高应变动测和静载荷试验对比检测单桩承载力

维普资讯 http://www.cqvip.com 第５卷第规　２０　０　７年６月　ｈ－２　Ｊａ】ｍａＩ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ。水利与建筑工程学报Ｒ　ｓ＿０　ｃ苫　ｄ　ｈｉｔ　ｔｕｒａｌ　Ｖ０１．５　Ｎｏ．２　Ｊｕｎ．，２００７　高应变动测和静载荷试验对比检测单桩承载力　田　凯　，杨立军２　（１．常德市旺城监理有限公司，湖南常德４１５０００；２．湖南文理学院土木建筑工程系，湖南常德４１５０００）　摘要：对常德市钻孔灌注桩，利用高应变动测与静载荷试验相结合检测承载力，并对检测结果进行对　比分析，为在本地区推广应用高应变动测新技术提供依据。　关键词：高应变动测；静载荷试验；对比分析；钻孔灌注桩　中图分类号：ＴＵ４７３．１６　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—１１４４（２００７）０２’００７８’０３　Ｃｈｅｃｋ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｆｏｒ　Ａｌｌｏｗａｂｌｅ　Ｐｉｌｅ　Ｂｅａｒｉｎｇ　Ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　Ｂｏｒｅｄ　Ｐｉｌｅｓ　Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　Ｈｉｇｌｌ　Ｓｔｒａｉｎ　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｔｅｓｔ　ｗｉｔｈ　Ｓｔａｔｉｃ　Ｌｏａｄｉｎｇ　Ｔｅｓｔ　ＴＩＡＮ　Ｋａｉ１，ＹＡＮＧ　Ｌｉ－ｊｕｎ２　（１．Ｃｈａｎｇｄｅ　Ｗａｎｇｃｈｅｎｇ　Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｃｈａｎｇｄｅ，Ｈｕ’ｎａｎ　４１５０００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ａ　ａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕ’ｎａｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｆＬｉｏｂｅｒａｌ　Ａ　ａｎｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈａｎｇｄｅ，　’舰　４１５０００，Ｃｈｉａ）ｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｏｒｅｄ　ｐｉｌｅｓ　ｉｎ　Ｃｈａｎｇｄｅ　Ｃｉｔｙ　ｉｓ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｓｔｒａｉｎ　ｄｙｎａｍ　ｉｃ　ｔｓｔｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｃ　ｌｏａｄｉｎｇ　ｔｓｔ．Ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔｅ　ｒｓｕｌｅｔｓ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｌｙ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｔｈｅ　ｂａｓｅｓ　ｆｏｒ　ｓｐｒｅａｄｉｎｇ　ａｎｄ　ａｐｐｌｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｓｔｒａｉｎ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｔｅｓｔ　ｉｎ　Ｃｈａｎｇｄｅ　ａｒｅａ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉ【ｇｈ　ｓｔｒａｉｎ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｔｅｓｔ；ｓｔａｔｉｃ　ｌｏａｄｉｎｇ　ｔｅｓｔ；ｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇ　ａｎａｌｙｓｅｓ；ｂｏｒｅｄ　ｐｉｌｅ　０　引言　桩基是建筑物基础的主要形式，桩基承载力的　确定是桩基研究中的主要问题。