阐述PHC管桩完整性检测在港口工程的应用
PHC管桩斜桩在港口工程中的实践应用
PHC管桩斜桩在港口工程中的实践应用
郭灵华;武洋;孙文声
【期刊名称】《中国水运（下半月）》
【年(卷),期】2015(015)005
【摘要】结合某港口实际工程,笔者介绍了管桩斜桩在基础工程中的实践应用,对斜桩进行了抗倾覆验算,并从平面位置、前斜角、焊缝三方面较为详细的阐述了PHC 管桩斜桩的施工质量控制.实践表明,工程施工效果良好,具有较强的现实推广价值.【总页数】2页(P268-269)
【作者】郭灵华;武洋;孙文声
【作者单位】中交一航局第四工程有限公司,天津300456;中交一航局第四工程有限公司,天津300456;中交一航局第四工程有限公司,天津300456
【正文语种】中文
【中图分类】O213.1
【相关文献】
1.港口工程中PHC桩应用条件分析 [J], 张大旭
2.大直径PHC管桩陆地斜桩的设计及施工 [J], 宋成涛;程凯
3.大管桩和PHC管桩在北方港口码头工程中的应用前景 [J], 汪冬冬;许礼雍;王成启
4.港口码头工程中PHC桩沉桩技术要点分析 [J], 张发明
5.浅析PHC管桩斜桩桩顶偏位原因与控制措施 [J], 董德强
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PHC管桩在码头工程中的应用
PHC管桩在码头工程中的应用摘要：本文结合工程实例，介绍PHC管桩的沉桩工艺、沉桩质量控制、沉桩质量评价、提出沉桩质量注意事项，同时对碰桩进行验算和沉桩工艺细化。
关键词：PHC管桩；沉桩；质量控制；注意事项工程概况南京龙潭港区三江口公用码头改造二期3000吨级化工泊位工程位于长江下游龙潭与仪征水道的连接处，上游为已建成5000吨级化工码头，本次建设3000吨级液体化工泊位，码头设计吞吐量为60万吨/年，其中进口40万吨/年，出口20万吨/年。
与已建成的一、二期5000吨级化工码头连城整片。
码头平台长105m，宽15m，排架共16榀，间距为7.0m。
每榀排架共6根桩，其中2根直桩，4根斜桩（4.5:1），φ800PHC管桩桩长35～43米，共101根。
2施工前准备工作2.1沉桩前对江底面坡度大于1：4处进行削坡处理；根据施工图绘制桩位编号图，确定装船和沉桩顺序；在桩身划出长度标记，并按顺序标明桩的长度。
2.2沉桩碰桩验算本码头的桩基工程斜桩多，占总数的60%，斜率大，扭角大，故在打桩施工前进行了(斜桩与直桩和斜桩与斜桩两种类型)桩位的碰桩验算。
采用如下公式进行碰桩验算：斜桩A与直桩B间的最小距离e，可以通过简单的平面几何和三角函数运算求得：e =L×Sin(α-β)公式中：L=(X，Y)为斜桩A桩顶中心坐标；(X0，Y0)为直桩B桩顶中坐标；α为斜桩桩顶至直桩桩顶的方位角；β为斜桩桩顶至桩尖的方位角。
斜桩A与斜桩B中心线之间最小距离e，首先要确定桩的参数后用下列公式计算：斜桩A：①桩顶坐标为(x0，y0，z0)；②桩在XOY平面上的投影与Y轴夹角α；③桩沿深度方向的倾斜度为Na：1；斜桩B：①桩顶坐标为；②桩在XOY平面上的投影与Y轴夹角β；③桩沿深度方向的倾斜度为Nb：1；两桩最小距离：式中：当e≤1.2m时，则认为可能出现碰桩，需要调整桩位要素。
该项目桩基工程通过碰桩验算和设计调整后，在沉桩过程中均没有碰桩事故发生。
PHC桩沉桩技术在海外码头项目施工中的应用
PHC桩沉桩技术在海外码头项目施工中的应用（中铁建港航局集团勘察设计院有限公司，广州，番禺，511000）【摘要】相比与传统的钢管桩，PHC桩有着非常多优点。
本文通过一个海外工程实例分析了PHC桩沉桩工艺的详细施工过程，对于PHC桩沉桩施工工艺起到了一定的参考作用。
【关键词】PHC桩；沉桩技术；港口施工；管桩PHC是Prestressed High-Intensity Concrete (预应力高强混凝土)的简称。
