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摘要：大直径灌注桩基础由于其受力稳定、承载力巨大、不易产生变形等特点,从而得到了广泛的应用，通过设置边界条件，规定高应变检测数据应该满足的条件，使得高应变检测对大直径灌注桩的检测成为可能，满足了一定条件下对工程基础的验收要求.
关键词：高应变动力检测；大直径桩；应用
1、现状和特点
随着我们基本建设事业的迅速发展，大直径灌注桩基础由于其受力稳定、承载力巨大、不易产生变形等特点,从而得到了广泛的应用。大直径灌注桩基础占总体建筑的50%以上。由于灌注桩的大量应用使得适合的检测方法具有很大的现实意义和经济效益。
高应变单桩竖向承载力检测以其成本低，速度快，检测范围大、代表性强等特点，满足了一定条件下对工程基础的验收要求，从而得到了长足发展。在一定条件下，高应变检测对大直径和Q-S曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩进行检测是可行的、检测结果是可信的。
2、高应变动力检测的原理
高应变动力试桩法的特点是瞬态的高应力应为状态来测试桩，提示桩土体系接近极限状态时的实际工作性能，从而对桩的合格性作出正确的评价，具体做法是：
a.用动态的冲击荷载代替静态的维持荷载进行试验，桩身动应变峰值与载试验至极限承载力时静应变在体相当，因此，该方法实际是一种快速的荷载试验。
b.实测时采集桩顶附近有代表性的桩身轴向应变和桩身运动速度（或加速度）的时程曲线，再用一维波动方程的理论去分析，推算出桩周土对桩的阻力分布及土的力学参数，在充分的冲击作用下，就能获得岩土对桩的极限阻力。
c.根据岩土极限阻力分布和其它力学参数，进行分级加载模拟计算，求得静载试验下P-S曲线最终确定合理的单桩设计承载力。
凯斯法由于凯斯法适用范围主要是中小直径且阻抗均匀的桩，故对凯斯法不做详细讨论，重点在于曲线拟合法。
曲线拟合法曲线拟合的基本过程
确定拟合方向：F→V；V→F；F↑→F↑
采用迭代计算法。选定以实测曲线Fm(t)或Vm(t)为边界条件，设定一组土参数，从Vm(t)或Fm(t)计算出Fc(t)或Vc(t)，将Fc(t)或Vc(t)与Fm(t)或Vm(t)作比较，如果不满足要求，则调整土参数，继续进行计算、比较；再计算、再比较....，直到满足条件为止。此时输出的一组土参数即为最终计算结果。
3、试验
A.基桩的高应变法动测试验
是指采用重锤冲击桩顶，使桩周土产生塑性变形，实测桩顶附近所受力和速度随时间变化规律，通过应力波理论分析得到桩土体系有关性状。
(1)重锤：
重锤选择：
a.锤的重量应大于单桩承载力特征值的2.0%--3%，提倡超过这个比例。
b.选择适合的落高和垫层材料等。目的：是为了保证试验具有足够大的锤击能量，使得桩周土产生塑性变形，又不把桩头打坏。
(2).土体塑性变形：
根据土体在受外力作用下应力～应变关系曲线，随着作用力的逐渐增大土体由弹性状态逐渐向塑性状态转变，当作用力增大至某一极限值时，土体进入塑性状态。因此桩周土进入塑性状态时，动测试验所得承载力才为极限承载力。桩的贯入度在2.0~6.0mm/击为宜。
B单桩极限承载力和锤重、最大撞击力
在重锤低击的基础上，得到的最大撞击力应该大于单桩极限承载力，只有这样才能保证得到的承载力是检测出来的而不是推测出来的。通过公式推算最大撞击力和仪器上显示的最大撞击力进行比较，F=21/2m【（2gh）1/2/△t+g】
通常受到锤垫、桩头不平、锤击偏心等的影响，仪器显示的最大撞击力略小于公式推算出来的最大撞击力。假设锤重9吨，撞击时间6ms=6×10-3s，锤击高度1.5米，那么
F=1.16×104kN
承载力检测值应该比最大撞击力小，检测值才在合理区间内被推算，当检测值大于最大撞击力，就只能假定承载力检测值产生的桩土变形继续保持在最大撞击力的状态，这明显是错误的。
4、动静对比试验资料的收集
5、动静对比资料的分析
在近几年的研究工作中，我们收集了大量的动静对比资料。经研究发现几个对高应变检测来说重要的地方：
（1）锤重一定要足够。足够的锤重才能更好地保证检测质量，规范说明中：当锤重达到预估极限承载力的5~10%时，则可以得到长持续力脉冲作用。桩侧、桩端岩土阻力的发挥更接近静载荷试验时桩的荷载传递性状。
（2）动静资料对比一定要长期，系统，完善。这里所说的动静对比资料，是指真正达到极限值的动静对比资料，没有达到极限值，二者的对比是没有很大的意义的。
（3）承载力的分析不仅仅单从高应变信号中进行，还需要从多方面获取信息进行判定。
在积累了一定数量的动静对比资料与地区经验之后，可以用动测法代替静载试验。特别是一些交通不便利、距离比较远的工程中的桩基，桩基设计等级为丙级的，采用动测法确定桩的承载力，检查桩的质量，可使工程建设费用降低，且抽检率提高，施工周期缩短。
5、工程应用
经对高应变动力检测单桩承载力方法的研究，开发，吸收，我们不断地在各项工程中边试验、边研究中进行了该方法的实际工程应用，达到了良好的效果。下面举两个检测中的典型例子：
（1）广西浦北县XX公司综合楼项目。设计持力层为强风化花岗岩。高应变检测结果发现承载力均不能满足设计要求，经分析发现，设计将勘察单位提交的人工挖孔桩桩端的极限承载力特征值当成承载力特征值使用。
（2）广西宾阳县XX雅苑项目。设计持力层为红粘土。原计划静载检测三条桩，后采用了高应变检测，增加了检测数量，发现了其他区域多处不合格桩，避免了质量事故的发生，而原计划静载检测的3条桩，高应变检测是合格的。
通过我们的研究与实际应用，高应变动力测桩法与静载试验相比有以下特点：
1.测试费用低。在广西宾阳县XX雅苑项目中，静载试验预算费用为每条桩2万元，而高应变方法为2500元，高应变方法仅为静载的1/8。
2.测试设备轻便。测试承载力500t的桩，静载设备重达660t，主梁重达10多吨，给进出场带来很大的困难，高应变设备仅8t，一辆加长东风汽车即可运进场。
3.测试时间短。静载方法测试单桩需2~4天，高应变方法一天即可完成15条桩的现场检测。
4.检测范围加大，结果更具代表性。静载荷试验数量为总桩数的1%，而高应变检测为总桩数的5%，并可根据实际情况随时加测。
经多年来对该方法的研究，开发，吸收，应用，现已取得了一定的应用成果。在大直径和Q-S具有缓变型的桩上的应用，有效地促进了桩基工程质量水平的提高，有利于工程施工质量控制与把关，及时发现，清除工程隐患，其社会效益与经济效益是显而易见。
参考文献
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