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摘要：近年来，随着社会经济的不断发展，我国建筑工程数量越来越多。任何高层建筑工程，基本都离不开桩基的使用。桩基对整个工程质量的影响相当大，应该引起各相关建筑企业的高度重视。桩基施工时，需要用专业的检测技术对其质量进行检测，从而保证桩基的质量。本文从不同的角度对桩基常用的检测方法及其在实际工程中的灵活运用作出具体的分析，以期更科学合理的做好桩基在实际工程中的应用。
关键词：桩基；检测方法；应用
谈到桩基，相信大家都不会感到陌生，无论是桥梁基坑，还是城市的高楼大厦，基本都需要用到桩基。可见桩基在工程中的重要性。如何确保桩基施工满足设计要求，安全可靠，就离不开对桩基的检测。按规范要求有效的对桩基进行检测，才能满足设计的要求，保证工程质量。桩基的检测分为单桩承载力和桩身完整性的检测两方面。
一、当前桩基检测存在的问题
（一）缺乏规范的检测市场行为
因为检测市场行为是不规范的，而且片面压价情况严重，所以许多单位在检测时，容易出现各种问题。比如：简单搜集整理现场的数据、处理数据资料时不认真、不经过检测人员的同意，私自签名；甚至有些单位工作人员出卖自己公司的资质，或者与一些没有检测技术的个人进行联营；有些地方实行部门垄断主义，只允许当地检测部门人员进行检测，禁止外地检测企业进入，在很大程度上，对技术的发展和质量造成不良影响。
（二）检测单位硬件设备及管理不规范
有些企业挂靠经营，没有设置专门的存档办公室和土工实验室，技术装备简陋，效率低下；有些企业有检测资质，但技术人员没有定期培训学习，及时更新专业技术知识，设备定期校准不及时，在一定程度上影响了桩基检测的顺利进行。
（三）检测方法不合理，结果未达到规范要求
不同的检测方法直接影响检测的结果，根据规范要求，不同的桩基应采用不用检测方法，工程桩基设计种类较多，确定合理的检测方法和设备，是能否达到检测要求的关键。有些检测单位经验不足，没有选择正确的检测方案，按部就班，生搬硬套，既增加建设单位成本，又没有达到预期的效果；有些单位检测设备没有及时更新保养，检测设备没有正确的校准，使得检测数据不够精确，从而影响对整个桩基质量的科学判断。
二、桩基常见的检测方法
（一）单桩竖向抗压静载试验
单桩竖向静载荷抗压试验是指将竖向荷载均匀的传至建筑物基桩上，通过实测单桩在不同荷载作用下的桩顶沉降，得到静载试验的Q—s 曲线及s—lg t等辅助曲线，然后根据曲线推求单桩竖向抗压承载力特征值等参数。目前，绝大多数静载试验是为工程验收提供依据，大多数为工程验收提供依据的静载试验，可按设计要求确定最大加载量，不进行破坏试验，即加载至预定最大试验荷载后即终止加载。
（二）单桩竖向抗拔静载试验
单桩竖向抗拔静载试验通过实测单桩在不同荷载作用下抗拔变形，确定单桩竖向抗拔极限承载力，从而判定桩基竖向抗拔承载力是否满足设计要求。抗拔桩主要用于水池类抗浮力用的，如地下水池、地下车库等防止池体漂浮用的。
（三）单桩水平静载试验
单桩水平静载试验的目的是确定单桩水平临界和极限承载力，推定土抗力参数判定水平承载力是否满足设计要求。通过桩身内力及变形测试，测定桩身弯矩。
（四）钻芯法
这种方法是利用专用钻机，从结构混凝土中钻取芯样以检测混凝土强度或观察混凝土内部质量的方法。由于它对结构混凝土造成局部损伤，因此是一种半破损的现场检测手段。钻芯法主要是检测灌注桩桩长，桩身混凝土强度，桩底成渣厚度、判定或鉴别桩端岩土形状，判定桩身完整性类别。主要用在以下几种情境下：
1.对试块抗压强度的测试结果有怀疑时。
2.因材料、施工或养护不良而发生混凝土质量问题时。
3.混凝土遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其他损害时。
4.需检测经多年使用的建筑结构或构筑物中混凝土强度时。
（五）低应变法
低应变法是采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。
（六）高应变法