该技术最早是由交通部下属某工程局从日本引进，在1988年正式投入生产，并被广泛地应用于港口的建设中。
近年来随着一些第三世界国家对外贸易的增长，进出口货物的吞吐量有了明显的提升，对海港建设的需求越来越大。
一些中国的施工企业，在国家“走出去”的战略指导下，积极地将港口建设的业务拓展到海外。
由于钢管桩存在着造价高、维护费用高的问题，因此很多港口施工均采用了经济实用的PHC桩，因此PHC桩的应用也随之拓展到许多第三世界国家。
以下，结合一个海外的工程实例分析PHC桩沉桩技术的具体应用。
一、工程概况该码头为一个船厂码头，采用高桩梁板式结构，长度123米，宽度17米，码头顶标高+4.1米，码头前沿水深-6米。
码头桩基选用使用PHC桩作为基础，管桩直径800mm，最大桩长为46m。
码头所处位置地层地质主要是中砂、泥炭质土、中粗砂、淤泥及淤泥质粉质粘土。
二、沉桩设备选型2.1 打桩船的选型考虑地质、水流和风浪等特点，及设计图纸提供的桩位、桩长、倾斜度和扭角等参数，打桩船首选公司自有的一艘打桩船，该打桩船经常在福建、舟山海域和长江流域进行打桩作业，对施打钢管桩和PHC桩具有丰富的经验。
主要性能参数见表1。
总长(m)53桩架最高点离水面(m)76型长(m)50倒架后最高点离水面(m)38型宽(m)22桩架作业变幅±18.5°型深(m)3.8最大植桩长度(m)66m＋水深满载吃水(m)2.2吊钩能力(t)100×22.2桩锤选择本工程基桩主要采用锤击沉桩工艺，桩锤选择能量不小于D-100锤的沉桩设备。
浅析港口码头PHC桩沉桩施工技术应用
浅析港口码头PHC桩沉桩施工技术应用摘要：随着我国的码头工程向深水化的方向发展，水上工程使用的管桩越来越长，其工程质量和相关施工技术也不断提高。
大直径PHC管桩具有结构强度高、刚度大、可贯入性好、耐锤击能力强、抗渗性能好、抗弯能力高、结构承载力大等特点。
本文就管桩常出现的工程问题，结合工程实例，提出相关解决措施，对港口工程提供一点技术参考价值。
关键词：PHC桩；施工；技术PHC桩是通过锤击或静压的方法沉入地下作为建（构）筑物的基础。
这是一种新型的基桩，由于它的卓越性能，得到了建筑界人士的青睐，在国外发展迅速，日本、港澳地区及东南亚各国使用都很广泛。
国内在八十年代开始研制生产PHC 桩，到现在已有生产厂近百家，一年产量超过一千万米，应用在工业与民用建筑、桥梁、港口码头、水利工程等。
一、桩沉桩过程常见问题及解决办法码头建设中的打桩施工工艺受不同的地质条件和海况影响很大。
PHC桩在港口建设中从试桩到初步尝试，再到广泛应用，还有很长一段需要不断完善的路要走。
因此，吸收借鉴已有的工程经验，对于后续改进提高很有帮助。
PHC桩的沉桩技术开始是在摸索中前进的，最初类比打钢管桩一样打，结果出现断桩，然后研究如何换种打法；再后来断桩情况越来越少，但是偶尔会出现裂痕，于是研究采取怎样的措施可以避免裂痕的出现。
从中我们可以看到，实际工程中的PHC桩在港口建设中的施工技术正逐步成熟。
1.1沉桩困难、断桩港口航运自古就是靠天吃饭的行业，在安排工程进度的时候，要避开强风盛行的季节沉桩，当风浪、水流超出规定时应该停止沉桩作业，否则一味赶进度极易发生断桩事故。
在福建石湖油库成品油码头1#、2#泊位的施工中，共计打入265根Φ800CPHC桩，但是最初打的10根桩发生3次断桩，并且全部集中在端头盘焊接处，施工一度暂停。
通过分析，这是波浪水流过大造成的，在涌浪的作用下造成“憋桩”，导致断桩。
施工方及时与厂方联系，要求在PHC桩出厂前，在接头处加焊一圈钢板、增强焊缝，并在打桩的时打桩船多抛1-2节锚链，使操作平台稳一些。
浅析港口码头PHC桩沉桩施工技术应用
浅析港口码头PHC桩沉桩施工技术应用摘要：伴随我国对港口工程建设不断深入推进，特别是深水港区工程建设的效率日益提升，这为我国经济贸易长效稳定的增长提供了有力保障。