确定桩基承载力的　方法有高应变和静载法　Ｊ。基桩静载荷试验作为　目前最直观和最可靠的试验方法，能较准确测定单　桩承载力，但缺点是费时费钱，且抽检率不高　Ｊ。　基桩高应变动测法具有费用低、快速、轻便等优点，　因而越来越受工程界的重视，近２０年来其应用量大　增，特别是作为建筑基础的普查手段，在桩基质量控　制方面发挥着重要作用　３。有关部门也制定了相　并对检测结果进行对比分析，为今后工程桩的检测　提供必要的依据。　１高应变动力测试技术　１．１基本原理　高应变动力试桩法是当前国内外广泛采用的一　种桩基检测技术。其基本原理是应力波在桩身中传　播的一维波动方程：　ａ　ｔ２　一。　ａＸ２　（１）／　应的行业标准《建筑基桩检测技术规范》（ＪＧＪ１０６—　２００３）证明基桩高应变动测技术已发展为一项相当　成熟的基桩检测技术　Ｊ。　钻孔灌注桩是近年来常德地区主要采用的桩型　之一。为了在本地区推广应用高应变桩基检测新技　术，在常德地区选取有代表性Ａ、Ｂ、Ｃ等三项工程。　利用高应变动测与静载荷试验相结合检测承载力，　收稿日期：２００６．１０．１７　一在桩顶作用一瞬态的竖向作用力，使桩身产生　明显的加速度和土阻力效应，由此产生的惯性力　对桩身的应力和变形产生显著影响。通过在桩顶附　近截面安装力、加速度传感器，量测出桩土体系在动　荷载作用下的振动响应，这些响应信号包含着丰富　的桩身阻抗和土阻力变化信息，用波动力学理论分　析研究应力波沿桩土体系的传递与反射现象，从而　可以判断出桩身的结构完整性和单桩的极限承载　作者简介：田凯（Ｉ９６８一），女，湖南常德人。工程师，主要从事工业与民用建筑的监理工作。　维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期　田凯，等：高应变动测和静载荷试验对比检测单桩承载力　７９　力。　１．２测试方法　（２）根据沉降确定：当Ｑ～Ｓ曲线无明显特征　点取Ｓ＝４０　ｍｎ－ｉ对应荷载；　（３）根据沉降值随时问变化特征，确定Ｉｇ￡～Ｓ　曲线尾部出现明显下弯的前一级荷载。　首先按照文献－４　Ｊ规定，进行桩头的加固处理，　在距桩身２ｄ处左右（ｄ为桩径）两侧对称安装两个　加速度传感器及两个力传感器，安装时由仪器进行　现场监测，使初始应变量控制在允许范围之内。待　设置好有关参数后，进行锤击，及时检查曲线质量并　３动静对比成立的条件　３．１桩土体系必须相同　由仪器自动记录。　１．３实测曲线拟合法　选择力和速度实测信号中的一个，如速度的时　程曲线作为边界条件，然后设定一组桩～土模型参　数，根据行波理论分析桩～土体系，计算出桩顶另一　变量（如力的时程曲线）。将该计算曲线与测试曲线　比较和拟合，直至计算变量（力）与测试信号（力）拟　合到最佳状态，从而获得桩身摩阻力、桩端力、桩身　分段土阻力和模型静载试验得到的Ｑ～Ｓ曲线。　２静荷载试验测试技术　２．１基本原理　利用堆载产生的重力，致使桩基、桩周土产生应　变，实测桩基产生的Ｑ～Ｓ、ＩｇＱ～Ｓ，ｌｇ￡～Ｓ曲线，　分析桩基承载力。　２．２测试方法　对试桩进行桩头处理后，采用慢速维持荷载法。　每级加载为预定最大试验荷载的１／１０，第一级按２　倍分级荷载加载，每级加载后间隔５　ｍｉｎ、１０　ａｒｉｎ各　测读一次沉降，以后每隔１５　ｍｉｎ测读一次，累计ｌ　ｈ　后每隔３０　ｍｉｎ测读一次，在每一级荷载作用下，桩　的沉降量在每小时小于０．１　ｍｎ－ｉ，再加下一级荷载。　当出现下列情况之一时终止加载：试验荷载达最大　试验荷载、试桩在某级荷载作用下的沉降量大于前　一级荷载沉降量的５倍、桩身材料达到极限强度桩　顶出现明显破裂现象、试桩在某级荷载下的沉降量　大于前一级荷载沉降量的２倍，且经２４　ｈ尚未稳　定、试桩累计总沉降量超过４０　ｍｎ－ｉ，荷载已达压重　平台的最大重量和设计要求的加载量。