用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力时程曲线，通过波动理论分析，对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定的检测方法。高应变法主要是判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求，检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别，分析桩侧和桩端土阻力，其检测精度较低。
（七）声波投射法
指在预埋声测管之间发射并接收声波，通过实测声波在混凝土介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声学参数的相对变化，对桩身完整性进行检测的方法。
（八）自平衡检测法
自平衡法与传统的堆载法和锚桩法不同，该技术是在施工过程中将按桩承载力参数要求定型制作的荷载箱置于桩身底部，连接施压油管及位移测量装置于桩顶部，待砼养护到标准龄期后，通过顶部高压油泵给底部荷载箱施压，得出桩端承载力及桩侧总摩阻力。
三、桩基施工过程中常见问题汇总
打桩工程中遇到的工程质量问题，总结归纳后可以分为五大类。第一类是桩身承载力达不到设计标准；第二类是沉桩时桩身发生过大倾斜；第三类是打桩时桩身受力不均发生断裂；第四类是桩身与桩头的接头处发生了分离；第五类是打入桩身后测量发现与设计桩位的偏差量过大。
（一）单桩承载力低于设计要求的原因
1、桩身打入后未达到设计时所标明的深度；
2、对土体调查不全面，完成了设计深度，但是桩身没有持力层的支撑，承载力不足发生沉降；
3、停止沉桩时，有些锤击的贯入深度太大，土层还比较软；
4、预制桩的桩身在施工过程中受到了损伤、断裂或破碎，影响了桩体的整体受力；
5、前期勘察时，有的资料是直接使用原有的数据，可能剖面承载力已经发生改变。
（二）桩倾斜过大的常见原因
1、预制桩桩尖因为质量不够好，不符合设计要求，会使沉桩时桩身倾角误差过大。
2、打桩机械本身的水准度误差造成的；
3、因为使用时间较长而造成的锤击偏心；
4、地下障碍物没有排出干净，施工前准备工作不到位；
5、挤土效应在设计时没有充分考虑；
6、基坑挖掘时，人工操作不得当，造成土质一些物理性质发生改变。
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（三）出现断桩的常见原因
1、由上述桩身自身倾度过大造成桩体断裂。
2、桩锤击时发生严重弯曲造成断裂，有可能是遇到了硬物；
3、有些严格要求贯入度的桩基，桩身频繁的受力后，无法承受而发生断裂。
（四）桩接头断离的常见原因
桩接头损伤分离经常出现在对长桩进行施工的过程中。因为分成一段一段的施工和频繁受力的原因，一些焊接头稍有偏差就容易出现分离。因此焊接需按照严格的设计标准操作，其尺寸和质量都需要得到保证。
（五）桩位偏差过大的常见原因
测量时，因为人为误差，放线不准；采用不熟悉的沉桩工艺，在施工过程中，有一些设计要求未达标，以至于竣工的时候整体都出现桩位的偏差。
（六）打桩质量问题常用处理方法
桩基础施工时，所有的质量问题任何人都不能独自解决，需要施工方先报告给相关部门经行商讨以后，设计部门对这些质量问题一一修改并通知。以下是常见的一些打桩质量问题解决方案。
1、预制桩由于沉桩深度不标准造成承载里不足或挤土效应使地基发生形变的可于承台前补桩，补桩一般使用植桩法，不进行打桩，其规格按照设计要求执行。还有另外一种更快捷效率的补桩方式就是完成所有桩体工程后再增加一个静压桩。
2、接桩分离的处理可以先采用“送”，即捶打问题段先把问题节点顶上，让问题桩身也具备一定承载力，随后再“补”，补一根全长桩身，使其横向荷载也得到一定保障。
3、挖开土体利用千斤顶使桩身复位，这种方法需要桩身本身并未损伤，且其长度相对短些，利于施工。
4、桩位出现偏差后，原先的一些设计要求就有了变化，其各项力学参数就不符合标准了，处理方法可选择把之前的承台平面变得更大一些。以防止承载力分担不均匀造成的沉降问题。同时为了结构安全，还应该增加横向抗震能力，可以将承台连为一体提高建筑结构的整体性。