其中，PHC桩桩基因自身经济性与实用性，并且拥有更为突出的强度高、刚度大、承载性与持久性等特点，在港口建设当中有着极为广泛的应用。
基于此，本文将主要针对港口码头PHC桩沉桩施工技术的应用展开相关探讨分析。
关键词：港口码头；沉桩；施工技术引言：某船厂码头项目，根据地质调查数据，在沉桩区，上四系沉积10个地层，从上到下可分为7个主要的地层，其地质成因复杂；这使得土壤的空间分布有很大的差异。
探区的基底是燕山三期花岗岩。
根据工程总体的施工需要，与码头平行的防波堤必须与码头同步施工，而码头的沉桩必须在半遮蔽的条件下进行，并在设计中必须穿过6~11 m的沙层，并受到地质条件、海况和暗涌的影响；在台风、季风的作用下，在恶劣的环境下，很容易发生不符合停锤标准、偏位超标、甚至断裂等问题。
1工程案例文中引用的实例是一处船厂码头，它的长度大约125米，宽度大约18米，采用了一种高桩梁板形式。
而码头桩基的规范是：PHC桩，长度46.0米，直径800毫米。
工程建设的主要环境是中粗沙和粘性粘土。
(1)在选用打桩机时，要充分考虑场地的风浪、地质情况、设计时所需的坡度等。
结合项目的具体情况，选用了长江、舟山地区的大量施工经验。
对于钢管桩和 PHC桩，他都很熟悉。
具体的参数是：长度为53米，长度为50米，宽度为3.8米，宽度为22米。
(2)本项目所采用的是锤击沉桩工艺，锤击能量为D-100。
(3)船舶的移位，使用标准为600hp的船型，使用1250 hp的标准拖轮。
此外，所涉及的位置和运输，也要分别为500t和2000t。
2施工条件根据该区的地质调查数据，在沉桩区，从上到下可分为七个主要的沉桩区，其地质成因复杂；探区的基底是燕山三期花岗岩。
沉桩施工的主要技术难题：与码头平行的防波堤必须与码头同步进行，使沉桩在半遮蔽状态下进行，并需要穿过6~1lm厚的沙层，并受地质条件复杂、海况复杂、暗涌影响；在台风、季风的作用下，桩很容易发生不符合沉桩标准、偏位、甚至裂桩等问题。
PHC管桩在内河港口锚泊设施的应用技术
PHC管桩在内河港口锚泊设施的应用技术摘要：根据我国国土河流分布，了解到我国河流众多，为促使这些丰富河流资源得到充分利用，我国开发了很多的可行性建设技术，然而由于河流水流的不稳定性，进而导致这些技术在实际应用时无法取得很好的应用效果，为有效解决这项问题，提高新技术的可执行性，将PHC管桩作为一项新技术材料应用到其中，可以有效避免河流水造成了干扰。
基于此，对PHC管桩在内河港口锚泊设施的应用技术进行分析和探讨。
关键词：PHC管桩；内河港口锚泊设施；应用技术；分析水运贸易是我国市场经济的重要组成部分，对我国经济建设和发展也具有积极促进作用，对其进行优化建设也与我国社会经济建设发展息息相关。
尤其是在经济全球化背景下，为推动我国社会经济可持续发展，我国也加强了对对外贸易内河港口基础设施建设，其中PHC管桩新型材料的科学合理运用成为内河港口设施建设的重点，也促使其可以更好的带动我国进出口贸易发展[1]。
1PHC管桩基本概述PHC管桩是一种预应力较强的混凝土管桩，其形成主要是通过高速离心运动以及高压蒸养等工艺下形成的新型混凝土管桩，这也体现出我国工艺技术发展和水平提高。
PHC管桩在实际中进行应用，所包含的规格较多，通常情况下，管桩外径在300~1200mm，同时也可以根据对桩的抗弯能力和承载力，对PHC管桩进行合理选择。
与此同时，不同直径的管桩也能够根据抗压、抗弯、抗拉等实际要求进行选择，设计者能够根据实际地质情况，进行灵活设计[2]。
除此之外，PHC管桩节长规格比较多，可以根据实际施工需求，合理组合，也能够根据地质需要对管桩长度进行调整，具有灵活便捷的特点。
2PHC管桩运输在当前我国所使用的高强度混凝土桩主要包含了预应力管桩、预应力大管桩和PHC管桩这三种类型。
并且三种混凝土管桩的强度等级也不一致，其中预应力桩强度等级为C40和C45；预应力大管桩为C60；PHC管桩强度等级为C80。
