桩基高应变检测桩顶施工.docx

桩基高应变检测桩顶施工(1)将桩假定为刚体模型，运用能量守恒定理、Newton刚体碰撞理论建立起贯入度与单桩极限承载力的关系一一动力打桩公式。动力打桩公式在打入式预制桩施工中的应用已有近百年历史，可以说，动力试桩技术的发展始于动力打桩公式。(2)1931年有人意识到打桩问题是一个波传播问题，将桩假定为土中的一维弹性杆件引入波动方程，研究了杆件内应力波的传播，但是数学求解复杂，无法用于解决工程实际。1950年A.Smith对锤一桩土体提出了一系列质块、弹簧和阻尼组成的离散化计算模型并用差分和电子计算机开展迭代计算，求得了准确的数值解，1960年发表了打桩分析的波动方程法这一著名论文。该文建立了目前高应变动力检测数值计算方法的雏形，为应力波理论在桩基工程中的应用奠定了根底。美国G.G.Goble等在1970年发表了“关于桩承载力的动测研究”一文，1975年发表了“根据动测确定桩的承载力”研究报告,70年代中后期,美国PDl(PiIeDynaInics,Inc.)根据波动方程半经验解析解原理，开始生产以PDA(PileDriVingAnalyZer)打桩分析仪为名的高应变动力试桩专用仪器，通过量测桩顶应变和加速度转换来的力与速度时域波形，对桩的极限承载力、桩身质量、锤击能量、锤和垫的性能等作实时分析；其后又把桩作为连续模型，采用波动方程程序(CasePileWave-equationAnalysisProgram/Continuousmodel,简称CAPWAPC程序)对桩侧摩阻分布、端阻和桩身缺陷开展实测波形的拟合法分析。荷兰、法国等也研制出了自己的桩基动测设备和相应分析程序，其中荷兰国家应用科学研究院(DutchorganizationforAppliedScientificResearch,TNO)开发的TN0WAVE在国际上也有广泛应用。(3)1978年国内开始对高应变动测技术开展尝试，如工学院等单位在渤海12号平台开展的钢管桩动力测试、省建筑科学研究所与#铁道学院研制我国第一台打桩分析仪。1986年底引进美国PDA打桩分析仪。20世纪90年代中期，建工行业标准基桩高应变动力检测规程(JGJ106-1997)的公布，标志着基桩高应变动测技术发展进入了相对成熟期。高应变动力试桩技术是一种综合性很强的技术，它要求分析者能兼备桩基工程、土力学、振动力学、岩土经验以及有限元和电子学方面的根底。既不能神化高应变动力试桩的作用、不顾比照条件的不同而高谈动静比照的准确性，也不能误解高应变方法的作用、认为其“垃圾进，垃圾出“，一无是处。应该从严肃的角度出发，在有效动静比照资料的根底上，消除或基本消除低层次和中层次的误差，摸索尽可能减少高层次误差的方法，以便更好地应用和发展高应变动力试桩技术。高应变检测技术是从打入式预制桩发展起来的，试打桩和打桩监控属于其特有的功能，是静载试验无法做到的。由于预制桩截面恒定、材质均匀，可以直接通过桩顶附近的应力波测量，准确地测得桩身最大压应力、桩身完整性系数和桩锤传递给桩的能量，进而控制打桩过程的桩身应力和减少打桩破损率，为合理选择沉桩设备参数和确定桩端持力层以及停锤标准提供依据。因此，对锤击预制桩开展打桩过程动力监测，是高应变法的一个独特优势，它为锤击预制桩的信息化施工提供了一个较为理想的监控手段。目前在水上、陆地软土地区超长桩沉桩施工中应用得较为普遍。高应变不宜单独用于工程桩验收，不能完全代替静载试验而作为确定单桩竖向极限承载力的设计依据。目前，高应变有滥用、误用的趋势，不注意适用条件，更不重视动静比照验证。(4)对于发达国家，静动法目前是主流。该方法始于20世纪80年代末，从减少波传播效应、提高承载力检测结果可靠性角度上讲，是对波动方程法的合理改良，可惜该法试验所需配重和费用偏高。