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擬合分析在高應(yīng)變檢測(cè)中的重要作用

2014-05-30 23:48:19楊為東
中華民居·學(xué)術(shù)版 2014年9期

摘 要:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的大步推進(jìn),各種工程質(zhì)量檢測(cè)方法得到了充分的應(yīng)用和發(fā)展,尤其是基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)更是得到了飛速的發(fā)展。我們從一開始的設(shè)備、技術(shù)等引進(jìn),走到了完全獨(dú)立開發(fā)研究的階段,并結(jié)合我們自身的巖土工程特點(diǎn),形成了更加適用、成熟的方法和理論。相對(duì)于傳統(tǒng)的技術(shù)手段,樁基動(dòng)測(cè)法發(fā)展更加快速,尤其是對(duì)于大樣本容量的質(zhì)量普查來說,動(dòng)測(cè)技術(shù)的優(yōu)越性是無法比擬的,這其中,近幾年充分發(fā)展和日趨成熟的高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法更是為我們的樁基質(zhì)量檢測(cè)和控制起到了至關(guān)重要的作用。高應(yīng)變相關(guān)理論的研究和應(yīng)用也得到了充分了認(rèn)證和發(fā)展。

關(guān)鍵詞:基樁動(dòng)測(cè);擬合分析;擬合分析應(yīng)用

1 高應(yīng)變法的重要性

高應(yīng)變法是用重錘沖擊樁頂,實(shí)測(cè)樁頂部的速度和力時(shí)程曲線,通過波動(dòng)理論分析,對(duì)單樁豎向抗壓承載力和樁身完整性進(jìn)行判斷的方法。在實(shí)際應(yīng)用中主要用于檢測(cè)基樁的豎向抗壓承載力和對(duì)低應(yīng)樁身變完整性檢測(cè)的驗(yàn)證檢測(cè)。但是在基樁豎向抗壓承載力檢測(cè)的應(yīng)用中,高應(yīng)變實(shí)測(cè)的是對(duì)基樁動(dòng)態(tài)沖擊下的承載力反應(yīng),而我們實(shí)際工程中對(duì)基樁承載力的要求是長(zhǎng)期的,是要求基樁在長(zhǎng)期的豎向載荷下保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。怎樣由“動(dòng)”來推理“靜”,并且保證結(jié)果的準(zhǔn)確性是我們一直在研究和探索的。

翻看現(xiàn)行的建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范(JGJ106-2003),我們可以發(fā)現(xiàn),雖然高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)取得很大發(fā)展,我們的規(guī)范要求在實(shí)際應(yīng)用中還是增加了很多限制條款,可是從規(guī)范限制條款的用字來看,又給了我們很大的空間。規(guī)范規(guī)定“對(duì)于Q-S曲線具有緩變型特征的大直徑灌注樁。不宜采用本方法進(jìn)行豎向抗壓承載力檢測(cè)”,同時(shí)規(guī)定對(duì)規(guī)范重點(diǎn)講述的凱斯法判定基樁承載力值的方法又僅限于中小型直徑樁??墒乾F(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目對(duì)基樁提出的更高的要求,對(duì)于基樁的規(guī)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)不僅僅是“中小”直徑的樁基那么簡(jiǎn)單了。對(duì)于“不宜”應(yīng)用的地方,是否就“不能”應(yīng)用呢,當(dāng)然不是,只不過是應(yīng)用過程需要更加謹(jǐn)慎,需要檢測(cè)人員更加成熟的經(jīng)驗(yàn)和智慧,需要更加合理可靠的檢測(cè)理論,那就是擬合分析。

2 高應(yīng)變法擬合分析

高應(yīng)變擬合分析,等于給高應(yīng)變檢測(cè)方法插上了有力和成熟的翅膀。擬合分析是利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的波形曲線,輸入到更加精密的波動(dòng)理論計(jì)算程序當(dāng)中。通過計(jì)算至與實(shí)測(cè)值的反復(fù)比較,不斷修改人為假定的參數(shù)值,得到更加準(zhǔn)確的分析結(jié)果,并使分析過程的人為因素降低到最小。一般來說,擬合分析的結(jié)果比較接近于靜載荷檢測(cè)結(jié)果,或者通過擬合分析,可以使我們對(duì)基樁承載力的判定更加有力有據(jù)。可以說高應(yīng)變未來的發(fā)展,很大一方面取決于擬合分析的發(fā)展和成熟。