考虑到施工方便，将PHC管桩运输到港口也需要按照一次能够的沉桩顺序进行分层装驳，装驳的层数通常不超过3层，在运输途中也需要注意运用防护措施，以避免在运输过程中发生倾倒事故[3]。
港口工程PHC管桩完整性检测技术分析
第４ ７卷 第 ５期 ２１ ０ ０年 ｌ Ｏ月 总第 １６期 ９
港
工
技
术
Ｖｏ ．４ Ｎｏ５ １ ７ ． ０ｃ ． ０１ Ｔｏ ａ ９６ ｔ２ ０ ｔ ｌ１
Ｐ ｒ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏｔ ｎ ｉｅ ｒ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｎ
港 口工程 Ｐ ＨＣ管桩 完整性检测技术分析
征 为理论 基础 的 一种 方法
该 方法 假定 桩 为连 续
速度快 等优点 ， 广泛 应用 于港 口、 被 桥梁 等工 程建设
领域 。但 由于其 易产生 脆性破 坏 ， 因此 ， 基桩 的完 整
性 检测 和控 制就显 得越 来越 重要 … 目前 ． 桩完 整 基
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浅谈PHC管桩在港口码头中的施工控制
浅谈PHC管桩在港口码头中的施工控制摘要：随着我国的码头工程向深水化的方向发展，水上工程使用的管桩越来越长，其工程质量和相关施工技术也不断提高。
大直径PHC管桩具有结构强度高、刚度大、可贯入性好、耐锤击能力强、抗渗性能好、抗弯能力高、结构承载力大等特点。
本文就管桩常出现的工程问题，结合工程实例，提出相关解决措施，对港口工程提供一点技术参考价值。
关键词：港口工程PHC管桩施工技术解决措施近几年随着工程建设规模的扩大，对于地基承载力的要求也越来越高，地基基础部分的造价占工程建设总投资的比重也越来越大，大直径PHC管桩作为一种桩基础形式，有施工速度快、造价低等特点，随着港口工程的需求量不断增多，其质量的控制尤其重要。
为保证港口工程的施工质量，我国已开始大面积增加PHC管桩的应用，同时业主和设计单位对管桩的性能和质量提出了更高的要求。
因此，大直径PHC管桩的需求在逐年增加，其研究和开发亦已取得很大的成就。
而且性能价格普遍比钢管桩、预应力混凝土方桩及短管节PHC大管桩优越，因此在跨海大桥、外海深水码头等港口工程中已广泛应用。
1、工程概况某高桩梁板式码头包括基础桩（管桩）工程、室外（码头）给排水工程；工艺管道、消防、供电照明、监控、通信工程等，而基础桩是整个工程施工中的极关键项目，如何确保基础桩顺利完成，将对整个工程的质量及进度起极大的影响。
基础桩长度较大，若不注意，将会造成断桩等不良现象。
我们将特别注意如下事项，确保沉桩顺利。
1.1沉桩船必须锚固得力，绝对不可松脱；1.2认真确保桩身垂直度，确保锤击力集中；1.3桩尖进入土层时，采取调节桩锤低档位，重锤密打；2、沉桩前准备工作2.1埋设陆上地锚，及水上抛锚并明显标示；2.2检查复核桩位纵、横向测量控制点；2.3查阅地质勘察报告，按图纸并进行碰桩验算；2.4对施工地域有障碍物进行探模及清理；2.5校核各桩是否相碰；2.6准备足够的纸垫。
3、管桩沉桩方法根据砼管桩桩长和钢桩尖提供给专业产家按规格生产。
浅析港口码头PHC桩沉桩施工技术应用 张选进
浅析港口码头PHC桩沉桩施工技术应用张选进摘要：港口码头phc桩沉桩施工技术并不是由我国自主研发创造的，而是上世纪80年代从日本引进的一种先进的技术，因此，港口码头phc桩沉桩施工技术目前在我国还没有形成一套完备的工作体系，Phc桩沉桩施工主要是在海上进行工作，从而它对各个方面的要求就会更加的严格，总而言之，我国想要做好港口码头phc桩沉桩施工技术这一方面的工作，就必须从国家、企业、施工人员等方面入手，由大到小，逐层递进，以此来提高我国港口码头phc桩沉桩的施工技术，以下我将把我的工作经验与港口码头phc桩沉桩施工技术方面的信息相结合，提出我的见解。
