和桩身缺 陷位置X应分别按有关公式计算。经分析计算，5根桩的桩身完整性系数均不小于1.0，其中6—1号桩在3.0～7.Om和15.0～20.Om 两处分别为1.8和1.3。根据建筑基桩检测技术规范有关规定，6—1号桩判定为I类桩。通过5根桩的拟合分析计算，主要拟合参数，如土阻力、CASE阻尼系数、桩身阻抗等均符合国家相关规范所列举的参数参考值;同时与该工程的岩土参数相符，与施工记录吻合，5根基桩单桩竖向抗压极限承载力均满足设计要求，桩身完整性均为I类桩。
4 检测结果分析
1)桩身阻抗Z
6—1号桩属于桩型2，设计桩径1200mm，桩长27.00m， 该桩型共计6根，设计混凝土灌注量为30.99m3 ，实际灌注量在33～39.04m3 之间。其中6—1号桩的实际混凝土灌注量却达到63.97m3 ，其用量是正常基桩的2倍，充盈系数高达2.06：另一方面，从混凝土浇灌时间分析，一般正常的基桩混凝土灌注时间在1.4～1.8h之间，而6—1号桩的用时却长达2.5h，从而可以进一步推断该桩阻抗Z(Z=pCA)一定存在大的变化。
2)成孔质量分析因该工程位于地方景观湖下游，地下水位较高，虽然采取了围堰、导流渠等有效措施，但也给基桩的施工造成很大难度。其中6一l号桩施工时，在2.9-6.5m之间出现塌方，造成桩孔径增大，而在15.0～20.5m之间，混凝土的上升高度为其他基桩的2／3。这两个情况可以证明，6—1号桩孔径在2.9～6.5m和15.0～20.0m两处有着不同程度的增大。
5 结束语
1)在桩身阻抗变化或多变的情况下，采用低应变检测技术检测桩身完整性存在一定的局限性，既不能对基桩进行正确评价，又欠准确。
2)基桩高应变动力检测，在测试数据；隹确可靠、合理的前提下，能够对基桩的缺陷进行定量分析，同时对缺陷位置也可；隹确判定，能对基桩作出正确的评价。
3)虽然基桩高应变检测技术已较成熟，但在复杂的地质条件下，仍需要从事检测分析的工程技术人员不断总结、积累经验。这样既有助于对基桩作出正确的评价，也有利于推动基桩动测技术更好、更快地发展。
注：本章论文的所有图表及公式以PDF形式查看