低应变与钻孔取芯在桩基检测中的应用

王丽丽

（上海苏科建筑技术发展有限公司，上海，浦东新区，201399）

【摘要】为保证建筑工程的桩基检测质量，必须加强建设单位和检测单位的管理控制，并且促进管理人员专业水平提升。唯有有效管理各个部门的工作，保证检测技术措施的合理应用和优质的检测质量，进而有效保证建筑工程的建设实施。本文结合工程实例，对低应变反射法与钻孔取芯法在桩基检测中的应用进行了探讨。

【关键词】低应变；钻孔取芯；桩基检测；应用

一、引言

在进入二十一世纪后，时代发展逐渐提高了人们的生活水平，也加速了经济建设的发展，因而加重了城市用地的负担。大型建筑和高层建筑随处可见，需要越来越高要求的桩基础工程，但越来越复杂的大型高层建筑工程项目，在开展桩基础施工与检测过程中日益显露出相关质量问题。桩基检测技术措施应用不合理将产生极大的危害，当前亟待加快解决建筑业的桩基检测问题，这一问题和人们生活居住环境息息相关，也涉及到工程建设施工的安全性，社会各界纷纷重新审视建筑工程桩基施工与检测的质量问题。下面首先分别就桩基检测中低应变反射法和钻孔取芯法的应用原理和特点进行了分析，然后结合工程实例对低应变反射法与钻孔取芯法在桩基检测中的应用进行了探讨，最后总结了几点桩基检测应用中的注意事项。

二、低应变反射法在桩基检测中的应用

在一维应力波理论基础上，结合截面波阻抗Z为参数(Z=ρCA，ρ为材料密度、C为波速、A为截面积)进行低应变反射波检测，对桩身的质量状况进行阐释。如果用力棒或力锤对桩顶进行敲击，则形成应力波，以波速C沿桩身往下传递，进而利用桩阻抗Z的变化界面过程中，包括夹异物、混凝土离析、缩颈(产生同相位的反射波)和扩颈(产生反相位的反射波)等，其中部分应力波由于反射往上传递，另外一部分应力波因为透射往下传播到桩端，在桩端形成反射。按照桩底反射波与缺陷反射波信号的时间，对桩身混凝土平均波速与存在问题的位置进行准确计算。

在检测建筑工程桩基过程中，利用低应变反射波法，结合所测波形的情况对桩身存在的问题的现状进行评判，结合桩底的反射波信号，正确评估桩底沉渣与持力层的状况。

作为一种有效的普查手段，反射波法的优势体现在检测成本低廉，便于操作。然而由于这种方法是在理想化的一维杆波动理论基础上实现的，所以在实际检测过程中，有时难以准确判断桩身存在的问题，例如，存在较大范围的离析或渐变缩径过程中，波形产生的缺陷反应不显著；很难准确把握预制桩的接头或裂纹反射的尺度；对桩底沉渣的具体厚度也难以确切评判；若浅部出现突出的问题，则下部的缺陷不能及时发现。

三、钻孔取芯法在桩基检测中的应用

钻孔取芯法这种检测方法较为简便且直观。一般使用直径100mm的双管钻实施，同时必须保证控制垂直度较高，在钻进过程中，防止钻孔偏斜，尽可能减少环状间隙，保证稳定的钻具，促使混凝土超过95%的采取率。

利用钻孔取芯能对整个桩长范围内的混凝土胶结与密实度进行检测，同时对桩身混凝土的强度等级进行检测。以此保证对桩身混凝土的生产质量进行准确确定，将桩身混凝土的浇注质量检查出来。

利用取芯能将桩底的沉渣厚度、桩身实际长度和桩端持力层的岩性直观确定，然而难以将桩身的扩缩径状况体现出来。同时因为钻孔孔径远远小于桩截面积，因而大桩的钻孔截面积不足桩截面积的1%，所以，可能存在不能有效观察出非全断或存在严重离析问题的情况。然而部分桩基的部分轻微不足在整个断面中所占比例不大，然而钻孔恰好从该处穿过时会造成芯样有严重的缺陷和问题，特别是在钻孔布置桩心过程中，因为施工期间上拔导管，易导致桩心部分混凝土出现离析现象，造成取芯检测对离析或断桩产生错误的判断。

