浅谈常见几种桩基检测技术在工程的应用

浅谈常见几种桩基检测技术在工程的应用

余雪平

东莞市建设工程检测中心523809

摘要：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，做好桩基检测工作是工程建设的基础。桩基检测技术，涉及到岩土力学、振动学、桩基施工技术和计算机技术等诸多学科知识，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，因此有必要对其进行系统的研究。

一、检测方法

根据《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2014），桩基检测可分为施工前为设计提供依据的试验桩检测和施工后为验收提供依据的工程桩检测。桩基检测应根据奸恶成目的、检测方法的适应性、桩基的设计条件、成桩工艺等合理选择检测方法。桩基检测被应用最普遍的方法有低应变法、高应变法、静载试验、钻芯法、声波透射法等几种。

1、低应变动测法

低应变动测法是使用小锤敲击桩顶，通过粘接在桩顶的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，从而获得桩的完整性。该方法检测简便，且检测速度较快，但如何获取好的波形，如何较好地分析桩身完整性是检测工作的关键。测试过程是获取好信号的关键，测试中应注意：①测试点的选择。测试点数依桩径不同、测试信号情况不同而有所不同，一般要求桩径在120cm以上，测试3～4点。②锤击点的选择。锤击点宜选择距传感器20～30cm处不必考虑桩径大小。③传感器安装。在保证桩头干燥，没积水的情况下传感器根据所选测试点位置安装，注意选择好粘贴方式，一般有石蜡、黄油、橡皮泥。④尽量多采集信号。一根桩不少于10锤，在不同点，不同激振情况下，观测波形的一致性，以保证波形真实且不漏测。

2、高应变法

高应变法适用于检测桩基的竖向抗压承载力及桩身完整性，它的主要功能是判定桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。高应变法在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时，能够在查明这些“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，可作为低应变法的补充验证手段。在某些地区，利用高应变法增加承载力和完整性的抽查频率，已成为一种普遍做法，但是对于大直径扩底桩和预估Q-s曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩，不适宜采用本方法进行竖向抗压承载力检测。

3、静载试验法

静载试验有单桩竖向抗压静载试验和单桩竖向抗拔静载试验，适用于检测单桩竖向抗压和抗拔承载力。众所周知，目前公认的检测基桩竖向抗压承载力最直接、最可靠的试验方法。但在工程实践中发现，基准桩的问题有时会被检测人员所忽视，容易出现基准桩打入深度不足，试验过程产生位移的问题。

4、钻芯法

这种方法具有科学、直观、实用等特点，在检测混凝土灌注桩方面应用较广。一次完整、成功的钻芯检测，可以得到桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性的情况，并判定或鉴别桩端持力层的岩土性状。抽芯技术对检测判断的影响很大。某工程先用XY－1型工程钻机，采用硬质合金单管钻具，用低压慢速小泵量及干钻相结合的钻进方法，结果采芯率不到70%，芯样完整性极差，大多呈碎块；后来改用SCZ－1型液压钻机，采用金刚石单动双管钻具，采芯率达99%，芯样呈较完整的圆柱状。所以，《技术规范》对钻机和钻头作了相应的规定，就是为了避免抽芯验桩的误判。

5、声波透射法

与其他完整性检测方法相比，声波透射法能够进行全面、细致的检测，且基本上无其他限制条件。但由于存在漫射、透射、反射，对检测结果会造成影响。近几年涌现的多通道超声波检测仪，使得检测效率成倍的提高。该检测方法是获得一组（剖面）声学数据后，对数据进行分析，剔除异常值后计算平均值（声速和波幅），然后再将每个测点的数据与平均值进行比较，超过一定范围（如波幅下降6dB）即认为该点存在缺陷。该检测方法同样可应用于地下连续墙、水利坝体的检测。

二、种桩基检测技术要点

工程案例分析

某工程所采用的桩基数量为310根，其中摩擦桩74根，分别是Φ1.8m桩基8根、Φ1.5m桩基4根、Φ1.2m桩基62根。而嵌岩桩数量为236根，分别是Φ1.8m桩基8根、Φ1.6m桩基4根、Φ1.5m桩基42根、Φ1.3m桩基85根、Φ1.2m桩基69根、Φ0.8m桩基28根。

本工程合同段内的310根桩基数量中主要是采取摩擦桩和嵌岩桩，嵌岩桩要求桩基嵌入中风化（微风化）岩层不小于2倍桩径。桩基灌注混凝土前，按嵌岩桩设计的桩基桩底沉渣厚度不能大于5cm；按摩擦桩设计的桩基沉渣厚度不大于20cm。桩基全部采用冲孔灌注桩施工工艺进行施工。鉴于本桩基工程实际特点，经研究决定，对该桩基检测项目采取三种检测方法进行评定：低应变检测、声波透射法、钻芯法。

1）低应变检测技术。对于本建筑工程的桩基桩径有Φ1.5m、Φ1.2m两种桩基采取低应变检测，根据本工程相关要求，而对于桩径大于100cm的桩基则需打磨4个点（直径约为10cm），中心一个旁边对称三个。打磨点距钢筋笼主筋不小于5cm，被测桩头应凿至设计标高，露出密实混凝土面。

2）声波透射法检测技术。本工程的桩基桩径有Φ0.8m、Φ1.2m、Φ1.3m、Φ1.5m、Φ1.6m、Φ1.8m、六种桩基采取超声波检测，结合本工程相关的要求，对于桩径大于100cm而小于180cm的桩基称呈等边三角形埋置3根管；对于桩径大于等于180cm时的桩基呈正方形埋置4根管，对称布设并确保稳定牢固。超声波检测的桩基，检测管应在加工钢筋笼时，绑扎或者焊接在钢筋笼加强筋内侧，确保牢固，顺直，且相互平行，定位准确。检测管须埋设至桩底，管口宜高出桩顶面30cm以上，管口高度宜一致。检测管采用外径φ50×2.5钢管，连接将采用φ60×5套管连接，并保证接头密封。下端采用φ65×10Q235钢板封底焊接，不得漏水。并且在安装声测管同时管内灌满水，声测管安装完成，用测绳探测每根声测管长度并作记录，上口用塞子塞住，防止砂浆，杂物堵塞管道。

3）钻孔抽芯检测技术。根据本工程相关的要求，对于桩径1.2m~1.6m范围的桩采取钻2个孔，当桩径大于1.6m的桩采取钻3个孔，开孔时要确保开孔位置宜在距桩中心0.15~0.25D内均匀对称布置。对桩端持力层的钻探，每根受检桩应不少于1个孔，应钻至桩底下不小于1D且不小于2m。对怀疑有溶洞或裂隙等的地质情况，应钻至桩底下不小于3D且不小于5m。

结束语

本文结合某建筑工程施工实例，探讨了各种桩基检测技术在建筑工程桩基检测中的应用，结合该桩基检测实例，提出桩基检测技术的方法以及桩基检测要点，旨在能为类似工程的桩基检测提供参考借鉴。

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