工程桩基检测技术探讨

叶启聪

广东度衡工程检测有限公司523000

摘要：简要介绍低应变桩基检测中的技巧，对缺陷桩的判断以及对判断标准的建议，常用的几种桩基检测技术，针对具体工程，利用成孔质量检测、静载试验检测、低应变动力检测和高应变动力检测等技术对该工程的基桩进行了检测，进而对桩基质量做出评价，以确保建设工程的质量。

关键词：桩基检测；静载试验；高应变动力检测低应变动力检测

一、前言

桩基是隐蔽工程，支撑着地面上的构筑物，它是建筑物的基础，其质量优劣直接影响到这些建筑物的安全。在桩基础的施工过程中，桩基检测是一个不可缺少的环节。近年来桩基础在高层建筑和铁路建设中广泛使用，随着建设单位对工程质量要求的提高，基桩检测技术将发挥越来越重要的作用。

二、桩基检测技巧

1桩基检测技术

成孔质量检测在桩的施工中，成孔质量的好坏直接影响到混凝土浇注后的成桩质量：桩能将桥梁上部结构的荷载传递到深层稳定的土层上去，从而大大减少基础沉降和不均匀沉降。多年工程实践证明，钻孔灌注桩是极为有效、安全可靠的基础形式之一，桩孔的孔径偏小则使整桩的承载能力降低；桩孔上部扩径将导致成桩上部侧阻力增大，而下部侧阻力不能完全发挥；桩孔偏斜则会削弱了基桩承载力的有效发挥；桩底沉渣过厚使得有效桩长减少。因此，成孔质量检测对于控制成桩质量尤为重要。成孔质量检验的内容主要包括桩孔位置、孔深、孔径、垂直度、沉渣厚度等。

2桩的承载力的检测

静荷载试验法静荷载试验法用于检测基桩承载力静荷载试验法包括基桩竖向和水平承载力检测，工程中多用到竖向静载荷试验。静荷载试验法显著的优点是其受力条件比较接近桩基础的实际受力状况。静载试验主要适用于工程试桩的承载力检测，对于工程桩检测不能做破坏性试验。其检测精度高，相对误差在10%范围内。

高应变动测法桩基高应变动检测，就是利用重锤对桩顶进行瞬态冲击，使桩周土产生塑性变形，在桩头实测力和速度的时程曲线，通过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。

3桩的完整性检测

低应变动测法基桩的低应变动测法就是通过对桩顶施加较低的激振能量，引起桩身及周围土体的微幅振动，同时用仪表量测和记录桩顶的振动速度和加速度，利用波动理论或机械阻抗理论对记录结果加以分析，从而达到检验桩基施工质量、判断桩身完整性、预估基桩承载力等目的。声波透射法声波透射法是利用超声波在混凝土中传播的声学参数，如声速C、频率F、振幅A的变化及波形来分析桩身混凝土的连续性及断层、夹砂、蜂窝等缺陷的大小、位置。

三、桩基检测技术在工程上的应用

某办公楼为地上十四层，地下一层的高层办公楼，采用框架结构，总建筑面积38818.6m2，其基础采用钢筋混凝土预制桩。经勘探，场地地基根据其工程特性的差异，自上而下分为四层，分述如下：粉土层、粉质粘土层、砾砂层和强风化泥岩层。基桩设计参数要求如下：桩径为φ500mm；桩长为10-12m；工程桩总桩数为170根；单桩承载力特征值2000kN；混凝土强度等级：C40；桩端持力层为砂砾层。本次工程实践中针对场地环境和地质条件，主要采用了如下几种检测手段：①成孔质量检测，检测数量40个；②试桩载荷试验，检测试桩数量3根；③高应变动力检测，检测数量10根；④低应变动力检测，检测数量30根。

1成孔质量检测本工程中基桩成孔质量测试采用的仪器设备主要有JJC-1A型孔径仪、JNC-1型沉渣测定仪、JJX-3A型井斜仪、深度记录仪（充电脉冲发生器）、电动绞车、孔口轮等组成。分别对成孔的孔深、孔径、孔斜及沉渣厚度进行了检测。检测结果：设计孔深介于10.45m～11.94m，实测孔深介于10.60m～12.20m，所有检测桩均大于设计要求孔深。实测局部最小孔径介于451mm～471mm，局部最大孔径介于524mm～633mm，无最小孔径<550mm的桩孔。实测垂直度介于0.68%～0.97%，均小于1%。实测孔底沉渣厚度介于80～100mm，均小于150mm。综上数据统计分析，本次桩孔成孔质量检测4项指标（孔深、孔径、孔斜、沉渣厚度）均能够达到规范要求。转贴于中国论文