关键词：港口码头施工；PHC管桩；PHC桩沉桩施工技术；港口码头phc桩沉桩施工技术是目前我国海上建筑中应用最广泛的一项技术，Phc桩凭借着自身高耐力、承压性强、成本低的优势成功在我国的港口站稳了脚跟，但是在这项技术不断发展、不断被应用的同时，对它的施工要求方面也更为严格化、规范化，其中包括对海上施工条件、桩的位置、工程人员对施工技术要点的领悟以及在出现问题后的解决方法等都需要进行严格的控制。
因此，为了提高港口码头phc桩沉桩施工技术，为了保障我国水运行业的发展，为了促进我国经济的发展，我们必须对港口码头phc桩沉桩施工技术应用进行分析与研究。
1 港口码头施工港口是陆地和海上连运的交接口，是交通运输的重要纽带，港口码头的出现为我国水运的发展奠定了重要的基础，因此港口码头的安全性就受到了国家和人们极大的重视。
建设港口码头，主要参照的是高架桥，在建设港口码头时，初期时使用的是传统的管桩，传统的管桩成本造价高、出现问题后需要的维修费用高，因此现在港口码头在建设时，大多采用的都是PHC管桩。
港口码头在施工的时候需要勘探地质、关注海的深度范围、关注土质问题等，合理利用资源。
港口建设与我国的经济、水运、城市化发展相互联系，不可分割，因此，必须非常重视港口码头施工，选择材料方面必须选择质量高的材料。
打桩船施工PHC管桩在工程中的应用
显著的提 高了混凝土的的抗冲击 、 抗磨损 、 抗疲劳 、 耐久性等特
Ｏ
钢纤 维 掺 量
性 。加入钢纤维后 ， 改变了混凝土的破坏形式 ， 有效地延长铺装
图 ８ 钢纤维掺量对混凝抗 剪强度 的影响
层 的使用寿命。因此 ， 钢纤维混凝土适合在高等级公路桥梁铺装
层 中推广应用。
②通过试验 ，比较钢纤维 混凝土各项 物理性能试验 的结 果， 同时考虑到经济因素 ， 确定最佳钢纤维类 型为波纹型 ， 最佳
桩偏位。 ３２操 作 要 点 ＿
⑦ 自沉、 、 压锤 开锤过程 中不得移船校正桩位避免造成断桩 。 ⑧打桩 时若桩 发生抖动 ， 应暂停锤 击 ， 待桩身稳定后 方能
继续锤击 。
⑨沉桩过程 中随时注意检查桩 锤 、 替打和桩架 龙 口， 发现
３ ． 桩的运输 ．１ ２ 桩的运输使用 １０ ｔ１０ ｔ ００一 ５０ 的驳船 ，驳船上配备符合要求
２ 工 艺特 点
①施工 准备过程 简单 ： 打桩船 、 方驳 （ Ｐ 运 ＨＣ管桩 ） 等水上
船只只要行至施工现场即可施工作业 。 ②适应 能力强 ： 通过十多年来 的施工经验 （ 以前 多为预制 方桩 、 钢管桩 ）较好地掌握控制打桩船各种性能 。 ， ③ 质量稳定可靠 、 施工 速度快 ， 工期短 ： 由于 Ｐ ＨＣ管 桩采
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交通 工程研究与 应 用
试验 后 对 比如 图 ９ 图 １ 示 。 、 Ｏ所
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５ 结
论
①通过上述试验表明 ，钢纤维混凝土 比普通混凝土力学性
能有较大 的提高 ， 能显著提高混凝 土的抗折 、 抗剪 、 劈裂等性能 ，
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阐述PHC管桩完整性检测在港口工程的应用
摘要：文章主要对低应变法检测PHC管桩完整性、高应变法检测PHC桩完整性、PHC管桩完整性检测方法进行阐述。
关键词：检测PHC管桩完整性
Abstract: the article mainly to the low determining apile PHC pipe pile integrity, high determining apile PHC pile integrity, integrity PHC pipe pile test method in this paper.
