對當前樁基檢測技術(shù)的探究
2015-06-30
國內(nèi)外使用較普遍的基樁檢測技術(shù)主要是靜載試驗法，聲波投射法，應力變動力試樁法等幾種，高低應變及靜何載試驗是基樁試驗檢測工作中各有長短，不能互相取代的三種常用方法。鑒于目前的檢測水平和管理現(xiàn)狀，低應變方法是基樁完整性普遍檢測的快速，經(jīng)濟且有效的手段。樁基工程檢測技術(shù)主要包括兩大方面：成孔后檢測和成樁后檢測。成孔檢測主要有孔徑、孔底沉渣厚度和樁身垂直度等。而成樁檢測除靜載荷試驗外，各種動力檢測方法近十余年來在我國得到迅速的發(fā)展。樁的動力檢測按其樁身所受到應力水平的高低，又分為高應變和低應變兩類目前，國內(nèi)外使用較普遍的樁基檢測技術(shù)主要有：靜載試驗法、聲波透射法、應力波反射法、高應變動力試樁法、動靜法或擬靜力法幾種，近些年來，這幾種方法都有了不同的發(fā)展。
1 成孔檢測
我國樁基檢測技術(shù)發(fā)展的特點是成樁檢測技術(shù)優(yōu)于成孔檢測技術(shù)。從防患于未然的觀點來看，樁的成孔檢測應比成樁后檢測更為重要。大力提倡成孔檢測技術(shù)的開發(fā)，特別是對樁承載力有很大影響的灌注樁樁底沉渣厚度測試手段的研究，今后仍是我國樁基工程中的迫切任務。
2 靜載荷試驗法
樁的靜載試驗目前雖仍被國內(nèi)外公認為評價樁承載力最直觀、可靠的方法，但由于測試儀表的精度（千斤頂） 、試驗方法的限制（加載增量） 、分析方法的差異和工程判斷
的能力等因素，其測試誤差也能達到百分之十。因此，如何改進靜載試驗測試、分析方法，提高靜載試驗的可靠度，長期來是工程界所關(guān)心的課題。近年來，試驗噸位有了很大提高，國內(nèi)已有不少單位可以從事3000KN .以上噸位的加載，也有許多研究人員對相關(guān)的負摩阻現(xiàn)象進行了研究和探討，對于大噸位的樁，在樁底埋設千斤頂和傳感器進行載荷試驗。
Q----s曲線的模擬和地層分析同樣也已開始從研究走向?qū)嵱?。我國自動加載和記錄系統(tǒng)的出現(xiàn)，是近幾年的事情，但對靜載試驗法的成熟應用而言，這是一個可喜的進步，因為它確保了試驗成果的真實性和分析結(jié)果的方便性，據(jù)悉，在我國包括上海、廣東等地的許多省市都開始了在基礎上進行有效管理。
我們要清醒地認識到靜載試驗在樁基檢測中的重要地位。在成樁檢測技術(shù)中，靜載試驗工作仍應加強，不能為了省錢、省時而減少動靜對比試驗。在樁的動力檢測方法未有取得突破性進展之前，樁的靜載試驗仍是樁承載力檢驗值可靠的評定標準。在樁承載力檢測問題上，任何企圖以更省力、更省時的方法來得到與靜載試驗同等效果的想法，是不現(xiàn)實的。
3 聲波透射法方面
這也是一項傳統(tǒng)的技術(shù)，以前應用并不廣泛，但隨著近幾年來交通系統(tǒng)投資的增加，以橋樁為代表的各種大直徑鉆孔灌注樁的大量涌現(xiàn)，聲波透射法在國內(nèi)已得到越來越廣泛的應用，在這種方法的應用過程中，數(shù)字化聲波儀已取代了傳統(tǒng)的模擬聲波儀，不僅在使用的方便程度上有了質(zhì)的飛躍，而且分析手段有了很大提高，聲失時判讀已不再是唯一的選擇，聲幅和聲頻已開始進入了分析判斷領(lǐng)域，尤其令人欣慰的是，聲波CT已步入實用階段，為聲波透射法的后續(xù)研究提供了廣闊的前景。
4應力波反射法完整性檢測
雖然近年來國內(nèi)外對于這種方法的研究未見本質(zhì)性的進展，但在實用和普及方面國內(nèi)有較大提高，這些不僅表現(xiàn)在國產(chǎn)樁基動測儀和配套用傳感已達到或接近國外先進儀器方面，也不僅表現(xiàn)在許多單位認真研究各個測試細小環(huán)節(jié)和分析環(huán)節(jié)方面，更主要的是表現(xiàn)在許多管理部門已開始認真總結(jié)應力波反射法完整性檢測的得與失，開始使這種方法的應用回歸到一種正常的位置，如廣東省正在將這種方法定位于為后續(xù)檢測提供前期技術(shù)準備，這種定
位已與該方法的解決問題的真實能力完全對應。
5 高應變動力試驗法
自六十年代以來，這種方法已得到了越來越廣泛的應用，迄今為止，美國 PDI公司的 PDA打樁分析儀及 CAP-VAPC分析軟件仍然代表了國際先進水平， 但是近年來， 也未見它們有實質(zhì)性的發(fā)展。我國的高應變動力試樁法研究是起自80年代中后期，90 年代初期已有相關(guān)的軟硬件問題，其實際應用效果已不弱于國外， 其后面向國內(nèi)大量的灌注樁
檢測， 已有單位在模型改進、 擬合技巧、 參數(shù)選定等方面進行了大量工作， 也有應用者在樁如何才算被充分激發(fā)方面進行了研究。
值得一提的是， 樁基動測方面， 國產(chǎn)儀器和軟件業(yè)已達到國際先進水平， 許多方面甚于更具有中國特色。
6動靜法 （擬靜力法）
鑒于高應變動力試樁法力的作用時間過短 （--10ms） ，樁只能被視為彈性體進行分析， 國外有人提出了一種動靜法， 采用技術(shù)將力的作用時間延長 （---100ms） ， 使沿樁身傳播的應力波波長大于實際樁長， 進而將樁視為剛體， 回避了應力波的傳播問題。應該說這種 法既克服了傳統(tǒng)靜載試驗的笨重與費時， 也克服了高應力方法的過份間接性， 是一種較好的方法， 但由于該方法對錘的配重要求太高 （較高應變法重10 倍） ， 具體操作仍有較大難度， 因而在我國自95 年北京演示后，再也未見使用的報道， 但據(jù)悉已有數(shù)家單位在開始研究有中國特色的動靜法。
7樁基動測領(lǐng)域的研究動向
國內(nèi)外， 已有人將神經(jīng)網(wǎng)絡和專家系統(tǒng)用于樁基動測，有些單位甚至已編制了相應的應用程序， 也有單位將邊界元、 無限元、 三維有限元， 甚至邊界層理論用于樁基動測之
中， 但是這種分析目前仍停留在研究模索狀態(tài)， 尚不能步入成熟應用。地質(zhì)雷達在樁基檢測中的應用， 也是一個新的動向，但仍需要進一步研究和總結(jié)經(jīng)驗。對特殊地質(zhì)和施工條件下基樁的檢測問題慎重處理，在基樁檢測中切不可對其過分迷信，但根據(jù)其測試成本低，檢測速度快的優(yōu)點，在樁基檢測中可以作為一種常規(guī)性的普遍性的檢測方法，對存有懷疑的結(jié)果或重要的受力部位，在對樁基進行常規(guī)的低應變反射波檢測的同時，應補充更加可靠的檢測方法。