2静载试验检测本次工程中，根据设计要求，对试桩检测过程中的3根试桩分别进行单桩竖向静载试验。本次检测使用的主要设备有：武汉生产的静载试验成套设备RS-JYB，主要包括主机、中继器、控载箱、5000kN千斤顶、位移传感器等。另外还有钢梁、压板等。检测方法如下：本次竖向静载试验，采用锚桩反力装置与配重联合加载法，即在试验桩桩顶放置千斤顶，再放主梁、次梁，次梁连接4根锚桩，同时在次梁之上堆放预制桩作为配重。对桩的加载方式采用快速维持荷载法，即逐级加荷，加荷后隔15min读一次数，每级加荷时间为2h。预计加荷为8级，每级荷载增量均为500kN。如果中间出现破坏荷载，则停止加荷。检测结果3根桩的极限承载力平均值为4000kN，最大极差为0，不大于平均值的30%，故单桩承载力的特征值（标准值）为4000&pide;2.0=2000kN，符合设计要求。

3低应变动力检测根据《建筑桩基检测技术规范》规定，低应变方法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判断桩身缺陷的程度及位置，并要求根据桩身完整性检测结果，给出每根桩的桩身完整性类别。本次工程实践中共对工程桩中的30根桩进行了低应变动力测试。检测仪器由采用FDP204PDA型动测分析系统，加速度传感器，力棒组成。检测方法是：在桩顶放置一只加速度传感器，接受锤击过程中产生的加速度信号，通过FDP204PDA型桩基动测系统放大和A/D转换，变成数字信号传给微机，信号经计算机处理后，在屏幕显示实测波形，每根桩布采集点一个，每点采集5～6锤信号。将存储在磁盘上的测试信号在时域内进行处理，根据应力波反射等价地将实测速度信号通过时域由频域辅助，分析不同部位的反射信号，据此分析每根桩的桩身完整性。检测结果：其中：I类桩28根，满足设计要求；II类桩2根，满足设计要求。

4高应变动力检测本次工程中共对工程桩中的10根桩进行了低应变动力测试。检测仪器采用FEI-C3型动测分析系统，该系统由486/40微机，12位A/D转换器，加速度传感器，力传感器、重锤组成。检测方法是：将两只加速度计和两只应变式力传感器，分别对称安装在桩侧表面，锤自由下落锤击桩顶，瞬时冲击力产生的加速度和力信号，通过FEI-C3型桩基动测系统放大和A/D转换，变成数字信号传给微机，信号经过计算机软件处理后存入磁盘，同时显示实测波形，然后，将存储在磁盘上的测试信号进行回放（力、速度），利用FEIPWAPC软件进行曲线拟合分析，得出单桩竖向极限承载力。检测结果：所检测的10根桩的单桩竖向极限承载力基本值均位于2178kN～2342kN之间，单桩竖向极限承载力平均值为2260kN，故根据本次高应变检测结果综合判定单桩极限承载力为2260kN。

