1、浅谈桩基检测技术 摘要：桩基础是由承台将若干根桩的顶部联结成整体共同承受荷载的深基础。目前桩基施工工艺正日益完善，但由于各种质量因素的影响，往往使得成桩质量不理想，而桩基础施工的隐蔽性特点，又决定了成桩后检查验收难。鉴于以上原因，为了确保桩基施工质量，采取先进的桩体质量检测手段就显得尤为重要。本文介绍了几种常用的桩基检测技术，并对检测中需要注意的问题进行了探讨。 关键词：桩基检测技术承载力 完整性 桩基工程质量是建设工程结构安全的重要保证，桩基检测是判定桩基工程是否满足设计和规范要求的重要手段，由于桩基施 工具有高度的隐蔽性，且其施工过程存在众多的不确定因素，因此，保证桩基检测工作质量和检测判
2、定结果的可靠性，对确保建设工程结构安全有着重要的意义。 一、常用的桩基检测技术 （一）桩的承载力的检测 1.静载试验法 长期以来，由于传统的静载试验的费用、时间、人力消耗都较大，特别是当施工场地较窄，施工期较紧时，传统的静载试验难以满足要求。因此，可以采用一种新的静载试验方法 自平衡试桩法。 自平衡试桩法是将一种特制的加载设备 荷载箱，埋入混凝土灌注桩的桩端位置，荷载箱 的顶面与钢筋笼相接，由高压油泵向荷载箱充油而加载，示意图如图 1所示。荷载箱上部桩身的摩擦力与端阻力相平衡来维持加载。根据向上向下 Q-s、 s-lgt 和 s-lgQ 曲线确定桩的承载力。 图 1 自平衡试桩法系统 自平衡试
3、桩法装置相对较为简单，不需占用场地，不需运入数百吨或数千吨物料，不需构筑笨重的反力架，试桩准备工作省时省力，适合于桥梁工程的水中试桩和大吨位试桩，并在好多工程中显示出较大的优越性；自平衡试桩法可用来确定基桩的侧阻或端阻单项的极限值的发挥状况，可供有关设计单位参考；自平衡试桩法与传统 静载荷试验在房屋建筑工程中进行过几十根桩的对比试验，结果表明它们具有良好的可比性。 2.高应变动测法 高应变动测法的基本方法是利用重锤打击桩顶，导致桩产生自上而下传播的高能量应力波，使桩身各截面产生运动，从而激发桩周的土阻力，土阻力对桩周的反作用，在桩内形成向上传播的压缩波和向下传播的拉伸波。通过在离桩顶约 2倍桩
4、径的桩身处实测的力曲线和加速度曲线，经应力波理论分析得到桩土体系的有关参数，揭示桩土体系在接近极限阶段时的工作性能，分析桩身质量，确定桩的极限承载力，还可对桩身完整性做出准确评价 。 （二）桩的完整性检测 1.超声波透射法 超声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是：由超声脉冲发射源在砼内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在砼内传播过程中表现的波动特性；当砼内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射波能量明显降低；当砼内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时，将产生波的散射和绕射；根据波的初至到达时间和波的能量衰减特性、频率变
5、化及波形畸变程度等特征，可以获得测区范围内砼的密实度参数。检测 记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。 声测管是探头运动的通道。在实际检测中，声测管埋设时应按设计图要求绑缚于桩基的钢筋笼上。因为超声波透射法检测桩基质量不受桩长，桩径的影响，成为目前我国较受欢迎的桩基检测方法。为使检测工作顺利，可先用测绳进行声测管检查，检测项目包括实际桩长，声测管内有无异物堵塞等，检查完毕后在管中装入清水以待检测桩基质量。 2.低应变法 又称为低应变发射波法，它是以应力波在桩身中的传播反射特征为理 论基础的一种方法。使用小锤敲击桩顶，通过粘结在桩顶的