Keywords: detection PHC pipe pile integrity
1低应变法检测PHC管桩完整性
1.1低应变法测试原理
低应变反射波法是以应力波在桩身中的传播特征为理论基础的一种方法［5］。
该方法假定桩为连续弹性的一维均质杆件，并且不考虑桩周土对沿桩身传播的应力波的影响。
根据一维波动理论可知，桩阻抗是其横截面积、材料密度和纵波速度的函数，其函数表达式为
Z=ρCA。
(1)
式中Z为桩的广义波阻抗，N•s/m；C为纵波速度，m/s；ρ为桩的质量密度，kg/m³；A为桩身截面积，m²。
将一维波动理论用于线弹性桩（桩长远大于直径，且入射波波长大于直径），在桩顶锤击时，产生一维压缩波。
该波以波速C向下传播，如不考虑桩周阻尼的影响，则桩顶入射波在桩身截面处的反射与透射，可表达为
式中VI、VR、VT分别为入射、反射、透射波速度幅值Z1、Z2分别为上、下介质的广义波阻抗。
由式（2）、式（3）可见：
(1)若桩身材料均匀、截面积相等，则Z1＝Z2、V0，即桩身无反射波存在。
(2)在桩底处，由于桩身混凝土与桩端岩土的C不等，即Z1≠Z2，因此将产生反射波；若Z1＞Z2，VR与VT同相；若Z1＜Z2，则VR与VT反相。
(3)若桩身存在缺陷，如断裂等，都将反映为其中扩径反射波反相，其余均为同相。
从压缩波出时刻算起，反射波所代表的位置可由反射波信号达桩顶滞后的时差t确定，即LS＝tC/2，由此即可定桩长或缺陷位置。
低应变反射波法检测示意，见图1。
1.2低应变法用于PHC管桩完整性检测的适用性目前，低应变法以其测点广、经济、快捷、无损等诸多优点，成为应用最为广泛的基桩质量检测手段，但也存在着缺点和不足。
主要表现在：
(1)从上述低应变测试方法的基本原理可以看出，对PHC管桩而言，虽然PHC 管桩桩身波阻抗基本相同，但却无法考虑桩周土层对波形曲线的影响。
由于应力波在桩中传播时，不仅受桩身材料、刚度及缺陷的影响，还与桩周土层的力学性能影响有关，即桩周土层的土力学性能越好，应力波在桩周土层中的损耗就越大；同时，受桩周土层的土体模量大小的影响，硬土层处会产生似扩径的反射波，软土层处会因应力波透射损耗小而产生似缩径的反射波。
因此，不了解桩侧的土质情况有时会造成误判。
(2)由于PHC管桩独特的环状结构，应力波传播途径会多样化，因此，当出现平行于桩轴线的垂直裂隙时，应力波极易绕射过去而无法检测到。
(3)由于应力波反射法靠单一的波形特征来判断桩的缺陷，但缺乏对缺陷程度的定量分析，因此不能定量给出裂隙宽度的准确值。
(4)当第1缺陷较大时，会阻断信号的上行与下达，增加深部缺陷和桩底的识别困难，特别是当第2缺陷为第1缺陷的2倍时更难以识别。
(5)由于港口工程中应用的PHC管桩桩长与桩径比值较大，又为管桩结构，其应力波损失多，一般都无法抵达桩底，因此很难测到桩底反射。
(6)PHC管桩的接头一般为法兰盘焊接。
由于法兰盘的波阻抗与混凝土波阻抗存在差别或法兰盘焊接处焊接质量不好，均易出现异常信号，因此，很难判定PHC管桩的接头。
2高应变法检测PHC桩完整性
2.1高应变法测试基本原理
高应变动力测试是用重锤冲击桩顶，使桩顶产生动位移，并与静载荷试验至极限状态的沉降量相当，以便让桩周土极限阻力充分发挥。
