建设工程基桩质量检测动静对比分析

何伟军

[摘要] 我市工程桩验收时往往采用高应变动力检测进行抽检，而高应变检测是要建立在大量的静载荷试验基础上进行对比总结，以提高基桩高应变动力检测的精度。我们在近几年的工程中，对该方法进行了分析汇总及研究，并在实际工程中推广应用，取得了良好的效果。本文仅列举其中的4枚试桩动静比对资料来反应其高应变检测效果。

[关键词] 基桩， 静载试验 ，高应变CASE，曲线拟合法

[abstract] the our city when acceptance of engineering piles often using high strain dynamic testing sampling inspection, and high strain detection is to be built on a lot of static load test are summarized based on the contrast, in order to improve the foundation pile high strain dynamic testing precision. We in the engineering, the method of the aggregation and analysis, and the real project application and achieved good effect. This paper only lists one of the four other than static pile test data to its high strain detection effect reaction.

[key words] the foundation pile, the static load test, high strain CASE, curve-fitting

中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：

在工程桩检测中高应变动力检测以其具有的简便、快捷、经济等优点，越来越多地在工程中应用，但无论是行业标准还是地方规定均要求在可靠的动静对比分析资料基础上进行。我公司在工程检测中时常进行高应变与静载荷试验的动静比对分析，现列举其中4枚试桩进行动静对比分析和总结，完善检测方法，提高基桩检测水平。

一、试桩简介

本试桩工程在中山市东区略靠近张家边的一个工地，场地岩土层依次为杂填土（0.8～1.0m）、粘土（2.1～2.5m）淤泥质粉质粘土（16.2～18.5m）、粘土（5.0～8.7m）、粉砂（1.0～1.4m）、粉质粘土（6.8～10.7m）、含粘性土角砾（0.8～1.2m）、含砾粉质粘土（3.2～4.9m）、强风化熔结凝灰岩（1.5～2.1m），中风化熔结凝灰岩（3.5～4.7m）、微风化熔结凝灰岩，桩端均进入中风化熔结凝灰岩。各试桩概况如下表1。

由于试验要同时兼顾高应变和静载试验，故成桩时在桩头根据规范要求进行了加固。对每枚试桩达到试验条件后先进行高应变检测，7天后再进行静载试验。高应变采用8t锤自由敲击，中科院武汉岩土力学研究所RSM-24FD浮点动测仪实施现场测量，静载试验采用慢速荷载维持法试验，并采用水泥试块堆载为配重作为试验反力，量测设备，现场工作和资料分析的依据均为中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）。高应变、静载试验分别由我公司的动测组与静载组负责试验，并在试验后2天内提出各自的试验资料。

二、试验成果

经各类方法的试验，其成果分别见下表2～4。

三、动测、静载试验成果说明

1、高应变CASE法分析

试1#由于施工单位失误，造成桩帽横截面积高出本桩载面一倍多，给高应变现场试验和成果分析带来了很大的困难，现场实测信号即表现出浅部断桩特征。虽然说对这种信号进行分析误差较大，但毕竟较打桩公式和锤贯法优越，其CASE法分析成果仍有较大参考价值。除接桩不良外，CASE法分析尚反映出在16.5处严重离析，与静载试验反映出桩身中上部破坏相吻合；由于实测曲线无明显桩底反射，极限承载力宜取QU=7584 kN。

试2#的实测曲线不够理想，本桩CASE法分析成果中的力值系平均迭加的结果，考虑到该处适逢16.0m的严重缺陷（BTA=45）。试验所检测的缺陷与静载结论吻合。实测曲线桩底反射明显，单桩承载力极限值可取QU=7440 kN。

试3#和试4#基本正常，但均反映出6m左右的接桩缺陷（BTA均等于74），但奇怪的是峰值处力信号均较速度值高，很可能与钢护筒和桩帽配筋过重有关（比例波速一速度归一化后与力相等时对应的弹性波速WP=4490m/s）。试3#、试4#桩的实测信号均表现了明显的端承桩特征、桩底有沉渣。

2、曲线拟合分析

本方法在CASE法计算后直接进行曲线拟合计算，打算采用PSP-WAP高应变拟合分析软件。试1#进行了阻抗优化和裂隙优化后才得以达到符合要求的拟合效果，能在试1#原始曲线的基础上拟合到吻合结果实属不易，除桩身阻抗图反映的桩身广义波阻抗变化外，计算时在17、18两单元施加了较大的张开裂隙和闭合裂隙（TS=3.8㎜，CS=6.9㎜），与静载荷试验及CASE法分析相吻合。对于本桩而言，所存在的裂隙特征可理解为存在一严重的胶结面或软弱夹层。试1#的拟合分析结果同样反映出端承桩特征。

试2#信号中出现较大拉应力是不正常的，我们对此桩进行拟合分析，但拟合结果还是比较满意，不仅仅是承载力和摩阻分布吻合，而且利用PSP-WAP高应变拟合分析软件的阻抗自动优化功能也恰如其分地计算出了16m左右的严重离析。

试3#、试4#主要采用卸载优化和阻抗优化，计算结果均表明承载力主要集中在桩尖，但桩底临塑变形偏大，分别为7.35㎜和7.02㎜，自动计算结果与对原始曲线的认识相一致。

3、静载试验

试1#在加载至8100 kN时，桩顶发生急剧沉降，桩进入破坏状态；试2#加载至8600 kN时同样发生急剧沉降，试桩进入破坏；试3#则在加载至13000 kN时，沉降明显加大，出现不稳定特征；试4#虽总体沉降较大，加载至13500 kN时总沉降达40㎜，但沉降均匀，未出现明显的破坏特征。

四、结束语

高应变法检测单桩极限承载力是静载试验以外的一种验收检测的补充。如何使动测承载力更加合理、准确？第一是应选取高质量的锤击信号，只有现场检测波形准确地反映桩、土实际情况，才能定性地反映受检桩的承载力性状及其它有关的动力学问题；第二是结合场地地质条件、设计参数，对实测波形特征进行定性检查；第三是借助假设的桩一土力学模型及其参数，并结合可靠的动静对比资料或经验进行凯司法或实测曲线拟合法判定单桩极限承载力。

从上面的动静对比结果可以看出，高应变动力检测所测得的单桩承载力与静载试验所得值的相对误差在10%以内。实际检测过程中，在积累了一定数量的动静对比资料与地区经验之后，可以用高应变法取得较准确的基桩单桩极限承载力。

参考文献：

[1] 《建筑基桩检测技术规范》 JGJ106-2003，北京：中国建筑工业出版社，2003

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。