除此之外，钻孔取芯法检测具有繁复的操作流程，需要较长的工作时间，设备沉重且需要高昂的检测费，且在检测长桩时会造成桩身偏离，所以，这种方法仅作为对桩基检测的辅助。

四、低应变与钻孔取芯在桩基检测中的应用实例分析

某建筑工程桩使用Ф1000、长23~26m的钻孔灌注桩，对桩基质量进行检测，将1、2、3、4、5号桩中的缺陷及时找出来。在这里面，1号桩的桩底存在清晰的反射信号，反射波都没有问题，是最具代表性的完整桩。钻孔取芯中全桩段芯样保持完整均匀，和设计要求一致。2号桩在3.5m、6.8m与13.5m的位置出现离析，通过钻孔取芯得出桩身3m至14m也有离析现象出现。3号桩的桩底出现明显的反射信号，也无缺陷反射，是具有代表性的完整桩。通过钻孔取芯找出其中一个钻孔芯样处于8m处有岩层，另一个钻孔芯样于6.3m处产生岩层，并有钢筋出现。为对桩的现状把握透彻，在间隔0.2m处仅有6.3m长的芯样孔附近再钻取一个芯样，其长度仅6.6m，也出现了钢筋，因此，可判定其有偏桩的现象，通过有关部门的认定，将其确定为偏桩。4号桩无明显的缺陷反射，属于完整桩。然而，在桩心处钻芯可见其5m到6m处无芯样，所以也初步判定为离析或断桩，接着在桩心距离0.3m处钻两个对称的孔，其芯样均未出现显著的离析，是完整的，压水未能有效贯通，由此可见，离析现象只出现在局部。5号桩在1.5m处出现严重的缺陷，但是钻孔取芯中无明显缺陷，通过开挖可见其1.5m处出现严重的缩径的情况。

总而言之，在笔者看来，低应变反射波的优势体现在便捷、高效和快速等方面，成为一种有效的普查方法；钻孔取芯法能结合动测结果抽查其中存在问题的桩，从而准确判断。两种方法能相互补充，所以，同时结合二者判断桩身的质量能保证其准确性。

五、低应变与钻孔取芯在桩基检测中的应用注意事项

第一，低应变桩基检测技术在应用的过程中，若遇到阻抗不稳定，出现大幅度地变动情况时，将难以顺利进行检测，其所获得的有关结果将难以反映实际情况。

第二，在检测的过程中可以借助于动静对比，从而获得低应变的有关参数资料。该方法相对简单易行，同时能够节约检测成本。

第三，在工作的过程中，应把那些可靠的信号作为下一步检测的基础，从而确保接下来的测量结果能够准确。

除此之外，由于检测行业具有复杂性的特点，如何根据实际情况选择合理的检测办法还要依赖于工作人员对于现实情况的判断。

六、结束语

总而言之，低应变反射法与钻孔取芯法在桩基检测中的应用至关重要，能有效保证整个工程施工的顺利进行。强化建筑工程中的桩基施工与检测质量管理，对于有效衔接大型高层建筑工程的各个环节有积极作用。为保证建筑工程的桩基检测质量，必须加强建设单位和检测单位的管理控制，并且促进管理人员专业水平提升。唯有有效管理各个部门的工作，保证检测技术措施的合理应用和优质的检测质量，进而有效保证建筑工程的建设实施。因此，作为建筑工程桩基检测的管理人员，必须全面把控工程检测管理的各项措施，提升自身的专业素质和职业能力，才能做好低应变反射法与钻孔取芯法在桩基检测中的应用管理，促进建筑行业的发展。

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