5、增强天然地基的承载力，因为桩土的一体作用会使得整体结构更加稳定。具体做法是把承台下的土置换为改良地基，使桩体竖向承载里大大增加。
6、可以改变桩原先的设计参数，提高其自身强度。比如将桩身替换为承载里更大的预应力管桩。又或者设计更深的沉桩深度，缩短一些深度增加更多的桩体。不同的环境中，设计也需要因地制宜，重中之重还是要保证设计规范。
7、挖空底板下面的土，去除一部分土体的自重，让承台的竖向荷载保持在规范要求之内。
8、必要时，综上所述，可将几种处理方法共同使用，取得更大补救效果
9、可在设计的桩基础外围加固，一般是多设计一些补桩，分担承台的横纵荷载，减少其后续位移。
四、桩基施工应用未来趋势
（一）桩的尺寸向长、大方向发展
现代化往城市化进展，人口密集必然使高层大型建筑发展更快。其对承载力要求也是与日俱增，为满足承载力桩的尺寸必然会往更长更大的方向发展。
（二）桩的尺寸向短、小方向发展
新的高楼林立，旧的小区也需要维护加固。各种增层纠倾的需求，必然会使小的桩基得到迅速发展，其在这方面更加安全，更经济。
（三）向攻克桩成孔难点方向发展
城市发展使许多不适合的建筑用地也有了建筑需求，比如武汉的白沙洲大道选址在天然溶洞之上。在岩层上打孔是一项大难题，光106米的桩基就浇筑了50多天，国内最为先进的是钻进成孔法。
（四）向低公害工法桩方向发展
液压打桩锤将本来饱受环境污染问题的锤击法带入了新的领域。其解决了筒式柴油锤施工时那扰人的一次公害问题，还兼具环保干净，节省能源，提高沉桩速度的优点。目前唯一阻止其发展的除了技术本身，可能就是其机械的价格了。相信在不远的将来，其必将替代传统诟病的锤击机械。
（五）向扩孔桩方向发展
大直径钻孔扩底桩目前在日本发展最为成熟，它的工艺灵活多变适用于各种现代建筑。使用大直径钻孔扩底桩在得到很高的地基承载力的同时又减少了出土量，是非常有前景的工艺。
（六）向异型桩方向发展。
为了一些建筑特殊的需求，往往需要一些单桩承载力极高的桩基础，因此国内外土木从业者发展了大量的异型桩。综合来说，也就分为两种。其是按横纵剖面来分的，横向和纵向的异化桩。
DX桩是异型桩中最被认可的桩型，兼具造价低，用时短和外形方便控制的优点在实际施工中多有建筑工程采用。
（七）向埋入式桩方向发展。
未来是环保和发展并存的时代，埋入式桩从1960年便在日本刻意环保的经济环境下大力发展，其不仅去除了预制桩施工时噪音、振动、油污三大污染，同时解决了预制桩施工时常常存在的挤土效应。植桩法就是成熟的埋入式桩的一种，通过使用螺旋钻成孔，避免了沉桩时地下水体和岩层的影响，最后在合适深度进行锤击停桩，满足设计承载力。
（八）向组合式工艺桩方向发展。
桩基础必然向这高标准、高要求、高单桩承载力这“三高”发展。在没有出现更科学的工艺之前，为了满足这些需求，不同施工工艺并存的状态也必然是常态。只有组合起来，灵活应用，才能解决实际施工中各种各样的问题。
五 结语：
由上文可以看出，随着经济社会的不断发展，社会对桩基的安全性和经济性要求越来越高，在这种趋势下，我们更需要冷静的看待它，随着桩基础被大量使用，其亦存在被滥用的情况，建设、施工方面太注重短期经济效益，忽视土地环境的可持续发展等因素。在设计方面，因为桩基础的广泛适应性和设计便利、安全等因素使得许多设计方不假思索的使用桩基础或为迎合市场，追求造价和施工周期等片面短期效益放弃原本合理的设计方案而采用桩基础。本文结合一些参考文献，浅薄的探讨桩基础的一些应用和施工方法，旨在使桩基础在正确的环境和方案中被采用。还需结合实际方案和统计大数据，确定进一步研究方向。
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论文作者:刘艳林
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第12期
论文发表时间:2018/9/11
标签：桩基论文; 承载力论文; 桩基础论文; 荷载论文; 混凝土论文; 检测方法论文; 质量问题论文; 《建筑学研究前沿》2018年第12期论文;