對(duì)于擬合分析的種種優(yōu)勢(shì)不再累述,我們先就前文提到的“大直徑灌注樁”檢測(cè)看一工程實(shí)例。大直徑灌注樁,設(shè)計(jì)極限承載力可達(dá)到上千噸甚至幾千噸,要想利用高應(yīng)變法充分激發(fā)出大直徑灌注樁的的極限承載力,單單對(duì)設(shè)備要求的就很高。而實(shí)際應(yīng)用中,由于各種安全系數(shù)的取舍和設(shè)置,其實(shí)際承載力可能遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)承載力,這對(duì)于我們的檢測(cè)工作更是增加困惑。

3 擬合的應(yīng)用實(shí)例

某項(xiàng)目工程,設(shè)計(jì)為直徑800mm的鋼筋混凝土灌注樁,設(shè)計(jì)極限承載力值為6600kN?,F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)采用60kN鑄鐵錘(錘重略低于規(guī)范要求,客觀上也增加了檢測(cè)難道),現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)曲線凱斯法分析計(jì)算,極限承載力不足3500kN,采用擬合法進(jìn)一步分析,在保證擬合效果較好的情況下,調(diào)整各樁土模型參數(shù),極限承載力剛剛到5000kN。該檢測(cè)樁通過低應(yīng)變檢測(cè)和高應(yīng)變曲線分析,該樁樁身完整性判定不低于Ⅱ類樁,通過分析巖土工程勘察報(bào)告和基樁成樁記錄,該場(chǎng)地地基條件穩(wěn)定,成樁質(zhì)量可靠,那么,是什么原因?qū)е鲁休d力檢測(cè)結(jié)果偏低呢?我們是否有可靠依據(jù)判定該樁承載力滿足設(shè)計(jì)要求呢?只有通過進(jìn)一步擬合分析各過程數(shù)據(jù),果然有進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)。

我們發(fā)現(xiàn),該樁擬合分析提供的土阻力呈倒梯形分布,這跟正常情況下基樁受到充分激發(fā)后的土阻力分布是完全不同的,從第四段開始,土阻力呈明顯下降趨勢(shì),擬合分析各段土阻力值如表1所示。

如果第4段以下都至少能夠達(dá)到第4段的土阻力狀態(tài),那么在實(shí)際中這種假設(shè)還算是比較保守的,我們?cè)賮砜粗辽儆?406kN的土阻力未被激發(fā),如表2所示。

將這1406kN加在擬合分析的極限巖土阻力之上,可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)數(shù)值僅比6600kN低不到3%。這僅是考慮樁側(cè)阻力且很保守情況的外推,尚未考慮樁端阻力。這樣結(jié)合該項(xiàng)目樁基工程的其他相關(guān)資料,再由上述分析,就可充分判斷實(shí)際檢測(cè)樁的單樁極限承載力是滿足設(shè)計(jì)要求的。

以上僅僅是擬合分析對(duì)于大直徑灌注樁的一種小的嘗試。在實(shí)際檢測(cè)工作中,擬合分析信號(hào)的采集、選擇等,均對(duì)我們檢測(cè)結(jié)果的判斷有較大影響。一般來說,好的擬合效果與檢測(cè)結(jié)論并不矛盾,可是怎么樣取得理想的擬合效果,怎樣利用擬合分析做出充分的判斷,仍是廣大一線檢測(cè)人員任重道遠(yuǎn)的任務(wù)。但是有一點(diǎn)我們堅(jiān)信,高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)的成熟和發(fā)展離不開擬合分析,運(yùn)用好是掌握和運(yùn)用高應(yīng)變檢測(cè)方法的有力武器。

4 結(jié)束語

基樁動(dòng)測(cè)需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐厚的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),而高應(yīng)變的擬合分析法為我們提供可靠的理論基礎(chǔ),基本解決了由“動(dòng)”推理“靜”的問題。擬合分析在運(yùn)用過程中,需要我們積累大量的經(jīng)驗(yàn),需要廣大檢測(cè)人員充分的交流和學(xué)習(xí)。隨著設(shè)備、技術(shù)和理論的不斷成熟,擬合分析法在高應(yīng)變檢測(cè)中必將得到更加充分的應(yīng)用,發(fā)揮至關(guān)重要的作用!

參考文獻(xiàn)

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[3]何忠華.淺談樁基檢測(cè)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè),2012.

作者簡(jiǎn)介:楊為東(1979-),男,漢族,山東省五蓮縣人,2003年西北工業(yè)大學(xué)大學(xué)土木工程專業(yè)本科畢業(yè)。

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