桩基础动力检测技术现状和发展趋势

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1、桩基础动力检测技术现状和发展趋势　　【摘要】本文介绍了桩基础动力检测技术的现状，对目前运用的几种桩基础动力检测技术进行了分析，并对其发展趋势进行了预测。【关键词】桩基础，动力检测技术，现状，发展趋势中图分类号：TU473.1文献标识码：A文章编号：一、前言随着我国的经济和社会的发展，我国的工程建设也得到了很大的发展。随着我国城市化进程的加快，我国的工程建设也越来越多。目前，桩基础作为一种常用的基础形式,在高层建筑、铁路、公路、港口码头、电力、海上石油钻井平台、水利等工程领域得到了广泛的应用。因此，桩基础的质量对工程非常重要。所以我们要对桩基础的质量进行检测。其中最常用的检测

2、方法是桩基础动力检测技术。二、检测技术的现状桩的动力测试在我国已发展多年，近几年来动测法试桩的数量在不断增长。随着测试技术的提高，试桩结果的可靠性也大大地在提高，可以将测试结果作为设计或现场检验的依据，大量的工程实践证明，动测法有效的填补了静力试桩的不足，满足了桩基工程发展的需要。1.静载荷试验7静载测试技术是随着桩基础在建筑设计中使用越来越广泛而发展起来的。传统静载荷试验采用手动加压、人工操作、人工记录的方式进行。受工作条件比较艰苦，试验时间比较长、投入的人力较多、导致工作效率低。数据误差大等因素，被新的技术所取代。2.高应变法高应变法是当作用在桩顶上的能量较大，直接测得

3、的打击力与设计极限值相当时。目前高应变法主要有动力打桩公式法、波动方程法、Case法、曲线拟合法、锤击贯入法和动静法等，但工程界应用最广泛的高应变法是CASE法和波形拟合法。CASE法是一种通过一维波动方程计算而获得岩土对桩的支撑阻力的新方法。它有三条基本假定：桩身是等阻抗的；桩周与桩尖土对桩的运动阻力分为动阻力和静阻力两部分，动阻力全部集中在桩尖，忽略了桩侧土阻力；静阻力模型为理想刚塑性体，忽略了应力波在传播过程中的能量损耗，包括桩身中内阻尼损耗和向桩周土的逸散。基于以上三条基本假设,由行波理论和波动方程推导出CASE法单桩极限承载力公式：Ｒs=Ｒ－JＣ(2Ｆｔ1－Ｒ)其

4、中Jc是地区性经验系数，土质不同，Jc7凭经验取值的变异性会很大。波形拟合法波形拟合法目前被认为是确定单桩承载力最准确的方法。高应变法的局限性:（一）CASE法适用于打入桩的施工过程检测和监控，或者在具有一定的经验基础上，用于评定工程桩的验收合格性。但由于该法的假定条件与基桩施工的实际条件差别较大，首先，假设桩身等阻抗，这对钢桩、预制桩和预应力管桩在桩身无缺陷的情况下基本适用，而对灌注桩是难以达到；其次，假设动阻力完全集中于桩尖，而实际情况是随着桩的相对位移，桩侧必然产生动阻力，只是相对较小而已；再次，假设静阻力模型为刚塑性体，即桩一旦被打动，则静阻力马上达到极限值，这也与

5、实际不符。所以，CASE法测桩，必须在桩被打动的前提，充分发挥土的全部静阻力，并从波形上正确判断桩尖的反射位置，选用恰当的阻尼系数Jc才可比较准确地确定单桩极限承载力。（二）波形拟合法虽然和CASE法一样，也是在柴油锤冲击材质均匀、强度较高、侧面光滑的钢管桩、预制桩等基础上建立起来的，它不像CASE法那样严格要求贯入度和侧面光滑与截面的一致性，但当桩间土变形不够充分时，承载力同样偏于保守。而且它假定桩周土体内无变形存在，也极不合理。7（三）高应变动力测试数据采集质量直接关系到计算结果的准确性。正确采集信号是良好结果的前提条件。影响采集信号的因素很多,如桩头处理的好坏、锤击位

6、置及能量大小、传感器安装、外界干扰、仪器本身性质等。3.低应变法低应变法是作用在桩上的能量较小，仅能使桩土间产生微小扰动。现在国内低应变动测法、动力参数法、水电效应法、共振法等。其中应力波反射法在桩身质量检测中应用最广泛。应力反射波法是以应力波在桩身中的传播反射特征为理论基础的一种方法。该方法将桩假定为连续弹性的一维截面均质杆件，并且不考虑桩周土体对沿桩身传播应力波的影响。当在桩顶施加一瞬态锤击振力，将在桩内激发应力波，由于桩与周土之间的波阻抗差异悬殊，应力波的大部分能量将在桩内传播，当波长Ｌ＞＞桩径Ｄ，应力波波长λ＞＞Ｄ时，桩可以看作一维杆件，应力波在桩内传播可以采用一维

7、杆波动方程计算。垂直入射的应力波在桩内传播过程中，当桩内存在有波阻抗差异界面时，波将产生反射波和透射波，反射波将沿桩身反向传播到桩顶，而透射波继续向下传播。由于人们已经掌握了极微弱振动的检测技术，而检测的目的仅仅在于桩身的完整性，为了检测的方便和避免桩周围的土阻力作用，通常只需要直接利用人力在桩顶施7加不大的脉冲力就可。常用的激振方式就是直接利用人力挥动小手锤进行敲击，或用稍重一些的力棒下落，锤体质量一般在0．5kg～5kg范围内，引起的冲击力2kN～2OkN，应力波脉宽0．5ms～2msl激发的桩身应变小于2×1