取试桩破坏　时前一级荷载作为该试桩单桩极限承载力。在桩顶　装设位移传感器，按规程规定时间测读沉降量，并根　据读数绘制Ｑ～Ｓ、ＩｇＱ～Ｓ，Ｉｇ￡～Ｓ曲线。　２．３单桩竖向极限承载力的确定　（１）根据荷载一沉降曲线（Ｑ～Ｓ曲线）有明显　陡降段的起点为极限承载力；　成桩后岩土对桩的阻力随时间变化，两种方法　都只能得出测试时的承载力，不可能对一根桩同时　进行两种方法的测试，一般都是先动后静『５。高应　５ｊ变动测使用重锤锤击桩头将桩周土阻力完全激发，　测试完成后桩周土阻力将损失一部分，只有经过一　定时间的等待，损失的土阻力恢复至动测水平时才　能进行静载试验。　３．２必须充分激发岩土阻力　岩土阻力激发的程度和桩在土中的位移有关，　一般认为当桩顶的每一击的贯人度超过２．５　ｍｎ－ｉ，　动测能充分激发岩土阻力。实测曲线拟合法分析过　程采用桩侧土阻力弹塑性变形模型，土阻力被充分　激发的前提条件是桩的最大位移大于或等于土层的　弹性变形值。　静载试验是否充分，可以用规范中有关终止试　验的条件来衡量，但值得注意的是终止条件不是唯　一的，使用的终止判断条件不同，静载得出的极限承　载力也不同，。　３．３桩的破坏模式必须相同　动力试桩以激发桩周土的极限阻力为桩的极限　承载力，而静载试验的破坏可能多种多样。只有静　载试验的破坏模式与动力试桩的破坏模式相同时，　动静对比才有意义。　４工程实例分析　为了在本地区推广应用高应变桩基检测新技　术，分别在Ａ、Ｂ、Ｃ等三项工程中，将高应变动测与　静载荷试验结合起来，以期收集、积累和整理对比结　果，为今后的工程桩的检测提供必要的依据。试桩　参数表、单桩竖向静载试验结果汇总表、高应变动载　试验结果汇总表分别如表ｌ、表２、表３所示。从Ａ、　Ｂ、Ｃ等三项工程的动静荷载对比试验可以看出，两　者相对误差最大仅为７．９０％，完全可以满足工程的　需要。　维普资讯 http://www.cqvip.com 水利与建筑工程学报　第５卷　表ｌ试桩参数表　表３高应变动载试验结果汇总表　表２单桩竖向静载试验结果汇总表　确定一种检测方法的可靠性，必须立足于大量　的、可靠的、全面的对比材料，然后再把这些对比结　桩号　Ｑ－Ｓ　Ｉｇ　Ｑ－Ｓ　Ｉｇｔ－Ｓ　果放在一起做科学的统计分析，得出定量的总体评　定指标。虽然大量工程实践表明，高应变动测承载　力和静载结果有一定的相关性，在掌握了高应变动　测的基本理论、相关知识，对波形有正确的判断经　验，掌握丰富的动静对比、参数的取值经验的情况　下，高应变动测和静载结果有较好的一致性。本文　９根工程桩作为试验桩的静载试验未达极限承载　力，因此高应变动测一般高于静载试验结果。因此，　本文的对比分析和统计也只是初步的。　参考文献：　［１］陈凡，徐天平，等．基桩质量检测技术［Ｍ］．北京：中国　建筑工业出版社，２００３．　５结语　［２］吴轶东，陈久照．单桩承载力的高应变动测和静载荷试　验对比分析［Ｊ］．广东土木与建筑，２００４，３２（儿）：５４—　通过３组单桩极限承载力的动静对比分析，可　５６．　以看出，在充分了解场地工程地质条件施工工艺、测　［３］陈剑．人工挖孔灌注桩应变动力检测［Ｊ］．建筑技术开　试人员严格按操作规程精心操作的条件下，高应变　发，２００３，３０（３）：４０—４１．　试桩可以得到与静载荷比较一致的结果，在工程桩　［４］　中华人民共和国标准（ＪＧＪ１０６－－２００３）．建筑基桩检测　单桩承载力检测阶段，取代静载荷试验方法，其测试　技术规范［ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２００３．　结果是可以满足工程要求的，并且有快速、经济、可　［５］杜聿麟，王建亲，林育军．动静对比试验中几个问题的　靠的优点。　分析探讨［Ｊ］．岩土工程界，２００５，８（２）：３４—３６．　撤稿致歉　尊敬的《水利与建筑工程学报》编辑部：　您好！我是南京水利科学研究院博士研究生贺会团，本人发表于《水利与建筑工程学报》２Ｏ０５年第４期　论文《土压力研究综述》大量参考了陈页开博士的博士论文，深感不妥，特向编辑部请求撤消本文章，同时向　编辑部、陈页开博士及广大读者致歉！　贺会团　２００７年３月２１日