广东科德检测技术有限公司
摘要：随着经济的发展，城乡建设事业发展迅猛，居民建筑、桥梁建筑、港口、地震区、软土地区和冻土地区的地基处理中的桩基工程的应用也越来越普遍，桩基质量成为保证建筑质量的基础。 基于桩基工程质量的保证，首先简要概述桩基检测基本原理，然后介绍桩基检测现状，并对桩基检测方法做详细说明，最后以工程实例让读者深入了解桩基质量检测方法。
关键词：建筑；桩基工程；质量检测
桩基础具有抗地震性能好、沉降小、承载力高和可以解决特殊地基土承载力的优点。我国城市高层建筑和道路、桥梁的地基基础大量采用了桩基。如上海浦东地区88 层、高420.5m的金贸大厦和94 层的环球金融中心的地基处理均采用了桩基础。而桩基检测是对单桩承载力和桩身质量等内容进行全面评价的重要措施，它是评价桩基工程是否合格的依据，同时也是对不合格桩进行补强的基础。因此，在桩基设计前和施工后都需要进行必要的试验和检测，
以保证桩基工程的质量。
1 桩基检测的概述
桩基检测桩基检测技术是一门新兴行业，我国的检测技术起源于20 世纪80 年代末，当时的检测方法主要采用声波透射法来抽检。由于我国工程建设的的蓬勃发展，在桥梁、高层建筑、重型厂房、港口码头、海上采油平台等工程中大量采用桩基础，从而推动了检测频率、检测方法的不断改进。目前对于桩基工程的检测手段已发展到静载试验、高应变、低应变、声波透射、钻孔取芯法等方法的综合运用和全面的普检。
2 桩基检测在我国发展现状
桩基检测技术在国内经过几十年的发展，已经取得了一系列成果，更多的则表现在正确的检测方法和手段已得到及大的推广和贯彻，表现在测试人员对于各种桩基检测方法的合理运用和理性思维，以及各级行业主管对桩基检测市场的正确导向与管理。当前的桩基检测行业的工作，总体情况良好，但由于各检测单位、各地区的情况存在差异，问题主要表现在：一方面，人为因素：检测人员施工、编写检测报告不规范。另外，由于桩基工程属于隐蔽工程，无论采用哪种检测方法，都存在着一定的不足，都不能完全反映出桩基的全部特性。这就要求检测人员应用以往的实际检测经验，根据实地的地层结构和经验数据不断改进检测方法，逐渐减少检测结果的不确定性。
3 检测方法与讨论
灌注桩是建筑基础工程常用的基桩形式之一，它将上部结构的荷载传递到深层稳定的土层或岩层上去，减少基础和建筑物的沉降和不均匀沉降。灌注桩的施工分为成孔和成桩两部分，因而对桩基的检测便可分为成孔质量检测和成桩质量检测两大部分。其中，成桩质量检测又可分为承载力检测和对桩身质量（即桩的完整性）的检测。
3.1成孔质量检测
在灌注桩的施工中，成孔质量的好坏直接影响到混凝土浇注后的成桩质量：桩孔的孔径偏小则使得成桩的侧摩阻力、桩尖端承载力减少，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，同时单桩的混凝土浇注量增加，费用提高；因此，灌注桩在混凝土浇注前进行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、泥浆指标等。
1）桩位偏差检查
桩位偏差，即实际成桩位置偏离设计位置的差值。施工中由于各种因素的影响，如测量放线误差、护身埋设时的偏差、钻机对位不正、钻孔时孔斜造成的偏差、钢筋笼下放时的偏差等，都会造成桩位偏离设计位置。因此，要保证桩位的正确性，首先在施工中就应将每一个环节的偏差控制在最小范围内。桩位应在基桩施工前按设计桩位平面图放样桩的中心位置，施工后对全部桩位进行复测，然后测量该点偏移设计桩位的距离，并按坐标位置分别标在桩位复测平面图上。测量仪器选用精密经纬仪或红外测距仪。
2）桩孔径、垂直度检测
桩孔径、垂直度检测的方法大致分为：简易法检测，伞形孔径仪检测，声波法检测。工程技术人员在多年的灌注桩施工、检测中，研究总结出了一些简易的孔径、垂直度的检测方法和手段，它们适合于在没有专用孔径、垂直度仪条件下的成孔质量检测。
3）孔底沉渣厚度检测
钻孔灌注桩在成孔过程中，采用循环泥浆液清洗孔底、护壁和将钻渣携带回到地面。泥浆液携带钻渣的能力与其粘度、胶体率、含砂量等指标有关。桩孔成孔后总有一部分钻渣未带上地面而沉淀于孔底，成孔后至灌注混凝土的间隙过长以及可能产生的孔壁坍塌等也会造成孔底沉淀。因此桩孔在灌注混凝土之前必须对沉渣厚度进行检测，目前测量沉渣厚度的方法大致有测锤法、电阻率法、电容法、声波法等。下面以声波法为例进行简单介绍。
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声波法：就是测头向桩底发射声波，当声波遇到沉渣表面时，一部分声波被反射回来被测头接收，另一部分声波穿过沉渣继续向孔底传播，当遇到孔底持力层原状土后，声波再次被反射回来。测头从发射到接收到第一次反射波的相隔时间为t1，测头从发射到接收到第二次反射波的相隔时间为t2，那么沉渣厚度为：
H=（t2-t1）·c/2
其中：H —沉渣厚度，m；