6、传感器接收来自桩中的应力波信号，采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应，反演分析实测速度信号、频率信号，桩身的缺陷、桩底均可以根据反射波的相位、振幅、频率特性，辅以地层资料、施工记录以及实践分析经验，对其性质进行综合分析判断。 3.钻芯法 其方法是利用专用混凝土钻芯机，直接从所需检测的结卡勾或构件上钻取混凝土芯样，按有关规范加工处理后，进行抗压试验，根据芯样的抗压强度推定结构混凝土立方体抗压强度的一种局部破损的检测方法。因直观、可靠、准 确而广泛运用于现场混凝土质量检测中。抽芯检测设备一般采用普通液压钻机及金刚石单动双管钻具，采用中等压力、较高转速及中等泵量钻进，施工中要保持钻进参数一致，匀速
7、钻进，随时观察钻进的情况。钻孔要准确确定钻孔位置，可采用长岩芯管或大直径钻杆，以减小环状间隙，防止钻斜。取样后，要对取出芯样的胶结性、骨料大小及充填情况作详细描述记录，并在芯样上按要求标明孔号、回次、进尺等芯样信息。 二、检测中需要注意的问题 （一）各种墩、桩及桩墙结构的完整性检测，常用低应变或高应变动力试桩法。对于大直径桩，用声波 透射法或钻芯法检测比较合理。对于桩长大于 30m，难以准确判定桩完整性时，可采用抽芯法。抽芯可以较准确地判断桩体混凝土的强度。同时，也可采用声波透射法进行检测。 （二）高、低应变动力试桩法的适用范围：当桩长比直径大于 30m 时，或桩体有两个以上缺陷时，动力试桩法
8、难以提供准确的桩体完整性信号。因此，针对目前大量使用的超长桩，动力试桩必须加以改进，提高动测信噪比，提高检测精度。 （三）桩基检侧的桩位应结合设计情况和施工质量综合确定，除考虑对整个工程具有代表性外，应选择结构受力比较重要的部位、地质 条件比较差的桩，由设计、监理等单位共同认定，新规范为此对一些重要的或成桩质量可靠性差的桩基工程要求必须采用静载试验法来确定。（四）尽管在目前桩的静载试验仍被国内外公认为评价桩承载力最直观、可靠的方法，但由于测试仪表的精度、试验方法的限制、分析方法的差异和工程判断的能力等因素，其测试误差也能达到 10。因此，如何改进静载试验测试、分析方法，提高静载试验的可靠度，就
9、很迫切。近年来，试验吨位有了很大提高，国内已有不少单位可以从事 30000吨位以上的加载，也有许多研究人员对相关的负摩阻现象进行了研究和探讨，对于大吨 位的桩，在桩底埋设千斤顶和传感器进行载荷试验。 （五）桩身完整性检测宜采用两种或多种合适的检测方法进行。当采用低应变法或声波透射法检测时，受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70，且不小于 15MPa。当采用钻芯法检测时，受检桩的混凝土龄期达到28d 或预留同条件养护试块强度达到设计强度。当基础埋深较大时，桩身完整性检测应在基坑开挖至基底标高后进行。 （六）基桩低压应变法动测的关键是要取得准确、可靠的测试信号，所以现场检测人员应操作熟练，有丰富的
10、动测信号分析经验，现场应及时排除干扰信号，遇到 异常信号时，应分析原因，多换几个监测点，特别对大直径桩，桩截面各部位的运动不均匀性会增加，桩浅部的阻抗变化往往表现出明显的方向性，故应增加检测点数量，每个检测点得采集信号不宜少于 3个，通过叠加平均提高信号比。现场应保证采集到一致性好、真正反映基桩质量特性的动测信号。 三、结束语 基桩工程是建筑工程中最重要的隐蔽工程，但桩基工程质量受多项因素的影响，如工程勘察、基桩设计、环境变化、施工质量等，要想有效控制桩基工程质量，保证整体工程的安全，就离不开桩基检测。当前，建筑桩基检测技术的研究和发展 正方兴未艾，欲提高桩基检测的质量与效益，一方面要不断改善
11、已有仪器的硬件性能和质量，并努力开发出新的仪器；另一方面也要加强对桩基检测技术理论的研究工作 以寻求更精确的物理模型。总之，桩基检测人员在测试工作中要做到实事求是，一丝不苟，来不得半点马虎，以免给工程造成事故隐患。 参考文献： 1. 刘金砺：桩基础设计施工与检测，北京：中国建材工业出版社，2001 版。 2. 侯健：对低应变法检测桩基的几点看法，科技创新导报， 2011年第 27 期。 3. 王锦庆：浅谈桩 基动力检测技术，城市建设理论研究， 2011年第 7 期。 4. 陈凡、徐天平等：基桩质量检测技术，北京：中国建筑工业出版社， 2003 版。 5. 龚献忠：反射波法检测基桩完整性的探讨，山西建筑， 2007年第 33 期。 注：文章内所有公式及图表请以 PDF 形式查看。