高应变动力测试是应用一维杆应力波理论，并应用检测截面的实测力和速度曲线，建立相应的桩、土单元数学模型，假定模型中土的极限阻力、阻尼系数、最大弹性变形值以及土塞、过渡层、软化和硬化系数等参数；利用实测的速度信号作为边界条件输入，通过特征线求解，反算桩力曲线，若计算力曲线和实测力曲线不符，则调整桩、土参数重新计算，直至与实测曲线的符合程度满足规范要求为止；评价锤击过程中桩土动力特性、土参数和桩的静力特性，给出沿桩身的土阻力分布、桩的极限承载力、模拟计算的Q－S曲线以及桩身剖面等，从而定量评价桩的极限承载力和桩身结构的完整性［6，7］。
评价桩身完整性可用β法，其计算公式为
式中β为桩身完整性系数；F（t1）、F（t2）分别为t1、时刻测点处实测的锤击力，kN；V（t1）、V（t2）分别为t1、t2时刻测点处实测的速度，m/s；tx 为缺陷反射峰所对应的时刻，ms；F（tx）为缺陷反射峰对应时刻测点处实测的力，kN；V（tx）为缺陷反射峰对应时刻测点处实测的速度，m/s；△R为缺陷以上部位土阻力的估计值；Z为桩身截面力学阻抗，kN•s/m。
高应变动力检测试验原理，见图2。
2.2高应变法用于PHC管桩完整性检测的适用性
高应变动力测试采用重锤锤击，锤击能量大，使得应力波所能传达的深度增大，较易获取桩底的反射情况，也可反映出桩身缺陷；在PHC管桩两侧对称安装1对加速度传感器和1对力传感器，不仅使测点布置合理、测试参数较多，而且使得桩身完整性检测更加可靠。
特别是判定桩身水平整合型裂缝、多道缺陷等情况时，能够在查明缺陷是否影响竖向抗压承载力的基础上，合理判定缺陷程度。
采用高应变测试法对港口工程中的PHC管桩完整性检测，也存在一些问题：
(1)由于高应变法动力测试数据的采集质量直接关系计算结果的准确性，因此，正确采集信号是良好结果的前提条件。
但影响采集信号的因素很多，如，桩
头处理好坏、锤击位置及能量大小、传感器安装、外界干扰、仪器本身性质等，都会影响数据的采集质量。
(2)由于高应测试涉及锤击系统，在港口工程中，高应变测试大都采用打桩船上的打桩锤锤击，因此，对沉桩施工有一定的影响，需统筹安排。
3港口工程中PHC管桩完整性检测方法
分析低应变法和高应变法用于PHC管桩完整性检测的适用性可看出，由于低应变法对管桩浅部缺陷的反应比较明显，且操作简单方便，因此建议沉桩前，初步测试堆放在驳船上的管桩，获取较理想状态的波形，以为后续测试提供参考波形。
对较长的管桩（长径比大于30），可抽取一定比例进行高应变动力检测；而对打桩过程中出现异常情况的管桩，可先采用低应变反射波法进行初步检测，以确定是否存在浅部缺陷，如低应变反射波法所测波形无法解释异常现象时，应进一步采用高应变法或孔内摄像法检测，进而确定管桩是否存在沿桩轴线的竖向裂缝或深部缺陷。
4结束语
随着我国国民经济与工程建设的快速发展，基桩检测作为隐蔽工程验收的重要环节，对保证整个工程建设的安全稳定起着十分重要的作用，各种检测方法都有其优缺点，对于PHC管桩桩身完整性的检测不宜仅采用低应变反射波法，文章主要论述了低应变法、高应变法在PHC管桩完整性检测中应用。
参考文献
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