基于基桩完整性的多种检测方法效果对比分析

基于基桩完整性的多种检测方法效果对比分析

王媛媛

辽宁省建设科学研究院有限责任公司辽宁沈阳110000

摘要：基桩是隐蔽性的地下基础工程，能够很好地把上部结构的荷载传递到地下土层，在整个构筑物受力中起到至关重要的作用。基此，基桩工程施工检测十分重要。但在工程实践中，往往某种独立的检测方法已经无法满足基桩检测需求，甚至出现漏判、误判等情况，以致影响整个工程质量。

关键词：桩身完整性，桩基础检测；分析

1基桩桩身完整性检测方法对比

（1）低应变法检测

低应变法检测是一种最常用的桩身完整性检测的普查方法，有明显的优点：简单、快捷，数据采集的操作容易被初接触基桩检测的人员掌握，成本低、检测单价便宜也是其广受欢迎的一个重要原因。相应地，低应变法检测也有明显的缺点：易受各种外部因素的干扰，数据的分析需要专业人员的丰富经验并结合具体的施工情况综合判定，在复杂的地质条件和特殊的情况下往往不易得到准确的结论。

（2）高应变法检测

高应变法检测通常给我们的印象是一种承载力检测方法，其实它也是一种不错的桩身完整性检测方法，其本质上与低应变法检测类似，只是激振的能量更大，对基桩深部的情况反映较好，在激振锤重选择合适的情况下能测试基桩的动承载力是这种检测方法的一大优势。当然，高应变法用于基桩完整性检测时也有明显的劣势：待检的基桩桩头需要加固处理，需要用到吊装设备，成本高、效率低，数据分析更加复杂，激振产生的波频率偏低造成分辨率低，容易忽略桩身浅部和小尺寸的异常。

（3）声波透射法检测

声波透射法也是一种常用的检测方法，主要应用于超长、大直径的灌注桩桩身完整性的检测，其优点是：测试精细、准确性高，能发现尺寸较小的异常，采用平测、斜测和扇形扫测相结合可以绘出异常的大致的异常形态，也可适用于大直径的钢管混凝土的检测；当然其缺点也是非常明显的：效率相对较低，数据量大，容易受制于声测管，只能反映声测管范围内的情况，对于预制桩将无能为力。

声测管往往敷设在钢筋笼上，除了部分人工挖孔桩外，因施工需要，钢筋笼下部往往有特殊的造型，致使声测管不能与其底部等长，因此声波透射法是无法对基桩真正的底部进行检测的。

（4）钻芯法检测

钻芯法是一种有损的检测方法，优点就是直观，可以判定待检基桩的桩长和所见缺陷的尺寸。通过对钻取的芯样进行强度测试可以推断基桩的桩身强度，这是以上三种无损检测方法所不能具备的；结合孔内摄像技术可以更好地判断钻孔附近桩底的沉渣情况也是其另一个优势所在；当然，钻取桩底的持力层并判定其性状也是钻芯法检测的天然优点。不过钻芯法检测也有不可忽视的缺点，就是“一孔之见”，有“以点代面”的局限性，有可能造成基桩完整性的误判。

适用桩型最多的检测方法是高、低应变法，它们可以用于大部分情况下的基桩完整性检测，包括常见的预制桩、灌注桩以及部分钢桩、粉煤灰碎石桩等刚性桩；而对于一些柔性桩（比如水泥土桩、砂石桩等）、薄壁钢管柱和类似于H性的钢桩则不适用，另外对于一些复杂地质情况、外形尺寸变化较大的基桩，使用这两种方法检测时极易造成误判或不能判定，此时尽量不要使用。

2三种检测方法的工程应用

2.1实例1

该工程位于福建省某地，1#冲孔灌注桩桩长30.63m，桩径1000mm，桩身混凝土强度为C30。根据钻孔揭露，桩周各岩土层自上而下分布有:①素填土、②粉质粘土、③中砂、④卵石、⑤强风化花岗岩、⑥中风化花岗岩。

根据桩径预埋3根声测管。1－2、1－3、2－3管间距分别为500mm、600mm、550mm。用声波透射法检测发现桩顶下3个剖面均在29.7m～30.10m处有明显砼缺陷，如图1～图2所示。分析得出，每一个检测剖面上，连续的多个声测点PSD畸变严重。据实际的操作经验，若PSD超过临界值6，且声速、波幅明显小于临界值，可认为此区域为异常区域。靠近桩底位置的声学参数有突变，初步判断桩底存在离析情况。利用低应变反射波法对1#桩补测，图3为低应变时域曲线，波速取3900m/s，可以分析出激振后在2L/c之前没有缺陷反射信号，波形较完整平滑，波形光滑、规律，无桩底子波反射，整体波形有“往下走”的趋势，可初判该桩受桩身土阻力影响较大。

两种检测方法结果的不一致，让工作人员心生疑虑，考虑到该桩的重要性，进一步分析两种检测手段的差异，钻芯法具有直观性，对1#桩作钻芯取样观察。图4为1#桩芯样图示，29.7m～30.1m附近芯样上看很直观，胶结物质较少，但大部分呈碎块状，局部混凝土芯样骨料分布不够均匀，可确定该部位离析。经过询问现场施工人员，发现该灌注桩在施工过程中，为赶工期进度，拔管过快，导致混凝土骨料不均，密实度不足。在桩基较长的情况，声波透射法容易发现桩底缺陷，应用低应变反射波法检测，由于应力波能量的衰减，且此桩由于土阻力的发挥，使得应力波消减更为迅速，很难发现深部缺陷。此时，就需要结合多种方法进行确定和验证。钻芯法的直接性可以弥补这一短处。

图11#桩声波透射法左为1－2右为1－3剖面

图21#桩声波透射法2－3剖面

图31#桩低应变反射波法

图41#桩钻芯法样本

结语

综之，基桩工程综合检测技术具有非常必要的现实意义，声波透射法、低应变检测方法以及钻孔取芯检测技术的配合应用有助于提高检测结果准确度。

参考文献

［1］陈凡，徐天平．陈久照，等．基桩质量检测技术［M］．北京:中国建筑工业出版社，2003:222－313．

［2］王雪峰，吴世明．桩基动测技术［M］．北京:科学出版社，2001．