高应变动力测试技术在桩基检测中的应用探析

高应变动力测试技术在桩基检测中的应用探析

李宾

天津市建筑科学研究院有限公司地基基础研究所 天津 300193

摘要：在建筑工程中，桩基工程的主要检测方法就是高应变动力法，此种方法在上个世纪70年代被提出，且得到了较快的发展。相比与静载荷试验法而言，具有一定优势，在桩基检测工作中，能够对大吨位实施良好的检测，在桩基检测中较为权威。本文首先对高应变力测试技术的概念以及原理、检测方法进行分析，同时对其检测影响因素进行阐述，对该项检测技术的先进性特点进行总结，希望能够有效促进桩基工程检测的顺利开展，为工程安全施工提供一定保障。

关键词：高应变动力测试技术；桩基工程；检测；分析

在桩基工程作业过程中，首要工作就是检测桩基质量，对桩基的单桩垂直承载力进行检测，保证其能够符合项目标准[1]。传统方法检测单桩垂直承载力需要通过静载荷试验完成。在试验过程中，首先需要对锚桩或堆载物实施称重，而后对相关数据进行研究，但是，此种方式存在一定弊端，需要在准备阶段就耗费大量时间，导致人力财力消耗较大，且也无法用于吨位较大的单桩测试中。目前，在业界广受推崇的检测技术就是高应变动力测试技术，在实际工程中，无需设置锚桩或堆载物，就能完成对大吨位单桩的检测工作。现阶段工程检测中已经得到了广泛的应用，且逐渐取代了传统落后的静载荷试验方法，成为桩基检测的首选[2]。

一、高应变动力法概念及原理分析

高应变动力法测试技术最早于20世纪70年代在美国被提出，引入我国的时间在80年代，到90年代就已经得到了迅速的扩散，与此项技术相关的仪器以及软件也开始逐渐投入使用。高应变动力法测试技术在检测工作中，主要就是激发桩基的速度波以及应力波，在桩基顶部实现接收以及测量，以此对桩基承载力进行确定。高应变动力法测试技术对桩基测验没有较高要求，能够对多处桩基实施检测，实测曲线拟合法理论、凯斯法理论以及阻力系数法等应用较多，且技术较为成熟。

二、高应变动力检测方法

（一）凯斯法理论分析

凯斯法理论是基于应力波理论提出的新检测方法，在测试过程中，需要将单桩比作应力波理论，并视其为等截面桩[3]。在测量完毕后，需要依据波形理论进行计算，最终对单桩的极限承载力进行评估，与项目的要求进行对照，最终确认单桩承载力是否符合施工要求。由凯斯法理论得出的数据，主要就是对土阻力实施刚塑法得出的，由此获得的承载力数据，属于对单桩承载力的一次估算值，与单桩的实际承载力较为接近，但是即便如此，也不能将此次检测估算结果作为单桩检测的最终结果。此种检测方法较为简单，且应用时间不长，需要打击桩基，由此，此种检测方法在打击桩基过程中较为适用。

（二）实测曲线拟合法理论分析

实测波形拟合法，就是对单桩进行假设、测量以及计算波形的过程，借助单桩试验方式，将桩顶的实际力曲线计算出来，对比、观察二者的不同。当假设曲线与实际检测曲线存在出入时，就需要再次进行假设，保证最终假设曲线与实测曲线相吻合，此时假设的曲线承载力就是此单桩的实际承载力。实测波形拟合法要求假设以及测试的数值较为准确，且在实施过程中，需要严格按照相关规定执行，保证每部分的数值都能够符合计算规则和力学标准，保证计算数值与实际相符[4]。

（三）阻力系数法分析

阻力系数法就是利用岩土对桩的支撑阻力，将相关方程列出来，最后通过计算得出相应值。在检测过程中，主要就是借助3种假设实施计算，即假设桩身本身为等抗阻，其次，在假设桩周以及桩尖土时，将单桩的动阻力在桩尖位置集中，此时，不考虑桩侧的土阻力，最后，在假设静阻力时，不需要考虑应力波的传播能耗，此时设定最为理想的假设值，进行计算以及检测工作。

