拟合分析在高应变检测中的重要作用

摘 要：随着我国经济建设的大步推进，各种工程质量检测方法得到了充分的应用和发展，尤其是基桩动测技术更是得到了飞速的发展。我们从一开始的设备、技术等引进，走到了完全独立开发研究的阶段，并结合我们自身的岩土工程特点，形成了更加适用、成熟的方法和理论。相对于传统的技术手段，桩基动测法发展更加快速，尤其是对于大样本容量的质量普查来说，动测技术的优越性是无法比拟的，这其中，近几年充分发展和日趋成熟的高应变动测法更是为我们的桩基质量检测和控制起到了至关重要的作用。高应变相关理论的研究和应用也得到了充分了认证和发展。

关键词：基桩动测；拟合分析；拟合分析应用

1 高应变法的重要性

高应变法是用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力时程曲线，通过波动理论分析，对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行判断的方法。在实际应用中主要用于检测基桩的竖向抗压承载力和对低应桩身变完整性检测的验证检测。但是在基桩竖向抗压承载力检测的应用中，高应变实测的是对基桩动态冲击下的承载力反应，而我们实际工程中对基桩承载力的要求是长期的，是要求基桩在长期的竖向载荷下保持稳定的工作状态。怎样由“动”来推理“静”，并且保证结果的准确性是我们一直在研究和探索的。

翻看現行的建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2003），我们可以发现，虽然高应变检测技术取得很大发展，我们的规范要求在实际应用中还是增加了很多限制条款，可是从规范限制条款的用字来看，又给了我们很大的空间。规范规定“对于Q-S曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩。不宜采用本方法进行竖向抗压承载力检测”，同时规定对规范重点讲述的凯斯法判定基桩承载力值的方法又仅限于中小型直径桩。可是现代建筑工程项目对基桩提出的更高的要求，对于基桩的规格远远不仅仅是“中小”直径的桩基那么简单了。对于“不宜”应用的地方，是否就“不能”应用呢，当然不是，只不过是应用过程需要更加谨慎，需要检测人员更加成熟的经验和智慧，需要更加合理可靠的检测理论，那就是拟合分析。

2 高应变法拟合分析

高应变拟合分析，等于给高应变检测方法插上了有力和成熟的翅膀。拟合分析是利用现场实测的波形曲线，输入到更加精密的波动理论计算程序当中。通过计算至与实测值的反复比较，不断修改人为假定的参数值，得到更加准确的分析结果，并使分析过程的人为因素降低到最小。一般来说，拟合分析的结果比较接近于静载荷检测结果，或者通过拟合分析，可以使我们对基桩承载力的判定更加有力有据。可以说高应变未来的发展，很大一方面取决于拟合分析的发展和成熟。

对于拟合分析的种种优势不再累述，我们先就前文提到的“大直径灌注桩”检测看一工程实例。大直径灌注桩，设计极限承载力可达到上千吨甚至几千吨，要想利用高应变法充分激发出大直径灌注桩的的极限承载力，单单对设备要求的就很高。而实际应用中，由于各种安全系数的取舍和设置，其实际承载力可能远大于设计承载力，这对于我们的检测工作更是增加困惑。

3 拟合的应用实例

某项目工程，设计为直径800mm的钢筋混凝土灌注桩，设计极限承载力值为6600kN。现场检测采用60kN铸铁锤（锤重略低于规范要求，客观上也增加了检测难道），现场实测曲线凯斯法分析计算，极限承载力不足3500kN，采用拟合法进一步分析，在保证拟合效果较好的情况下，调整各桩土模型参数，极限承载力刚刚到5000kN。该检测桩通过低应变检测和高应变曲线分析，该桩桩身完整性判定不低于Ⅱ类桩，通过分析岩土工程勘察报告和基桩成桩记录，该场地地基条件稳定，成桩质量可靠，那么，是什么原因导致承载力检测结果偏低呢？我们是否有可靠依据判定该桩承载力满足设计要求呢？只有通过进一步拟合分析各过程数据，果然有进一步发现。

我们发现，该桩拟合分析提供的土阻力呈倒梯形分布，这跟正常情况下基桩受到充分激发后的土阻力分布是完全不同的，从第四段开始，土阻力呈明显下降趋势，拟合分析各段土阻力值如表1所示。

如果第4段以下都至少能够达到第4段的土阻力状态，那么在实际中这种假设还算是比较保守的，我们再来看至少有1406kN的土阻力未被激发，如表2所示。

将这1406kN加在拟合分析的极限岩土阻力之上，可以发现这个数值仅比6600kN低不到3%。这仅是考虑桩侧阻力且很保守情况的外推，尚未考虑桩端阻力。这样结合该项目桩基工程的其他相关资料，再由上述分析，就可充分判断实际检测桩的单桩极限承载力是满足设计要求的。

以上仅仅是拟合分析对于大直径灌注桩的一种小的尝试。在实际检测工作中，拟合分析信号的采集、选择等，均对我们检测结果的判断有较大影响。一般来说，好的拟合效果与检测结论并不矛盾，可是怎么样取得理想的拟合效果，怎样利用拟合分析做出充分的判断，仍是广大一线检测人员任重道远的任务。但是有一点我们坚信，高应变检测技术的成熟和发展离不开拟合分析，运用好是掌握和运用高应变检测方法的有力武器。

4 结束语

基桩动测需要扎实的理论基础和丰厚的实际经验，而高应变的拟合分析法为我们提供可靠的理论基础，基本解决了由“动”推理“静”的问题。拟合分析在运用过程中，需要我们积累大量的经验，需要广大检测人员充分的交流和学习。随着设备、技术和理论的不断成熟，拟合分析法在高应变检测中必将得到更加充分的应用，发挥至关重要的作用！

参考文献

[1]建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003[S].中国建筑工业出版社，2003.

[2]谷学倩.变频技术在桩基低应变检测中的应用研究[D].大连海事大学（硕士论文），2004.

[3]何忠华.浅谈桩基检测技术在建筑工程中的应用[J].科技与企业，2012.

作者简介：杨为东（1979-），男，汉族，山东省五莲县人，2003年西北工业大学大学土木工程专业本科毕业。