C—沉渣声波波速，m/s。
3.2桩的承载力的检测
目前国内常用的方法有：静荷载试验法、高应变动测桩法和静动法。静载试验桩基静载试验是指在桩顶逐步施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力,观测桩顶随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移,以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力、单桩水平承载力的试验方法。其优点是确定单桩极限承载力直观、可靠,并可作为评价动测结果准确与否的依据;缺点是试验时间长、费用高、抽检数量有限、受现场环境影响较大、在深基坑内难以作业。
3.3桩的完整性检测
目前，用于桩身的完整性检测方法主要有：低应变动力试桩法、声波透射法、钻孔取芯法等。
低应变法。低应变法是指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，对桩的完整性进行判定的方法。机械阻抗法就是低应变法的一种：在基桩检测中，机械阻抗法是通过测定施加于基桩的激励信号和庄在该激励下产生的动态响应来识别桩的动力特性。由于桩的动力特性与桩身完整性和桩—土体系相互作用的特性密切相关，通过对桩的动态特性的分析计算，可估计桩身混凝土的缺陷类型及其在桩身中的部位。具有现场测试简便、快捷、抽检面广、经济实用的优势。缺点是利用波形特征判别桩身缺陷存在多解，只做定性不做定量判断，而且不同桩身缺陷往往难以区分，通常要求检测人员具有丰富的实践经验。
3.4 小结
总的来说，主要桩型质量检测方法的选择要考虑到设计方法、施工工艺和使用条件的不同，为此，选取合适的检测方法尤为重要。(1)钻孔灌注桩：采用高应变法检测比较有效，如果条件允许，可进一步采用静载试验或钻芯法进行验校。对于大直径钻孔灌注桩，可采用钻芯法配合低应变波或声波透射法检测。(2)沉管灌注桩:采用低应变法检测桩身完整性十分有效，同时使用静载试验检测单桩承载力，冲击力能满足要求的话，可采用高应变法同时检测其完整性和承载力情况。(3)打入式预制桩：高应变法和静载试验进行预制桩检测比较适合，低应变法和声波透射法不宜选取。
4. 工程实例
4.1工程概况
拟建建筑为某住宅楼为地上 29 层建筑，设两层地下室，建筑平面呈矩形，轴线尺寸长70.000m，宽 21.90m。剪力墙结构，桩-筏基础，对差异沉降敏感。场地地形平坦，地面相对高程介于 98.99～100.03m。场地的地基土按时代、成因及土的物理力学性质，将勘探深度范围内的地基土分为 8 层。拟建场地为自重湿陷性场地，地基湿陷等级为Ⅱ级(中等)。场地土对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性。本工程中地基处理采用钢筋混凝土钻孔灌注桩，成孔工艺为泵送反循环成孔。基桩设计参数要求如下:设计桩径:φ600mm;设计桩长:L=22.0m;桩顶设计标高:-7.75～8.95m;主筋:6φ14 通长钢筋，6φ14 长 18.0m 钢筋; 混凝土强度等级:C40;工程桩总桩数:205 根(含试、锚桩 15 根)。设计要求单桩竖向极限承载力Qu=6840 kN。
4.2工程质量检测方法
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:成孔质量检测，检测数量 40 个，确定成孔质量(垂直度、桩径、孔深、沉渣)是否满足规范要求，抽检率 20%; 试桩载荷试验，检测试桩数量 3根，确定单桩竖向极限承载力是否满足设计要求;高应变动力检测，检测数量 10 根，占总桩数 5.0%，判定桩竖向极限承载力是否满足设计要求;低应变动力检测，检测数量 40 根，占总桩数 20%，确定桩身完整性，并判断桩身缺陷及缺陷类型和位置。
5结语
总之，在实际检测过程中，工程技术人员应根据检测对象、检测目的、检测方法的适用范围和特点，如静载试验主要检测桩基荷载与沉降的关系，从而确定单桩承载力。钻孔取芯法能局部检测混凝土强度和桩长等内容；成孔质量检测主要是检测成孔的孔径、孔深、垂直度和沉渣厚度等；低应变主要测试桩身完整性及桩身质量优劣等；因此，合理的选择检测方法，当使用多种方法时，应实现合理搭配，优势互补。
参考文献
[1]罗艳芳.低应变反射波法进行基桩检测的注意事项.西部探矿工程. 2016.12.
[2]史佩栋.实用桩基工程手册.北京:中国建筑工业出版社.2014.
[3]陈康隆.阐述桩基工程检测中存在的问题及检测方法.广东科技.2016.
论文作者:宋盛
论文发表刊物:《防护工程》2017年第11期
论文发表时间:2017/9/19
标签：桩基论文; 承载力论文; 声波论文; 沉渣论文; 检测方法论文; 工程论文; 孔径论文; 《防护工程》2017年第11期论文;