三、影响因素分析

（一）受原始资料掌握情况影响

为有效提升桩基检测成功率及准确性，就需要对桩基原始资料的准确性进行了解。利用高应变动力技术对单桩进行检测时，就是借助对比以及判断单桩的原始数据和测验数据得出最后结论，此种方法准确性较高，但是需要技术人员很好的掌握原始数据。要求地质勘查报告数据较为精准，由此才能够有效缩减误差[5]。

（二）锤击能量分析

桩基检测过程中，土阻力的数值在一定程度上会受到锤击能量的影响，同时也会对桩基检测结果产生间接影响。在锤击设备的选择上，也需要对其性能进行严格要求，以此保证信号采集的质量。在检测时，锤击能量会受到锤重以及锤距影响，由此，所选择的锤击设备需要能够实现自由调节，保证锤重以及落距都在可控范围内，只有有效结合两种因素，才能够改变锤击能量，提升其操作安全性能。基于此，就需要有效控制好试验所激发的土阻力，对锤重以及锤距进行有效掌控。如果锤击能量过低，就无法将桩基周围土阻力有效激发出来，相反，如果锤击能量过高，桩基就会出现偏移，锤重不能低于单桩极限承载力的百分之一，由此，所选择的锤头需要稍重，落距也需要合适，同时需要选择合适的锤垫，达到合理的宽力脉冲，锤击能量过高或过低都会造成检测结果不准确，导致检测失败。

（三）传感器的使用分析

在高应变动力检测过程中，传感器发挥着不可忽视的作用。在实际检测时，需要将检测的数据借助传感器传输给相关技术人员，在计算后得出最终数值。由此，可以证明，传感器在整个检测过程中的作用都较为重要。借助传感器传输的数据精确度越高，最终获得的数据值就会越精确，与实际数值更为接近，检测结果也更为准确。

结语：

在桩基检验过程中，高应变动力检测技术的应用具有一定优势，不仅检测速度较快，且能源消耗相对较低，具有较高的准确性，有较为广泛的适用范围。相比于传统的静载荷试验，优势较为突出。但是，在桩基实际检测过程中，高应变动力检测技术的实施也会受到多种阻碍，影响了其可靠性以及准确性，由此，就需要在实际检测过程中，试验中的动静对比试验结果进行重视，在试验数据并不是非常全面的基础上实施静载荷试验，而后分别对比两种试验结果，对高应变动力检测结果进行改进及完善。与此同时，还需要对该区域内地质数据进行搜集，保证在最后检测时，桩身混凝土强度值能够接近或者低于单桩自身极限承载力数值。在对桩锤的锤重及锤距进行选择时，还需要特别关注桩身混凝体强度值，如锤击能量过大，就需要对桩头做好处理。在混凝土钻孔灌注桩检测时，需要将污浆或者密室度较低的位置截除，在外侧接一段等截面桩头，长度需保证高于2倍桩径，混凝土的强度等级也需要有所提升，避免桩体受到破坏影响施工。在外接桩头过程中，需要将桩身的主筋向桩顶位置延伸，在桩顶位置设置间距5厘米后的钢筋瓦片，且需要有混凝土保护，保证桩头不会出现开裂现象，对试验的成功率有一定保障，与此同时，也能够对传感器进行保护，避免其出现损伤。基于以上分析，在对桩基进行测试时，需要做好各项试验，能够有效促使高应变动力测桩技术的可靠性得到提升。

参考文献：

[1]黄海波.试谈高应变动力测试技术在桩基工程检测中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2019，29（18）.

[2]蒲玉成.高应变动力检测技术在水下桩基工程中的应用研究[J].中国造船，2021，28（3）：140-146.

[3]王永梅.浅谈桩基检测技术在建筑工程中的应用[J].黑龙江科技信息，2022，21（2）：314-314.

[4]秦凡.高应变动力测试技术在桩基质量检测中的应用[J].中国水运（下半月），2019，12（9）：265-266.

[5]于务焘，韩坤，赵彦锦等.阐述高应变动力测试技术在桩基检测中的应用[J].建筑工程技术与设计，2021，11（22）：368-368.