四、桩基检测方法及分类

桩基检测方法大致分为静载荷试验和动力测桩两大类，除此之外还有抽芯法和静力、动务触探以及埋设传感器法等辅助类方法。

4.1桩基的检测类型

（1）特殊条件下或事故处理中的其它检测。

（2）各类桩、墩、桩墙竖向或横向承载力检测，包括单桩及群桩承载力检测；

（3）施工中对环境影响（如震动、噪音、土体变形）的检测；

（4）考虑桩土共同作用或复合地基中桩土荷载分担比的检测，桩体及土体应力一应变的检测；

（5）各类桩、墩及桩墙结构完整性检测；

（6）墩底持力层承载力及变形性状的检测；

4.2检测方法与讨论

（1）由散体材料桩或低粘结强度桩和土组成的复合地基（碎石桩、石灰桩等），采用静载荷试验也可采用静力触探分别对桩和土进行检测，确定复合地基承载力。

（2）各类桩、墩及桩墙结构完整性检测，一般采用低应变或高应变动力测桩法检测。大直径桩宜采用声波透射法或钻芯法检测。

（3）施工中由于挤土效应对环境的影响，用变形传感器（测斜仪）进行监测，也可用沉降变形标配合水平仪，经纬仪检测。

（4）各种方法的合理选用。1）在动测技术尚未取得突破性进展之前，静载荷试验仍将作为桩基检测的最基本、最可靠的方法而长期存在。2）动测只是作为静载试验的补充，是工程桩验收的手段之一。动测确定承载力的方法有待进一步完善，特别是以低应变法推算承载力的经验成分过大，至少不宜普及推广应用。3）鉴于目前国内外桩基检测技术的发展现状，静载荷试验和钻孔取芯法作为检测依据，高应变动测法可用于工程桩承载力检测，低应变反射波法和声波透射法作为桩基质量普查手段的做法是符合国情的，安全可靠的。

（5）由高粘结强度桩和土组成的复合地基（水泥土桩、CF桩、低标号混凝土桩等）采用静载荷试验检测竖向承载力。引复合地基中，桩、土荷载分担比的检测一般采用钢弦或压力盒通过静载荷试验进行测定。也可采用特制的应力传感器测试。

（6）施工中由于震动对环境的影响，一般采用质点速度监测系统或加速度监测系统进行测试，也可用地震仪检测。

（7）对成孔的严格控制。随着我国建筑行业中管理力度的加大、施工监理制度的推广和完善，桩基检测中的成孔检测必将日益加强。实用、高效的成孔检测手段，特别是孔底沉渣厚度测定仪器的研究、开发，将成为迫切的任务而提到日程上来。

（8）使用阶段桩体应力一应变的测试，使用钢筋应力计，混凝土应力计或特制的传感器。

（9）当桩长大于30m，用其它检测手段难以准确判定桩完整性时，可采用抽芯的方法，抽芯还可以较准确地判断桩体混凝土的强度。也可采用声波透射法进行检测。

五、桩基处理的原则

5.1事故处理应满足的基本条件

（1）工程事故处理的方案要因时因地因人而异。但是总体要求是对事故处理方案要求安全可靠，经济合理，施工期短，方法可靠。

（2）在处理之后要做好总结工作，及时进行预防，对未施工部分应提出预防和改进措施，防止事故的再次发生。

5.2处理前应具备的条件

（1）事故性质和范围清楚。工程负责人员对工程事故进行全面的排查，在处理之前找出事故发生的性质和原因。

（2）目的要明确，应有预定处理方案。对于发生的事故在采取措施之前一定要有处理的方案，这样可以做到有的放矢，忙而不乱。

（3）参加的人意见基本一致，并确定处理方案。1）在现有检测标准的实施和实施监督中，做好人员培训，学术、技术交流工作。2）强化标准的宣传贯彻力度，严格执行标准、规范的各项规定。检测单位应订出符合本单位实践的实施细则。

5.3事故应及时处理，防止留下隐患

（1）桩成孔后，应检查桩孔嵌入持力层深度，岩石强度，沉渣厚度，桩孔垂直度等数据必须符合设计要求，只要有一项不符合设计要求，就应及时分析解决，建设单位代表签字认可后，方能灌注硅、移动钻机，防止以后提出复查等要求而产生不必要的浪费。

（2）基桩开挖前必须全面检查成桩记录和桩的测试资料，发现质量上有争议问题，必须意见一致后方能挖土，防止基桩开挖后再来处理造成不必要的麻烦。

5.4应考虑事故处理对已完工程质量和后续工程方式的影响如在事故处理中采取补桩时，会不会损坏混凝土强度还较低的邻近桩。

结束语

桩基施工质量关系到整个建筑物的工程质量，它既不同于常规的建筑材料试验，又不同于普通的建筑结构测试。桩基作为目前工程建设中大量采用的深基础形式，是涉及结构安全的重要组成部分，它取决于勘察、设计、施工等多方面因素，稍有不慎，就可能造成质量事故。因此，不断提高桩基检测的质里水平，不断强化对桩基检测队伍的管理，具有重要意义

参考文献：

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